基于核心素養的高中物理規律單元教學策略

【摘" 要】核心素養是全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的要求，是學校教育的聚焦點和著力點，也是新課標、新教材、新高考的重點。本文以電阻定律為例，闡述如何在高中物理規律教學中，以單元化落實核心素養培養目標的策略，探討物理規律單元教學的創新嘗試。

【關鍵詞】核心素養；物理規律；單元教學

高中物理是培養學生科學素養的一門基礎課程。新課程、新課標、新高考改革逐步深入，對學生核心素養的培養要求更高。物理規律是物理學科的核心內容，深入理解物理規律對學生核心素養的提升具有不可忽視的重要性。因此，我們致力于探索一種以核心素養為導向的高中物理規律單元教學策略，旨在為教學實踐的改進和教學質量的提升提供有益的參考。

一、高中物理核心素養的內涵

教育部在《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》（教基二〔2014〕4號）中明確指出，核心素養是學生在面對終身發展與社會變遷時，所必需具備的品質與能力。進一步地，《普通高中物理課程標準（2017年版）》詳細闡述了高中物理的核心素養，涵蓋了物理觀念、科學思維、科學探究及科學態度與責任這四個核心維度。學習物理旨在構建準確的物理認知框架，引導學生深入理解自然界的奧秘；培養科學思維，讓學生能夠運用辯證的視角去審視現實生產及生活中的種種問題；掌握科學探究的方法，提高基于觀察和實驗探究自然規律的能力；形成科學態度與社會責任意識，正確認識科學的影響，養成良好的科學道德品質。

二、高中物理新課改、新教材的特點

新課程改革高度重視核心素養的培育，著重關注學生的全面發展與持續成長的終身目標。新課標要求課程內容與科技、社會、經濟發展相聯系，注重生活應用和實踐能力培養。新教材在編寫上更加注重情境創設和問題導向，強調探究和實踐。新高考注重檢測學生的自主學習能力、創新能力和綜合素養。

在物理學中，概念和規律是兩個不可或缺的基石。物理概念是對物理現象及其過程的深刻總結和抽象，它們揭示了物理世界的內在本質。物理規律是描述在特定條件下物理現象如何發生、演變及轉變的法則。它們展現了物質運動變化中各種因素之間的根本聯系，并揭示了不同物理量之間的深層關系。

三、高中物理規律單元教學策略例析

（一）以規律為內容核心組建單元

物理規律將不同的物理概念聯系起來，建立起它們之間的邏輯關系，從而形成了完整的物理知識體系。高中物理中的“歐姆定律”揭示了電路中電流、電壓、電阻變化現象的本質，反映了部分電路中三者之間在一定條件下的定量關系。以規律為核心組織單元教學，它能夠提高課堂教學效率，能讓學生經歷觀察、實驗、分析、評價和推理等過程，能更好地理解和掌握知識，發展物理學科核心素養、提升關鍵能力。例如，以“電阻定律”為核心組成單元，整合粵教版普通高中《物理必修第三冊》第三章第2節《決定導體電阻大小的因素》、第3節《測量金屬絲的電阻率》、第4節《電阻的串聯和并聯》，在教學中開展多個學科核心素養目標的培養。

（二）以活動為抓手組織單元教學

以來源于生活、來源于生產的問題情境，激發學生學習興趣和探究欲望，然后主動參與探究過程。例如，在講解電阻定律時，教師引導學生觀察并思考生活中的電路問題，如燈泡的亮度與什么因素有關等。提升興趣，并建立導體長度、橫截面積、電壓、電流、電阻等物理概念。

（三）以動手實驗培養科學探究能力

通過開展實驗與探究，學生切身經歷科學探究過程，培養科學思維，提高觀察、實驗、推理等能力。例如，在對電阻規律進行探究時，教師引導學生對實驗方案做出設計，然后進行實驗操作、記錄和分析數據，討論得出結論，找到決定導體電阻大小的因素。同時，學習運用控制變量法，認識科學探究的要素。在此基礎上，再進一步通過實驗“學會使用螺旋測微器”“用伏安法測量金屬絲的電阻率”，對比總結不同實驗方式下的效果和價值，形成大膽質疑的科學態度和創新思維。

“探究決定導體電阻大小的因素”教學設計（片段）

教師引入：電飯鍋、電烤箱、電暖器等都使用電阻作為功率元件來加熱，決定導線電阻的因素可能有多個，實驗中如何探究多個因素影響的問題？（介紹控制變量法，展示常用導線的粗細）

實驗原理：教師用課件和小視頻講述伏安法測電阻的兩種接法，即外接法（適合測量小電阻）和內接法（適合測量大電阻）。

實驗方案：學生用投影儀展示實驗目的、器材、步驟、設計數據記錄表格、數據分析、注意事項等，教師給出建議。

思考并討論：學生根據猜想，小組討論并設計實驗的方案和電路，小組之間也作交流和比較。

設計意圖：幫助學生掌握變量控制法，把實驗誤差控制在最小范圍，并在合作中交流經驗，共同完善和優化實驗方案。

分組實驗：在教師的巡視指導下，學生有條不紊地進行實驗，仔細觀察現象，并精準地記錄實驗數據。

數據分析：準確計算記錄的數據，并展開詳盡的對比分析，在小組討論的基礎上， 在教師的引導下對結論進行歸納：①對于同種材料而言，在橫截面積S保持恒定的條件下，電阻R與其長度L呈正比關系；②當長度L固定時，電阻R與橫截面積S則呈反比關系；③當橫截面積S和長度L均相同時，不同材料電阻不相等。

