指向學科素養的初中物理單元教學設計

摘" 要：學科素養作為統領課程教學設計的核心，教師要圍繞課程內容和學情狀況，設定教學目標，細化活動設計、作業設計和評價，幫助學生形成物理觀念和科學思維，增強學生運用物理知識解決實際問題的能力.單元教學設計在課程教學中占據重要地位，是打造高效課堂的關鍵，明確核心素養育人主線，創設真實的物理學習情境，推進學生綜合素養的進階和提升.

關鍵詞：初中物理；學科素養；單元設計

中圖分類號：G632""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2024）17-0071-03

收稿日期：2024-03-15

作者簡介：徐英娟（1984.8

—），女，江蘇省南通人，本科，中小學二級教師，從事初中物理教學研究.

學科素養作為課程教學總目標，教師要創造性地利用單元設計，將核心素養貫穿教學活動全過程，通過引領學生參與物理知識探究，在解決問題中增強學生實踐意識，培養科學態度和創新思維.單元設計通常有兩種思路：一種是圍繞“大概念”來組織單元內容，另一種是運用逆向思維來整合單元內容.總體而言，一線教師在知識整合方面存在系統性、結構化、層次性、探究性不足等問題，導致學生學習興趣難以持續，物理學科素養難以達成.為此，文章以蘇科版《力與運動》單元為例，立足學科素養來優化單元設計思路，從“三分析”（分析內容、學情和目標）“三設計”（單元設計、活動設計、作業設計）“一評價”（教學評價）來進行嘗試，讓物理課堂更貼近學生生活，更加有趣味，更加充滿活力.

1" “三分析”——做好備課前期準備

單元設計前，教師要提前分析教學內容，對接學情，優化單元教學目標，指向物理學科素養［1］.

1.1" 教材內容分析

根據《物理課程標準（2022年版）》要求，在《力與運動》一章，讓學生了解牛頓第一定律，認識慣性，能夠解決同一直線上二力的合成問題，培養學生實驗與科學思維能力.在教材編排上，本章內容是教學重點，也是學習牛頓經典力學的基礎.主要知識點包括三方面：一是通過實驗活動，探究牛頓第一定律，認識并解釋慣性現象；二是依托實驗探究，歸納同一直線上二力合成的方法；三是認識二力平衡，了解二力平衡的條件.本單元主要介紹力與運動的關系，帶領學生觀察合力現象，運用等效替代法，歸納力的合成方法.接著，探究力的平衡，指導學生參與實驗探究，分析二力平衡的條件.然后，歸納運動狀態，引出牛頓第一定律.最后，從概念、理想實驗中讓學生學以致用，表述牛頓第一定律和慣性問題.

1.2" 學生分析

單元設計要立足學情，強調以生為本.物理問題，很多學生感到難懂，缺乏應有的物理思維能力，尤其是在分析二力合成時，教師要注重學生猜想、推理、分析、論證意識的啟發，堅持實事求是的態度，鼓勵學生質疑.同時，單元設計要重構知識體系內容，指向學科核心素養，選擇恰當的實例、實驗，將物理探究活動與學科思維相結合，增進學生對物理概念、規律的理解.在本單元教學前，學生已經學習重力、彈力、摩擦力，具備一定的與力學相關的知識水平，初步掌握力的示意圖分析法.但學生的直覺思維較強，邏輯性、抽象性思維能力不足，教師在整合單元內容時，要盡可能為學生創設更多的動手實踐機會，鼓勵學生自主思考、合作探究［2］.

1.3" 單元目標分析

單元設計要明確單元教學目標.教學目標的設定要基于課標、教材、學情，以素養為主線，注重單元知識點的銜接與架構.本單元知識目標主要有三點：一是要求學生理解牛頓第一定律，認識慣性，能夠解決慣性相關問題；二是掌握同一直線上力的合成方法；三是掌握二力平衡條件，運用二力平衡解決物理問題.其中，牛頓第一定律、慣性以及二力平衡是學習重點.考慮到學情實際，在單元目標呈現上，要兼顧學生已有知識水平，設計學習進階目標.從前面所學的重力、彈力、摩擦力入手，引出物體運動狀態的改變話題，將之歸納為勻速直線運動和靜止狀態兩種.接下來，通過對力的分析，引出力的合成、力的平衡、力與運動的關系.鑒于單元素養目標，主要集中在四點：一是物理觀念的形成，從認識牛頓第一定律入手，探析生活中與之相關的物理現象，幫助學生樹立物質觀、運動觀；二是促進學生科學思維的養成，從分析勻速直線運動模型中讓學生體會理想斜面實驗，得出阻力越小滑行越遠的推理，在論證二力平衡條件時，滲透等效思維，在對比亞里士多德與伽利略實驗中，發展學生的質疑品質；三是科學探究，指導學生參與物理實驗過程，從實驗中記錄、分析、處理數據，開展交流與合作，獲得科學論證能力；四是科學態度，面對物理探究，要尊重事實，尊重科學，鼓勵學生大膽質疑的精神.

2" “三設計”——單元教學的核心任務

“三設計”是落實學科素養的關鍵環節，也是推進精準教學、促進學生深度學習的前提條件.

