指向深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)路徑探究

林晶

摘要：通過系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計和實踐，深化學(xué)生對勻變速直線運動概念的理解，提高其物理學(xué)習(xí)的整體水平.本文采用科研實驗法，通過設(shè)計合理的單元教學(xué)路徑，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其科學(xué)思維和實驗技能.研究結(jié)果表明，在勻變速直線運動教學(xué)中，單元教學(xué)法為學(xué)生提供了更為系統(tǒng)和有效的學(xué)習(xí)框架，促進了深度學(xué)習(xí)的發(fā)生.

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；高中物理；單元教學(xué)

中圖分類號：G632文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2024）12-0074-03

高中物理教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑之一，而單元教學(xué)法作為一種系統(tǒng)、有機的教學(xué)方式，對于引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)、整合知識具有獨特的優(yōu)勢.本研究以勻變速直線運動為例，通過設(shè)計合理的單元教學(xué)路徑，旨在深化學(xué)生對物理概念的理解，提高其學(xué)科綜合素養(yǎng).

1 單元教學(xué)法的理論基礎(chǔ)

單元教學(xué)法在高中物理教學(xué)中具有堅實的理論基礎(chǔ)，強調(diào)整體性學(xué)習(xí)，它以完整的單元為基本單位，有機整合相關(guān)知識和技能，促使學(xué)生形成系統(tǒng)的認知結(jié)構(gòu).在高中物理教學(xué)中，這種方法通過深入的單元設(shè)計，有助于學(xué)生將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合.通過整合相關(guān)概念，學(xué)生能夠更全面地理解勻變速直線運動等復(fù)雜主題，培養(yǎng)科學(xué)思維和問題解決能力.單元教學(xué)法強調(diào)學(xué)科的整體性，為學(xué)生提供了更深層次的學(xué)習(xí)體驗，使其能夠在學(xué)科中建立更為穩(wěn)固的基礎(chǔ)[1].在物理學(xué)這一理論與實踐高度關(guān)聯(lián)的學(xué)科中，單元教學(xué)法的理論基礎(chǔ)為學(xué)生提供了更有深度和廣度的學(xué)習(xí)路徑，有助于培養(yǎng)學(xué)生更全面的科學(xué)素養(yǎng).

2 勻變速直線運動單元的設(shè)計與實施2.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)的明確

在設(shè)計勻變速直線運動單元時，我們明確了一系列學(xué)習(xí)目標(biāo)，旨在確保學(xué)生在該單元中全面掌握關(guān)鍵概念和技能，從而促進其在勻變速直線運動領(lǐng)域的全面發(fā)展.

2.1.1 理解勻變速直線運動的基本概念

學(xué)生應(yīng)能夠清晰理解勻變速直線運動的基本概念，包括速度、加速度、位移等相關(guān)術(shù)語的定義和相互關(guān)系.通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，他們將能夠描述和解釋在勻變速直線運動中物體位置隨時間的變化規(guī)律.

2.1.2 具備運用相關(guān)公式解決實際問題的能力

學(xué)生應(yīng)能夠有效運用勻變速直線運動的基本公式解決實際問題，如位移公式、速度公式、加速度公式等.這包括計算物體在不同時間點的位置、速度和加速度，從而培養(yǎng)他們在實際情境中運用物理知識的能力.

2.1.3 培養(yǎng)實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的實踐技能

為了深化學(xué)生對勻變速直線運動的理解，我們設(shè)定了實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生將通過設(shè)計和進行實驗，收集數(shù)據(jù)并進行分析.這旨在培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的實踐技能，使他們能夠通過實驗驗證理論模型，進一步鞏固和拓展所學(xué)知識.

2.2 教學(xué)內(nèi)容的合理組織

為確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的全面實現(xiàn)，我們在勻變速直線運動單元中采用了一套合理的教學(xué)內(nèi)容組織結(jié)構(gòu).通過系統(tǒng)的內(nèi)容劃分，我們旨在使學(xué)生逐步深入了解勻變速直線運動的基本概念、運動規(guī)律的數(shù)學(xué)表達以及實際應(yīng)用等方面，以建立對該主題的整體認知.

2.2.1 勻變速直線運動的基本概念

在單元初期，我們將重點介紹勻變速直線運動的基本概念，包括速度、加速度、位移等相關(guān)術(shù)語的定義和相互關(guān)系.通過清晰而系統(tǒng)的講解，學(xué)生將建立對這些基本概念的牢固理解，并能夠描述勻變速直線運動中物體位置隨時間的變化規(guī)律.

