核心素養導向下初中物理大單元教學設計研究

摘 要：在核心素養導向下的初中物理大單元教學中，教師注重培養學生的綜合素質，提高學生的科學素質與問題解決能力.在大單元教學實踐中，教師針對現實生活中的問題，設計任務驅動的大單元學習活動，使學生能在解決實際問題時，加深對科學理論的認識，并將其運用到實際生活中.文章以“聲的世界”這一單元為研究對象，論述在課堂教學中怎樣利用創新任務、實踐活動等方法來提高學生的思維水平，從而確保大單元教學效果.

關鍵詞：“聲的世界”;核心素養；初中物理；大單元教學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2024）32-0079-03

收稿日期：2024-08-15

作者簡介：劉振林（1976.9—），男，福建省長汀人，本科，中學一級教師，從事初中物理教學研究.

基金項目：福建省教育科學“十四五”規劃課題“新課標背景下初中物理大單元教學研究”（課題編號：FJJKZX23-725）.

在物理大單元教學中，教師將理論知識與學生的現實生活聯系起來，既可以提高學生的學習興趣，又可以發展學生的科學思維能力和動手能力.為此，教師需注重優化大單元教學，綜合運用大單元教學方法，幫助學生構建完整的大單元知識結構，并通過具體的單元教學活動來提高學生的學習有效性.

1 核心素養導向下的初中物理大單元教學構思 隨著新一輪課程改革開啟，以核心素養為導向的教學模式廣受關注.在初中物理課程中，此種模式可以提高學生的物理學科素養和探究能力.以“聲的世界”大單元為例，該單元涉及“科學探究：聲音的產生與傳播”“聲音的特征”“超聲與次聲”內容，為了使學生能更好地了解聲音的實質，把握其傳播的規律，提高學生對知識的運用能力，教師應采取以下教學策略：“科學探究：聲音的產生與傳播”教學中采用實驗探索方法，使學生親身經歷聲音的發生、傳播過程，并通過實踐對聲波在媒介中的傳播有直觀的認知，此種教學方法極大地增強了學生的學習興趣；“聲音的特征”部分教學中，教師可從聲學角度出發，研究聲學的物理性質，如頻率、波長、幅度等，以提高學生對聲學的物理性質的理解，加深對聲學的理解，并激發學生探索更多未知聲學性質的興趣；“超聲與次聲”部分注重拓展學生對聲音的認知領域，通過學習超音波與次聲波，學生能更深入地理解聲音在醫療及工業等領域中的應用，展現物理與生活的密切聯系.在這個大單元教學中，學生在學習知識時，也能培養其科學探究、解決問題和創造思維的能力.以核心素養為導向的“聲的世界”大單元教學，在豐富的探究與實踐中，學生既掌握了聲學科學知識，又對聲學的研究產生了濃厚興趣，提高了學生綜合素養，為其今后的學習和生活奠定了良好基礎^[1].

2 核心素養導向下的初中物理大單元教學策略2.1 確定大單元主題，契合核心概念規律建構與應用

在初中物理教學中，確定大單元主題及契合核心概念規律建構與應用是提高中學物理教學質量的重要路徑.在物理“聲的世界”大單元教學中，教師要以核心素養為導向，用科學探究方法加強學生對物理基本概念、規律的認知，這就需要教師在進行教學設計時，把一些深奧的科學原理轉變成學生能理解、能把握的知識要點.在此基礎上，教師在教學中既要注重傳授物理知識，又要注重培養學生的科學思維、問題解決能力和創造能力.在實踐中，教師要創設情境，使學生在實踐中發現問題、分析問題和解決問題，加深對物理概念的理解和運用^[2].

在“聲的世界”這一大單元中，教師要先確定“聲音的產生、傳播和應用”這一大單元主題，將課程內容與學生生活相互關聯，增強教學實用性和感染力.例如，讓學生探索不同樂器的發聲機理或對周圍的噪聲進行分析，使學生既能掌握基本聲學知識，又能了解聲學在實際生活中的運用.此外，教師還可以采用小組討論、實驗探究、案例研究等多種方式，讓學生能在各種情境中體驗物理知識并運用聲的科學概念.學生可采用自編實驗的方法，對不同材質的聲音特性進行實驗研究，從而加深對聲音傳播物理規律的認知和理解，也有助于培養學生的科學態度與精神.

