核心素養下的高中物理單元教學設計研究與實踐

王建設 福建省永安市第一中學

高中物理教學應該立足課程整體，有效設計單元教學。以往的課堂教學授課時，出現了碎片化的教學，阻礙了學生物理核心素養的養成。高中物理知識難度較大，如果按照單個知識點進行課堂教學，那么學生接觸到的知識是零碎的，很難建立起整體化的知識框架。所以，高中物理教學應該重視單元設計教學。本文以高中物理“牛頓運動定律”為例，對單元教學設計進行了研究和探討。

一、高中物理學科核心素養的培養

新課程改革以來，高中物理教師在教學中應該重視教學原則和實踐策略，以此來培養學生的物理核心素養。高中學科物理核心素養的培養，應該從物理觀念、科學思考、科學斟酌、科學立場和擔當四個角度入手，重視學生整體知識框架的建立，并根據學生的實際情況設計有針對性的、科學可行的教學計劃，以此促進學生的不斷發展。

二、高中物理教學中存在的問題

（一）教學模式單一

高中物理學科由于知識難度較大，學生學習起來有一定的困難，因此，學生時常會認為物理學科本身是枯燥無味的。傳統的教學模式雖然能夠讓學生考出不錯的成績，但是對于學生物理核心素養、綜合素養、創新思維的發展均得不到有效培養，而且這樣的教學模式很容易拉開學生之間的差距。大量的社會實踐和研究證明，應試教育理念下，灌輸式的教育方式會讓學生耗費大量的時間和精力。在練習和復習的過程中，不僅會造成學生時間上的浪費，長期下去，還可能誘發學生的厭學情緒。高中物理學科知識的教學多源于學生的實際生活，如果物理教師在講解物理內容時仍然采用灌輸式教學法，則會使學生產生一種知識抽象的感覺，且很難將課本上所學到的知識與現實生活中的現象聯系起來，只能死記硬背大量公式，這樣很容易讓學生喪失對物理學科的學習興趣，因此高中物理學科教學必須改變教師的教學觀念和教學模式。

（二）缺乏實踐教學

高中物理學科知識看似抽象，但都來源于生活。教師在進行教學的過程中，如果運用直觀的教學方式，讓學生參與到教學實驗中去，那么很容易調動學生學習物理的興趣。高中階段學生的學習時間高度緊張，物理課時的安排也比較緊，不同地區的經濟發展水平不同，學校的實驗器材配備情況也不同。受應試教育影響，教育管理者與教師很少會給學生安排相應的物理實驗課，即便有物理實驗課，大部分也是為了應付考試。這種實驗課，很難讓學生真正感受到物理知識的作用。高中物理教師在教授物理課時，沒有站在學生的角度去思考，沒有引導學生將課本上的物理知識、物理公式與學生的日常生活現象進行聯系。教師在講授的過程中，多是抽象地講解，學生也多是抽象地理解，在記憶知識和公式的過程中，也多采取死記硬背的方式，這不利于學生在短時間內快速消化和掌握知識，達不到激發學生創造性思維的目的。

三、單元教學在高中物理課上的設計思路

在單元教學設計中，教師對學生物理核心素養的培養應放在首位。根據單元主題或者教學目的開展相應的組織探究活動，這樣能調動學生的積極性，提升教學的有效性。高中物理學科的單元教學在整體教學中是獨立存在的，但又是自成體系的。教師在進行單元教學設計時，應該采取有針對性的教學方式和教學手段，打破傳統的以課時教學為主的零散式知識教學，重視培養學生的整體思維，重視學生的單元知識框架的構建，幫助學生學習該學科的基礎知識。教師采用這樣的教學理念設計教學，既培養了學生的物理核心素養，促進了學生的深度學習，又使學生養成了主動思考和學習的能力。教師在進行高中物理單元教學時，可以充分結合學科特點，立足整體，發揮單元教學的邏輯性和整體性優勢，制定合適的教學任務，開展相應的教學活動。