2.2.2 運動規(guī)律的數(shù)學(xué)表達

隨后，我們引導(dǎo)學(xué)生深入研究勻變速直線運動的數(shù)學(xué)表達式，涵蓋速度和加速度的計算公式.通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實際案例分析，學(xué)生將能夠掌握這些表達式的應(yīng)用，從而更好地理解勻變速直線運動的數(shù)學(xué)本質(zhì).

2.3 教學(xué)活動的多樣性設(shè)計

為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進深度學(xué)習(xí)，我們在勻變速直線運動單元中設(shè)計了多樣性的教學(xué)活動，包括課堂討論、實驗操作和小組合作等，旨在提供豐富的學(xué)習(xí)體驗和培養(yǎng)多方面的能力.

2.3.1 課堂討論

通過定期的課堂討論，我們?yōu)閷W(xué)生提供了一個分享和交流對勻變速直線運動理解的平臺.在這個過程中，學(xué)生將有機會提出問題、分享觀點，并從同學(xué)的不同見解中獲得啟發(fā).這有助于促進學(xué)生思想碰撞、拓展視野，同時培養(yǎng)其批判性思維和表達能力.

2.3.2 實驗操作

實驗操作是勻變速直線運動單元中不可或缺的一環(huán).通過設(shè)計有趣而富有挑戰(zhàn)性的實驗，學(xué)生將親身體驗勻變速直線運動的過程，他們不僅能夠觀察實驗現(xiàn)象，還需要設(shè)計并執(zhí)行相應(yīng)的實驗步驟，收集和分析數(shù)據(jù).這樣的實踐活動旨在培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理的實際操作技能，強化理論知識的實際應(yīng)用.

3 單元教學(xué)法在學(xué)生深度學(xué)習(xí)中的效果評價

通過對勻變速直線運動單元的實施，我們對學(xué)生的學(xué)科水平進行了全面的評價，著重比較了采用單元教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)方法在知識理解、實驗設(shè)計、問題解決等方面的學(xué)習(xí)效果[2].結(jié)果顯示，采用單元教學(xué)法的學(xué)生在多個方面表現(xiàn)更為出色，其深度學(xué)習(xí)效果相較于傳統(tǒng)教學(xué)方法更為顯著.

3.1 知識理解

通過課堂討論、實驗操作和小組合作等多樣性設(shè)計的教學(xué)活動，采用單元教學(xué)法的學(xué)生展現(xiàn)出對勻變速直線運動基本概念的深刻理解.相比于傳統(tǒng)教學(xué)方法，他們更能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用相結(jié)合，形成更為完整和有機的知識體系.

3.2 實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析

單元教學(xué)法的重點在于實驗操作，著眼于通過設(shè)計和進行實驗來培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的實踐技能.評價結(jié)果清晰展示，采用單元教學(xué)法的學(xué)生在實驗操作中表現(xiàn)更為熟練，能夠有效地設(shè)計實驗方案、采集數(shù)據(jù)并進行合理的分析，展現(xiàn)出較高水平的實踐能力.

在勻變速直線運動單元的教學(xué)中，學(xué)生不僅理論上了解運動規(guī)律，還親身參與實驗，通過使用傳感器等設(shè)備測量運動數(shù)據(jù).這一實踐環(huán)節(jié)不僅提供了直觀的感受，而且讓學(xué)生深度參與科學(xué)研究的過程.評價結(jié)果顯示，采用單元教學(xué)法的學(xué)生在實驗設(shè)計方面的得分顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)方法的學(xué)生，他們能夠設(shè)計出更為合理和系統(tǒng)的實驗方案，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作的能力得到有效鍛煉.

此外，單元教學(xué)法注重培養(yǎng)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析能力.通過采集大量數(shù)據(jù)并進行系統(tǒng)分析，學(xué)生在運動規(guī)律的認識上更為深刻.評價結(jié)果顯示，采用單元教學(xué)法的學(xué)生在數(shù)據(jù)分析方面取得了更高的分數(shù)，展示了對數(shù)據(jù)合理性和深度分析的較高水平.

因此，單元教學(xué)法通過實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的環(huán)節(jié)，全面提高了學(xué)生的實踐能力，不僅使他們更為熟練地運用所學(xué)知識進行實驗，而且培養(yǎng)了深度的數(shù)據(jù)分析技能.這一結(jié)果有助于學(xué)生更好地理解勻變速直線運動的概念，并為未來更高層次的學(xué)科學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ).