交流討論：學生分組討論，進行分析總結，教師組織小組之間交流比較。

能力目標：培養多項能力，包括實驗探究、數據處理、歸納分析及參與交流與評價，掌握探究方法，在質疑中培養科學態度與創新能力。

得出結論：電阻定律（略）。

（四）以知識整合促進物理觀念的形成

通過單元教學，將本單元的物理規律與已有知識進行整合，形成知識網絡，促進物理觀念的形成。例如，在學完電阻定律后，教師引導學生進一步了解電阻率的概念、物理意義、單位、與溫度的關系，并將電阻與電流、電壓等知識進行聯系和比較，再引申到半導體、超導體，加深對整個電學體系的理解，形成物理觀念。

（五）關注科學態度與社會責任，養成科學道德品質

通過物理規律的教學，教師引導學生正確認識科學的價值和影響，形成良好的科學態度和責任意識。例如，在探究電阻定律時，教師介紹科學家的事跡和貢獻，讓學生加深對科學嚴謹性和創新性的認識；學生積極參與物理學習的探究活動，深刻體驗探索自然規律的挑戰，感受其中的成就與喜悅。

電阻定律的學習能夠幫助學生形成以下物理學科素養：一是掌握電阻的概念，對電阻與導體的長度、截面積及材料之間的關系有一個深刻認識，掌握電阻的計算方法；二是明確電阻定律的實驗原理及方法，能夠進行簡單的實驗操作和數據記錄；三是理解電阻在電路中的作用，能夠運用所學知識解決簡單的電路問題，如判斷電路故障；四是形成觀察、實驗、推理等科學探究能力，提升獨立思考和解決問題的能力；五是培養科學態度和責任意識，樹立正確的科學道德品質。通過以規律為核心開展單元教學，實現課堂教學的整體性、系統性、關聯性、拓展性。

四、高中物理規律單元教學策略的優化

（一）以核心素養為培養目標，注重學生的全面

發展和終身發展

基于核心素養的物理規律單元教學改變了傳統碎片化的教學模式，以物理規律為單元線索重構單元教學內容和教學過程，以學生為主體整體規劃單元教學活動，圍繞物理規律為主題構建系統化、科學化的物理知識網絡。將探究式學習貫穿教學過程始終，學生提高科學探究能力；強調知識的系統性整合和物理觀念的深入構建，引導學生搭建全面而穩固的知識架構，為學生今后學習物理知識及形成適應終身發展的必備品格和關鍵能力提供有力支持，提高物理教學質量。

單元教學設計體現教師對教學內容的整體認識與把握，通過實際問題的解決引導學生實現深度學習，讓學生收獲專家思維而不只是專家結論，并能領悟大概念，形成素養。以“逆向教學設計”為指導原則設計單元整體教學，側重于教學評價的考量，并精心設計一系列教學活動。在教學中，注重收集學生達成學習目標的實際表現，及時調整、優化教學。

（二）基于核心素養的物理規律單元教學的改進

一要有系統化視角，普通高中物理課程有必修3冊、選修5冊，單元教學設計要通盤考慮教材內容和核心素養，要在教學實踐中磨合、修正和改善，不斷優化教學實踐案例。二要有物理學科的視角，增強物理規律單元教學設計不同階段的邏輯性、連續性，還要從物理方法的統一性等維度開展單元教學，使物理規律單元教學內容更加豐富，教學結果更加顯著。三要提高對學生學習的關注度，加強對單元教學下學生的學習進行動態的跟蹤和評價，通過反饋及時作出調整，加強與學生學習的融會貫通，形成系統的物理規律單元教學設計流程。

五、高中物理規律單元教學策略的發展

（一）聚焦核心素養，深化物理教學

在進行高中物理規律單元的教學時，教師要始終堅持對核心素養的培育為重中之重，通過系統性的教學策略，深化學生對物理規律的理解和掌握。這一教學策略不僅能提高學生的物理學科素養，也為其在未來的學習和生活中提供有力支持。

（二）強調實驗探究，培養實踐能力

在物理教學中，實驗教學至關重要。物理規律單元教學在富有探究性的實驗活動中，學生主動參與、積極思考，從而培養學生實驗能力，形成科學精神。這種實踐能力的培養，不僅有助于學生深刻理解物理規律，也為其在科學研究和技術創新領域的發展奠定了堅實的基礎。

（三）訓練邏輯思維，提高分析能力

物理學是一個強調邏輯思維和分析問題能力的學科。教師在教學時靈活運用包括案例分析、概念圖譜等在內的多種教學手段，培養學生批判性思維，強化學生的邏輯分析能力，助力學生更好地理解和應用物理規律，也為其在解決實際問題時提供了有力的工具。

（四）突出學生主體，激發學習熱情

在教學過程中，教師要始終堅持學生的核心地位，采用問題驅動學習、項目實踐學習等教學策略，鼓勵學生自主探究和合作學習，以此激發學生的學習熱情，提高自主學習能力。同時，教師還注重對學生的評價和指導，幫助學生發現自身的不足并尋求改進，進而實現全面發展。

六、結束語

隨著新課程改革的深入推進和核心素養培養要求的不斷提高，我們將繼續探索和實踐基于核心素養的高中物理規律單元教學策略，持續創新教學方法和手段，努力為學生提供更加優質的教學服務。

【參考文獻】

[1]廖伯琴.普通高中物理課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

（本文系佛山市高明區（2023年）新課程教學改革專項課題“核心素養下的高中物理單元整體教學設計研究”研究成果，批準號：GMKG202310）