四、單元教學設計（以“牛頓運動定律”為例）

（一）教學任務

在學習高中物理“牛頓運動定律”時，學生應深度學習該單元的重點知識，如慣性、受重力、直線運動、力的合成和分解等基礎的物理知識，聽課時要歸納總結性學習。同時，教師應重視整合學生的知識結構，結合學生的學習能力開展教學活動。在這個單元的教學活動中，學生不但要用到基礎的物理學科知識，而且要聯想到數學知識。教師在講授這一單元時，應以“牛頓第二定律”為重點去講解。高中階段的學生，對于力學和運動有關的知識并不陌生，也具備相應的生活經驗，因此教師在講授這些關鍵知識的過程中，應把重點放在讓學生學會自己歸納總結重點、自主探究、自己動手動腦，從中掌握物理基礎知識。教師要用淺顯易懂的方法教授學生掌握物理知識，提升物理學科素養。另外，物理教師要有計劃、有目標、有設計地講解牛頓第二定律，重視學生的實踐環節，激發學生的實踐探究興趣，讓學生在自主探究的過程中感受到學習物理的樂趣，養成主動學習物理的習慣。

“牛頓運動定律”單元教學共分為八個課時，每一課時的教學與下一課時的教學都息息相關，教師應該把握課時教學之間的邏輯，通過講解幫助學生整合知識框架，復習本單元學習的主要內容，以幫助學生更好地鞏固和復習知識，加深對所學單元物理知識的理解。

（二）教學目標

“牛頓運動定律”單元教學目標的設計，重點在于培養學生的物理核心素養，教師可以設計四個教學目標：第一個教學目標是理解對牛頓第一定律的知識，培養物理思維；第二個教學目標是通過科學的實驗設計，讓學生在實驗的過程中掌握科學的探究方法，在交流合作的過程中提升學習興趣；第三個目標是幫助學生理解和正確掌握有關牛頓第二定律、第三定律的有關知識；第四個目標在于培養學生的物理情感，讓其感受物理科學家的重要貢獻，明白經典力學還存在一定的缺陷，以培養學生的科學精神。

（三）教學重難點

“牛頓運動定律”單元教學的重難點是牛頓第二定律，教師在設計教學的過程中應充分考慮學生的學習實際。牛頓第二定律的知識理解起來有一定的難度，教師可以通過實驗的方式讓學生明白速度和力之間的關系，讓學生在參與實驗的過程中明白他們之間的定量關系，教師再結合有關的運動規律與學生生活中的實例，幫助學生解決實驗過程中的有關問題。

（四）教學方法

在本單元的教學設計中，教師所采取的教學方法主要有探究教學法、情境教學法、小組合作教學法、講授法等。

（五）教學活動

教師在“牛頓運動定律”的單元教學設計中，應該抓住重難點，通過DIS（數學化實驗）對加速度和力之間保持的關系、加速度和質量之間保持的定量關系進行深入的探究。首先，采用情境導入的方式，讓學生聯系生活實際；其次，教師讓學生分組進行探究活動，一起總結運動規律；最后，教師進行歸納總結，引導學生將本單元所學的重點知識運用到社會實踐中去。

教師在授課時可以給學生舉例：將小車放在一個水平導軌上，問學生“小車會在水平導軌上保持什么樣的狀態？使用什么樣的方式可以讓小車在水平面上的運動狀態發生改變？當小車運動狀態發生快慢變化時，該用什么樣的物理量進行描述？”這些情境下的問題層層遞進，能夠吸引學生學習本課時的知識，引導學生進行有效思考。當學生得出結論后，教師可以就該情境進行深層加工，讓學生明白什么是加速度，幫助學生鞏固已有知識。之后教師可以在課堂上直接做出相關的實驗設計，引導學生再次觀察物理現象，讓學生將所學的知識有效運用到實際生活中去。這些教學設計的過程是環環相扣的，通過教師的有效引導，學生能夠深入理解所學知識，為今后學習物理、探究物理打下堅定的基礎。