3.3 問題解決能力

通過引入實際應(yīng)用案例和小組合作活動，單元教學(xué)法在勻變速直線運動單元的教學(xué)中成功培養(yǎng)了學(xué)生的問題解決能力.學(xué)生在解決與勻變速直線運動相關(guān)的問題時，展現(xiàn)了更為靈活的思維和較高水平的解決問題的能力.相對于傳統(tǒng)教學(xué)方法，他們在面對復(fù)雜問題時更能夠獨立思考并運用所學(xué)知識.

在實際應(yīng)用案例中，學(xué)生被要求將理論知識應(yīng)用到真實場景中，例如模擬汽車勻變速行駛的情景.通過這樣的案例，學(xué)生不僅深化了對勻變速直線運動的理解，還培養(yǎng)了將抽象理論轉(zhuǎn)化為實際問題解決的能力.此外，小組合作活動進一步加強了學(xué)生的協(xié)作與溝通技能，使他們能夠從不同角度、層次去解決勻變速直線運動的復(fù)雜性問題.

4 案例：勻變速直線運動單元的設(shè)計與實施

4.1 案例背景

在高中二年級物理課程中，我們采用單元教學(xué)法設(shè)計并實施勻變速直線運動單元[3].學(xué)生已經(jīng)學(xué)過基礎(chǔ)的力學(xué)知識，但對勻變速直線運動的理解有待深化.

4.2 設(shè)計過程

4.2.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)的明確

首先，學(xué)生理解勻變速直線運動的基本概念，包括速度、加速度、位移等.其次，學(xué)生能夠運用相關(guān)公式解決實際問題，例如計算物體在不同時間點的位置、速度和加速度.然后，學(xué)生培養(yǎng)實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的實踐技能，通過設(shè)計實驗驗證理論模型.最后，學(xué)生提升問題解決能力，能夠獨立思考和解決與勻變速直線運動相關(guān)的實際問題.

4.2.2 教學(xué)內(nèi)容的合理組織

通過講座和示例詳細介紹勻變速直線運動的基本概念，如速度、加速度等.引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)勻變速直線運動的數(shù)學(xué)表達式，強調(diào)公式的應(yīng)用.介紹實際案例，例如汽車行駛過程中的勻變速直線運動，與學(xué)生討論應(yīng)用場景.

4.2.3 教學(xué)活動的多樣性設(shè)計

組織學(xué)生進行小組討論，分享對勻變速直線運動的理解，激發(fā)學(xué)生的興趣和思考.設(shè)計實驗，通過利用傳感器測量物體勻變速直線運動的數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠親自驗證理論模型.學(xué)生在小組內(nèi)解決實際問題，如設(shè)計一個勻變速直線運動的應(yīng)用場景，展示他們對概念的理解和應(yīng)用能力.4.3 實施結(jié)果

在實施過程中，我們收集了學(xué)生的成績、實驗報告和小組合作項目的數(shù)據(jù).比較采用單元教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)方法的學(xué)生在不同方面的表現(xiàn).

4.3.1 知識理解

采用單元教學(xué)法的學(xué)生在知識測試中的平均分數(shù)為88分，而傳統(tǒng)教學(xué)方法的學(xué)生平均分為71分.

4.3.2 實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析

單元教學(xué)法學(xué)生的實驗報告設(shè)計合理性得分為83分，數(shù)據(jù)分析深度得分為92分，而傳統(tǒng)教學(xué)方法學(xué)生得分分別為85分和78分.

4.3.3 問題解決能力

采用單元教學(xué)法學(xué)生在小組合作項目中的總體得分為94分，而傳統(tǒng)教學(xué)方法的學(xué)生得分為85分.

5 結(jié)束語

本研究通過對勻變速直線運動單元的單元教學(xué)法實踐，深入探討了指向深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)路徑.研究結(jié)果表明，單元教學(xué)法為學(xué)生提供了更為系統(tǒng)和有機的學(xué)習(xí)框架，促進了深度學(xué)習(xí)的發(fā)展.未來的研究可以進一步拓展到其他物理單元，并結(jié)合不同的教學(xué)資源和技術(shù)手段，更好地引導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)科中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí).

參考文獻：

[1]張俊.深度學(xué)習(xí)下的高中物理大單元教學(xué)方法探尋[J].數(shù)理天地（高中版），2023（14）：48-50.

[2] 韓春花.高中物理單元整合教學(xué)探索[J].文理導(dǎo)航·教育研究與實踐，2018（4）：25.

[3] 龍亦兵.談高中物理教學(xué)法[J].才智，2011（13）：88.

［責(zé)任編輯：李璟］