2.1" 對教材內容進行重構與編排

結合教材編排內容，牛頓第一定律是重點，也是學習難點，知識容量較大，但課時受限，無法對相關知識點及內容進行有效講解和探究，不利于促進學生分析、論證、推理等能力的提升.在物理問題模型建構中，牛頓第一定律在教學設計上，要體現生活性，要聯系學生已有認知經驗，抓住亞里士多德與伽利略相關研究，巧用認知沖突，鼓勵學生參與問題質疑，促進學生對物理規律的理解和內化.顯然，生活中的慣性很常見，但對慣性的理解卻很難，學生缺乏相應的物理邏輯認知能力.上一章討論力學知識，本章討論力的合成、平衡等問題，從知識承接關系上，建議遵循知識進階規律.先學習二力平衡條件，滲透狀態觀，讓學生認識勻速直線運動、靜止都是一種特殊狀態.接著，引出牛頓第一定律，滲透屬性觀，勻速直線運動、靜止狀態都是物體所具有的一種屬性.由此，從課時安排上，第一課時探究力的合成，第二課時探究力的平衡，第三課時探究牛頓第一定律，這樣設計單元教學順序，由淺入深，符合學生認知特點，便于取得良好的教學成效.

2.2" 對教學活動進行細化和明確

在初中物理單元設計中，課堂學習活動的組織是關鍵.高效的物理課堂，不是教師的獨角戲，而是要依托多樣的學習活動，將物理知識、學科素養滲透其中.本單元學習活動如表1所示.

表1" “力與運動”單元學習活動框架

課時力的合成力的平衡牛頓第一定律

知識主線認識分力、合力；探索二力關系；提煉二力合成方法分析物體狀態；討論二力平衡條件揭示概念；實例討論；認識慣性；遷移運用

學科素養等效思想；實踐探究意識；抽象邏輯思維；數據分析能力觀察能力；物理模型意識；分析論證能力質疑品質；科學態度；科學推理能力

實踐活動體驗活動：單人推課桌；多人推課桌；思考分力與合力關系；對比實驗活動，感受等效性；同一直線同向與反向用力；同向F=F1+F2；反向F=F1-F2觀察多媒體視頻；聯系生活實例；對比勻速直線運動與靜止兩種狀態；物理建模，探究二力平衡條件；活學活用搭建學習情境；引出認知沖突；分析亞里士多德與伽利略的觀點；組織實驗探究，推理結論；歸納牛頓第一定律；揭示慣性規律；遷移運用

單元評價堅持學科素養為主線，梳理核心知識點，推進學習活動落實；強調教學設計進階性，關注學科素養連續性；運用多元評價，銜接各項學習活動，做到各有側重

鑒于單元課時的分配需要，牛頓第一定律是學習重難點，著重對其教學過程進行詳細設計，強調學生掌握相關知識點，獲得學科素養，具體教學過程如表2所示.

一是學生能夠區分分力、合力，能夠探究得出二力平衡條件，但找不出平衡力，難以解決相應問題；水平二是列舉生活中的平衡現象，探究二力平衡條件，能夠解決簡單的物理問題；水平三是正確判斷二力平

表2" “牛頓第一定律”課時教學設計

知識點序列學情分析學習層次學習活動評價方法

靜止物體動起來；力的作用效果；運動物體停下了；認識力的作用對力的作用有所了解；已知重力、彈力和摩擦力觀察與分析能力視頻教學；親歷體驗；實驗演示問題啟發；鼓勵學生自主思考

介紹物理史料；實施理想斜面實驗銜接學生生活經驗，引出質疑點分析與理解能力閱讀史料；抓住問題；強調互動學習話題討論；鼓勵辯論，表達觀點動手實驗；合作探究厘定學習難點；開展實踐探索動手實踐與分析力小組實驗活動；記錄觀察數據；分析記錄問題串；對學生表現進行評價；發展推理意識對比實驗現象；總結物理規律抓住物理思維，促進知識生成實驗分析力；實驗歸納與論證能力小組合作學習；師生交流；推導物理結論自主意識；合作意識；分析能力；表述能力牛頓第一定律升華物理思維理解能力；應用能力解讀定律；交流探究合作討論；遷移應用慣性及應用掌握慣性靈活運用揭示慣性；活學活用以評促學，發展綜合能力

2.3" 對單元作業實施分層設計

本單元作業內容要把握知識點的邏輯關系，突出完整性.在作業評價上，體現分層性、實踐性作業，利用乒乓球、小鋼球、彈簧、細線等材料，自己動手制作完成直線運動、曲線運動和拋物運動，對比不同運動方式的運動狀態及受力情況.開展課后小實驗活動，鞏固學生對本單元知識的學習，如對單個物體施加多個方向的力，觀察平衡狀態，或對某一物體施加不同的力，觀察運動狀態，讓學生掌握物體受力分析的方法.

3" “一評價”——評價教學進度和學習成效

在評價內容上，體現在學生的學習狀態、自主性、參與性、思維投入度、實踐意識，以及對知識的理解和應用能力等，通過評價來提高學生對本單元知識的掌握程度.在評價方式上，以觀察評價、語言激勵、提問反饋和書面作業為主.在評價標準上，水平

衡問題，能夠運用二力平衡來解決相關問題.在學科素養上，要圍繞學科知識，結合物理實驗探究活動，激發學生的問題意識、質疑品質，發展學生合作意識、科學精神和批判性思維等.

4" 結束語

單元設計是撬動課堂教學變革的重要支點，教師要以學科素養為導向，從備課分析、教學內容設計、課程評價中改進優化教學環節，明晰重難點，強調單元教學整體推進，打造高效物理課堂.

參考文獻：［1］ 何冠，陳紅君，張詩婉.基于大概念的初中物理單元設計：以“內能的利用”為例［J］.中學物理，2023，41（2）：56-59.

［2］ 盧霞.以大概念教學促進初中物理深度學習［J］.中學物理，2021，39（24）：25-27.

［責任編輯：李" 璟］