“機械與功”進階式大單元的教學建構與設計

王鈺涵

深圳中學龍崗學校，廣東 深圳 518172

初中物理課程在體現“國家意志”，落實“立德樹人”，以及培養學生思維方式、價值觀等方面能起關鍵性作用［1］。初中物理深度學習倡導大單元進階式學習，即站在大概念或大任務的視角，將具體知識點按質量水平從低到高的方式進行重組，要求教師依據《義務教育物理課程標準（2022年版）》和物理教材，選擇有利于培養學生物理核心素養的教材內容知識和情境創設素材，制訂任務目標，拆解任務內容，設計任務活動，建構任務模式，反饋任務效果，從而建立起物理核心概念與核心素養之間的良好關系。開展大單元進階式學習包括4個重要環節：確定進階式單元主題、設計進階式單元框架、實踐進階式單元流程、開展進階式單元評價（圖1）。

圖1 “初中物理深度學習”四要素

1 基于深度學習的進階式大單元主題確定

本課例教學內容在《義務教育物理課程標準（2022年版）》中隸屬于一級主題“運動和相互作用”和“能量”。在人教版《物理（八年級下冊）》中，本課例分散于兩個章節：第十一章《功和機械能》（包含功和功率）和第十二章《簡單機械》（包含杠桿、滑輪和機械效率）。機械與社會生活發展緊密相關，而功是解釋機械現象、研究機械問題的重要基礎，是理解機械效率的關鍵點，也是比較機械性能及相關概念的基礎。“機械”與“功”兩個核心概念成為“力和機械能”的紐帶，有著承上啟下的作用（圖2），故深度學習的進階式大單元主題為“機械與功”。

圖2 進階式大單元主題解讀

2 基于核心素養的進階式大單元內容研究

本單元從機械性能的實驗探究及功和能的概念出發構建出進階式大單元整體架構，如圖3所示。對“機械與功”的進階式大單元學習，有利于學生全面了解簡單機械的相關物理概念和原理，發展學生的科學態度；有利于學生從整體與局部相結合的視角分析機械性能的優缺點，實現理論與實際的有機融合；有利于學生從多維度的視角動態認識機械在不同真實場景中的作用，進一步形成探索自然的物理觀念。

圖3 “機械與功”進階式大單元整體架構

經實踐研究，筆者將“機械與功”進階式大單元教學設計分解為5個結構化、情境化的質量水平（表1），以幫助學生全面地認識生活中的機械，進一步學習分析機械性能的基本方法，實現初中物理“育人導向”的目標［2］。

表1 “機械與功”進階式大單元教學整體建構

3 基于任務驅動的進階式大單元框架設計

初中學生對物理觀念的學習并不是一步到位的，這就要求教師在設計大單元教學時進階式地幫助學生理解核心概念。因此，可采用進階法重組教材內容，依據進階式大單元的教學目標拆解任務、設置課時并建立與物理核心素養的緊密聯系（表2）。

4 基于情境創設的進階式大單元教學實踐

物理核心素養的提升需基于問題情境設計進階式學習任務，從而達成認知沖突，完成概念建構，通過引導讓學生逐步形成圍繞物理觀念的大單元體系，提高學生的建模、探究及遷移能力。基于以上理論分析，“機械與功”進階式大單元的設計如下。

4.1 “認識不同機械”的進階式小單元教學設計

“認識不同機械”的教學設計共2課時，如表3、表4所示。

表3 第一課時“杠桿的平衡條件”：通過“桿秤”情境理解概念

表4 第二課時“滑輪及其作用”：通過項目式學習認知自主建構模型

4.2 “探究‘勞苦’是否‘功高’”的進階式小單元教學設計

“探究‘勞苦’是否‘功高’”的教學設計共2課時，如表5、表6所示。

表5 第一課時“怎樣判斷是否做功”：通過道具區分“做工”和“做功”

表6 第二課時“怎樣比較做功快慢”：通過創設情境提取“功率”的本質

4.3 “區分功率與效率”的進階式小單元教學設計

“區分功率與效率”的教學設計共2課時，如表7、表8所示。

表7 第一課時“構建機械效率概念”：通過類比及實驗探究歸納物理概念

表8 第二課時“如何提高機械效率”：通過典型案例分組探究得出結論

4.4 “多維度比較機械性能”的進階式小單元教學設計

“多維度比較機械性能”的教學設計共1課時，如表9所示。

表9 “多維度比較機械性能”：通過比較生活中的場景綜合分析機械性能

4.5 “項目式學習拓展作業”的進階式小單元教學設計

“項目式學習拓展作業”的教學設計共1課時，如表10所示。

表10 項目式學習拓展作業

5 基于進階式大單元教學設計的思考

如圖4所示，大單元進階式教學設計的綜合分析有4個維度：學生的真實情況分析；課程標準和教材內容分析；物理學科核心素養；物理知識、方法和規律。大單元進階式教學設計采用“目標先行”的方式，以“情境創設—問題提出—活動設計”為線索來引導教學內容，培養學生深度學習的能力。

圖4 進階式大單元教學線索