教師對理論知識的講解，應該關注學生的課堂反應與課堂表現，根據學生的表現對學生進行課堂學習評價。教師應該根據所學的課時內容，給學生安排相應的實驗課程，組織學生動手實驗，以設計的情境為例，讓學生在動手實驗的過程中，親自體驗，理解有關加速度和力之間的關系。教師還可以采用靈活的實驗方式，給學生提供相應的實驗教具，引導學生自主學習去獲得實驗結果，然后做出相應的結論猜想。學生在設計實驗流程時，教師應重視引導，幫助學生完善實驗流程，讓學生做相應的實驗預演。在這個過程中，小組之間的學生可以相互交流合作，更好地進行實驗操作和得出實驗結論。在學生進行實驗的過程中，教師應該科學劃分小組，引導學生開展相應的分工合作，幫助學生完善自身的實驗假設和實驗猜想，鼓勵學生親自操作。

有效的教學單元設計，能夠鍛煉學生發現問題、提出問題和解決問題的能力。學生可以在問題的引導下逐步收集有關信息，利用自己或者小組收集到的證據，整合相應的邏輯并回答問題。教師應該及時觀察學生的課堂表現和實驗表現，針對學生的問題和回答及時引導學生，幫助學生整合、提煉教學重難點知識，鞏固其有關物理規律的方式，感悟物理現象的魅力，讓學生逐步在問題情境中學以致用。有效的單元教學設計可以激發學生的質疑能力、現實分析和推理能力，幫助學生養成良好的語言表達能力和探究分析能力。

（六）作業引導

“牛頓運動定律”單元的作業設計，教師也應該建立起有效的三級作業模式：預習、課堂練習和課后復習。這三種作業的設計，應該是層層遞進的。對于預習作業，教師應該明確相關的作業理念，引導學生通過預習作業來養成良好的預習習慣，幫助學生不斷養成問題意識與質疑精神，這樣有助于激發學生的課堂探究欲。對于課堂練習作業，可以結合自身的課堂教學內容，設計更有針對性的習題。設計分層次的作業，關鍵在于激發學生的邏輯思維，幫助學生掌握物理概念和規律，學會將理論知識有效應用到實際問題的解決當中。對于復習作業的設計，教師應該重點引導學生整合知識，幫助學生建立起知識框架。

（七）學習評價

“牛頓運動定律”單元教學設計中，教師應對學生自身的學習情況做出點評，第一個方面是對學生的日常作業進行評價，結合多元化的評價方式，引入多方評價主體，幫助學生更好地認清自身的學習過程。第二個方面是對學生的實驗進行評價，該評價主要根據學生的方案設計、小組分工、實驗數據處理、實驗裝置操作等環節進行評價，重點對學生的實驗操作態度和操作行為進行評價。

（八）教學反思

針對“牛頓運動定律”單元教學設計，教師應該在課堂上重點處理學科基礎知識，通過有效的課時設計和單元設計來培養學生的物理核心素養。教師應該樹立正確的教學觀念，不能簡單地將物理學科知識歸結為物理學科素養。學科知識的學習是培養學科素養的重要載體，教師應該通過設計完整的教學框架完善教學環節。在教學過程中，教師應嚴格落實學科育人的教育目的，培養學生正確的物理知識學習方法和物理知識技能，幫助學生養成正確的物理情感和科學精神，逐步提升學生的物理學科素養。教師在進行科學的單元設計的過程中，應該厘清課時設計和單元設計之間的關系，發揮二者的優勢，將一些碎片化的知識進行深層次的整合，培養學生對物理知識的歸納、總結能力，鍛煉學生的邏輯思維能力，幫助學生學習物理知識，以更好地解決實際問題。

總而言之，在高中物理教學中，教師設計“牛頓運動定律”單元的教學時，應該充分考慮學生的實際情況與學習基礎，層層遞進，由淺入深地梳理單元知識，幫助學生掌握物理基礎知識。在授課過程中，教師應提高自身知識的廣泛性和知識的豐富性，轉變自身教育觀念，在充分了解學生的基礎上，立足整體，深入挖掘有效的課堂教學方法，促進學生發展邏輯思維，培養學生的分辨力和應對能力、理論與實際相結合的能力。