主題情境賦能單元整體教學

摘" 要：單元整體教學是教育改革的新模式，現已成為教育界研究熱點，但其概念泛化、意義淺化、知識惰化等問題仍未得到徹底解決。在核心素養視域下用主題情境為單元整體教學賦能，能夠借“境”活“知”、由“境”生“疑”、憑“境”引“探”、以“境”促“評”，建構主題情境式單元整體教學，促進知識的高通路遷移，進而達成境脈學習和有效教學。

關鍵詞：單元整體教學；核心素養；主題情境；高通路遷移

基金項目：本文系云南省教育廳科學研究基金項目資助課題“PISA視域下基于社會性科學議題的中學科學教育實踐研究”（課題編號：2024Y181）與湖南省教育科學“十四五”規劃課題資助項目“新課程改革背景下中學物理力學大概念有效教學的實踐研究”（課題編號：XJK23BJC042）的階段性研究成果。

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確指出，以整合性學習方式促進教與學的改革，促進學生基于真實情境下學科和跨學科問題解決能力的發展。［1］在教學設計和教學實施過程中重視情境的創設，創設情境進行教學，對培養學生的物理學科核心素養具有關鍵作用。［2］《課程標準》凸顯了整合學習和創設情境在“新課改”中的重要性。單元整體教學是培養學生核心素養的關鍵載體，教師借用主題情境助力單元教學，能夠幫助學生激活前概念并調動積極性，從而減輕學生的機械記憶負擔，深化單元教學的現實意義。

運用物理學史、科幻電影、科學實驗、教具模型、生活現象等素材創設物理情境，可將晦澀難懂的抽象知識轉化為直觀形象的物理現象，于主題情境中實現學生認知機制的深層激活和有意義學習的達成。［3］在單元整體教學的過程中，應當注意突出情境的主題性，提煉主題意義，并創設內容豐富、形式多元的學習任務，在活動情境中突出學生的主體地位，提升學生的具身體驗，達成境脈學習，推動學生物理學科核心素養的發展。

1" 主題情境的內涵與價值

1.1" 主題情境的內涵

情境特指真實行為賴以發生的社會網絡和活動系統。［4］主題情境指圍繞一個橫貫性問題或社會熱點問題，借用實驗、教具、史料、影音等手段創設的貫穿式大情境。主題的設立，能夠在輔助整合單元知識脈絡的同時突出單元整體的教學意義，提升單元整體教學的實用功能與現實價值。

1.2" 主題情境的價值

主題情境能夠有效地串聯情境碎片。雖然單元整體教學的知識脈絡清晰且邏輯條理分明，但過于重視知識結構性會使得單元整體的情境聯結度不高，造成知識遷移程度的降低。運用主題情境貫穿單元的碎片化情境，能夠使淺層知識的內涵和外延更加系統化，提升學生對科學知識的多維度理解，充分完善學生的認知圖景，從而搭建知識向素養轉化的橋梁。

主題情境可以凸顯單元意義。單元是承載主題意義的實際載體，主題意義是單元的核心靈魂。單元整體教學應以發展核心素養為宗旨，圍繞主題情境制訂單元教學目標，能夠幫助學生形成“以終為始”的思維模式，在建構進階式認知體系的同時挖掘物理知識的內在意義，助力單元整體教學實現既呈現知識結論又彰顯知識價值的獨特教育功能。

主題情境可以活化惰性知識。去境脈化的教學使得學生獲得的知識大部分是惰性的，不具備可遷移性。［5］如今素養導向的教學變革是為了使學生具備解決未來復雜問題的能力。教師運用主題情境激活具體知識、升華重要概念，能夠激發學生主動解決問題的內在學習動力，在具體情境中促使學生完成從知識記憶到知識遷移的轉變。

2" 主題情境式單元整體教學的流程

單元整體教學是在學科核心素養指引下，以單元為單位進行整體思考、設計和組織實施的教學形式。［6，7］核心素養視域下的主題情境式單元整體教學，以大觀念為統領，借主題情境激活單元知識鏈；以大思路為線索，用主題情境引發認知沖突；以大任務為依據，憑主題情境激發學生自主探究的能力；以過程性評價為導向，在主題情境中建構教、學、評一致性體系（見圖1）。

2.1" 借“境”活“知”

知識本身具備情境屬性，學習者在理解、掌握和運用知識等活動過程中，都需要情境的支撐，亦受到情境的影響與制約。［8］對于物理學科大觀念統領下的單元知識鏈，教師應建構相應的貫穿式主題情境，為學生的知識理解與習得提供輔助資源，從而幫助學生的知識遷移與靈活應用。

例如在“原子與原子核”單元教學中，教師除了關注原子模型演變的單元知識線索外，還應當輔以“湯姆孫—盧瑟福—玻爾”師生三代的科學探究經歷，在真實物理史料的故事情境中激發學生對物理知識的探索欲，幫助學生多維度地理解科學本質，培養學生敢于質疑、勇于探究的科學態度。

2.2" 由“境”生“疑”

認知過程的本質是由情境決定的，情境是一切認知活動的基礎。［9］學生在正式接觸物理知識前，在日常生活中已經積累了大量的經驗性常識。創設懸疑情境能夠引發學生的認知沖突，促使學生通過同化和順應的過程重構認知結構，從而順利完成從知曉經驗性常識向理解物理概念的轉變。

例如在“勻變速直線運動”單元教學中，學生通常認為“重物比輕物下落得更快”，這一前觀念不利于學生探尋自由落體運動規律。教師可利用紙、紙團等常見物品創設物體下落的生活情境，引導學生觀察現象并分析空氣阻力對物體下落的影響，再利用“真空管中羽毛和硬幣下落快慢對比”的實驗情境幫助學生抽象出自由落體運動的本質特征，促進學生科學思維的發展。

2.3" 憑“境”引“探”

科學的本質在于探究，學生認識科學的最好方式就是模擬科學家的探究過程。［10］在單元整體教學的過程中注意創設接近真實情況的探究情境，并在情境的引領下設置有難度梯度的挑戰性任務，引導學生復刻科學家的探究經過，使其在具身體驗的情境中感悟科學思想，促使學生在逐步完成子任務和逐步認識現象與本質的過程中進行系列探究，提升學生的問題意識和創新思維。

例如在“電磁感應”單元教學中，教師可以給學生提供磁鐵、電磁感應圈、導線、滑動變阻器、電池、靈敏電流計等相關實驗儀器。學生利用實驗儀器自行設計小實驗探尋感應電流產生的條件，在實驗情境中體會感應現象的暫態性，從而對電磁感應現象本質產生探究興趣。

2.4" 以“境”促“評”

情境作為檢驗學生必備知識、關鍵能力和學科素養是否達標的重要手段，是實現高考核心功能、達成考查目標、完成考查任務的重要載體。［11］《課程標準》亦指出評價導向應圍繞物理學科核心素養的具體要求，創設真實而有價值的問題情境。［12］以任務情境、活動情境和問題情境促使評價可視化和可量化，符合“新課改”的評價改革趨勢，凸顯過程性評價、表現性評價和發展性評價的地位，借情境載體動態監測、及時反饋評價結果，將真實且連續的評價貫穿整個教學過程，有效落實教、學、評一體化。

3" 主題情境賦能單元整體教學

單元整體教學是一種整合樣態教學，教師可以按照物理知識的內在邏輯、學生學習的實際情況劃分教學單元；也可以打破傳統的知識單元，依據生產生活的相關經驗、項目任務式大思路劃分教學單元。單元整體教學關注學生思維發展和觀念建構過程，利用深入知識內核的學習活動序列來激活學生的深層學習動機，重視知識和能力習得的整體性和連貫性。［13］創設有效的主題情境有利于單元整體教學的開展，有助于學生建立物理概念、探尋物理規律、解決實際問題，幫助學生在真實的情境中提升解決問題的關鍵能力和科學素養。

3.1" 物理概念的建立需要創設情境

概念是抽象思維的起點，物理概念是客觀事物關于物理的共同屬性和本質特征在人們頭腦中的反映，是客觀事物的抽象。［14］創設情境可以提供豐富的感知信息，為學生物理概念的形成奠定基礎，從而豐富學生對現象的認知。

在物理概念的教學中，創設能夠體現概念本質特征的情境是關鍵，該過程有助于發展學生的科學思維。［15］例如在“圓周運動”單元教學中，線速度、角速度、周期、轉速、向心加速度、向心力等描述圓周運動的概念眾多且概念間聯系密切，這就需要教師創設典型情境幫助學生對物理概念進行理解和辨析。在教學過程中，教師可利用生活中常見的“自行車實物模型”（見圖2），將自行車后輪架起來建構物理實物模型。借助實物模型認識新概念、辨析概念間聯系，以主題情境助力“圓周運動”單元的概念認知，其具體過程如表1所示。

3.2" 物理規律的探究需要問題情境

學生學習物理規律要經歷由感性的具體感受到抽象的定律，再由抽象的定律到思維發展兩個階段。［16］主題情境為學生獲得物理規律提供背景信息，學生從情境中發現問題并提出假設。教師引導學生對知識進行深度思維加工及意義建構，能夠幫助學生逐漸獲得物理規律進而完成學習進階。

學生在活動情境中能真實地感受科學探究過程，體會利用科學知識來解釋自然現象的樂趣，提升對科學本質的認識和科學探究的能力。［17］例如“宇宙航行”單元教學對學生抽象模型建構能力要求較高，教師可以巧用“嫦娥五號”奔月取土的問題情境突出單元主題的現實意義，借“發、落、采、升、會、回”月球取土全流程的貫穿式情境串聯整個單元的知識體系，借問題情境引領認知進階，以主題情境助力“宇宙航行”單元的規律探尋，具體過程如表2所示。

3.3" 應用物理知識解決具體問題應結合具體的實際情境

在物理教學中，教師應讓學生獲得在實際情境中解決物理問題的大量經驗，培養學生情境與知識相關聯的意識和能力。［18］通過主題情境的創設，教師可以引導學生將實際情境轉化為物理情境、建立物理模型的問題表征，再通過問題解決促進學生核心素養的提升。

物理知識源于生活，又反作用于生活。教師借情境引導學生運用物理知識解釋日常生活中的現象、解決生活生產中的問題，與“生活走向物理，物理走向社會”的教學理念十分契合，能夠增強學生的學科認同度和物理學習動力。例如在“動量守恒定律”單元教學中，教師可設置“手機砸臉”“蹦極”“碰碰車”等生活情境，使學生在情境中領悟“力對物體的時間積累效果”。教師可用漫畫激發學生的情感共鳴，讓學生思考該生活情境中可能涉及的物理知識并提出相關問題。學生可以主動探究并抽象出手機的運動階段、臉的受力情況，構建“手機砸臉”的物理模型，在“親臨其境”過程中完成建構認知并獲得知識。教師帶領學生借生活現象解決實際問題，以主題情境助力“動量守恒定律”單元的問題解決過程，具體過程如表3所示。

4" 結語

有意義的知識學習離不開情境載體。以主題情境助力單元整體教學符合未來教育的發展趨勢，有利于學生核心素養的提升和元認知水平的提升。單元知識的結構優化和意義活化也為有效教學提供了具體的實踐基礎和方法論體系，能夠促進知識的高通路遷移，為整合意識賦能，讓核心素養生花。

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