2.2 制定大單元目標，搭設課程目標與課時目標橋梁

在以核心素養為導向的初中物理大單元教學過程中，制定大單元目標、加強課程目標與課時目標的聯系顯得尤為重要.只有這樣，學生才能夠逐步系統地建立起完善的知識架構，并在實踐中加深對物理知識的認識.為此，在初中物理“聲的世界”大單元教學中，教師要確定以學生核心素養為導向的整體目標，如培養科學思維、解決問題的能力和創造能力等.在此基礎上，教師再制定引導學生學習的課程目標，促使學生循序漸進地學習本課程所需的重要知識及技巧.每一節課程目標都要細化到能在每一節課上完成的程度，這樣才能制定出具體教學目標.此種方式使每一節課既成為單獨的學習單元，又成為大單元整體教學目標的一環，保證每一個小目標都能逐漸達到大單元最終的學習目標.

例如，“聲的世界”這一單元學習中，旨在讓學生對聲的基礎知識有較為全面的認識，了解其形成和傳輸的物理機理，探索其在諸多方面的應用，意識到超聲波、次聲波的重要價值.在本單元教學中，學生可深入研究聲的形成機制，把握聲傳播的條件，認識聲的音調、響度、音色等物理屬性，并掌握超聲波、次聲波的概念與應用.每一節課程目標都有特定的課時目標，如在第一節課中要讓學生了解到聲音來自物體的震動以及聲音的傳遞需要一定媒介；第二節課將集中在聲音的物理性質上，對各種樂器聲音的了解，掌握音色的差異；第三節課將會專注于超聲波與次聲波，并基于真實的案例探究其運用方法.在大單元實踐教學過程中，教師注重理論聯系實踐，充分挖掘學生生活中的具體事例，如各種樂器、小區內的噪聲等，提高物理知識的實用性.除此之外，在課堂上，教師也可以通過提問的方式引起學生思考，如超聲波在醫學上的運用，對近代醫藥有怎樣的影響或怎樣降低噪聲的方法.此種方式，既有助于學生對科學知識有系統性的認知，又能培養其綜合應用所學知識解決實際問題的能力，最終達到大單元教學中的核心素養目標.

2.3 任務驅動大單元，提升學生真實問題解決能力

在“聲的世界”這一單元教學中，以任務為導向的教學模式是培養學生自主學習、解決問題的有效途徑.任務驅動大單元把學習目標與現實問題緊密地聯系起來，讓學生在解題中積極探究和建構知識.學生以任務驅動的方式進行教學，既可以激發其學習興趣，又可以使其在實踐中掌握所學知識，從而增強學生處理復雜問題的能力.同時，教師將實際問題引入到物理教學中，既有助于學生了解物理概念的實際運用價值，又能培養其科學探索物理知識與批判性思考物理問題的能力^[3].在“聲的世界”這一大單元教學中，教師可設計如下三個“任務型”的教學活動，通過創設真實的問題情景，提高學生在大單元任務中實際應用物理知識的能力，切實強化學生解決真實問題的能力，確保其物理學科學習水平明顯提高.

單元任務1：音樂芯片水中實驗.學生把一塊音樂芯片放進水里，觀察音樂芯片在空中及水里發出的聲響，并記錄下它的聲音.在學生完成這一項任務的過程中，能深入探究聲音傳播經由各種媒介的差別.同時，可以讓學生考慮聲的傳遞原理，水是一種媒介，它的傳輸效率和空氣相比是怎樣的？它對音質有什么影響？另外，學生探究為何聲在水里傳播得較快，而我們在水底聽到的聲音卻會有不同的感受，切實驅動學生從不同角度去思考問題，科學應用物理知識.

單元任務2：土電話實驗.兩個學生拿著一根十米長的塑料管，將一根管子放在耳邊，另一個學生將耳朵貼在管子的另一端.此實驗能使學生探究聲波在固態（塑料管）中的傳輸性質，并與在空氣中傳輸的情況作對比.通過本項目的實施，學生了解到在固態環境下聲波在固態介質中的傳輸效率要比在空氣中高得多.

單元任務3：聲音的頻率與體積之間的關系實驗.學生拿出四個試管，每個試管里都裝著不同的水，先用一根鐵棍敲擊管子，讓它發出響聲，再用嘴巴吹出聲音來.在這一任務中，要求學生描述所聽到的聲音，并說明其音量與試管中的水量有何關系.通過這一實驗，學生可以親身體驗到聲音的頻率隨著試管中氣體柱的長短而變化，加深學生對聲波頻率和介質體積之間物理關系的認知.

2.4 設計大單元作業，整體學習促進學生思維進階

以核心素養為導向的大單元教學模式，教師通過設計大單元作業，可幫助學生全面發展并提高思維能力.大單元作業既要讓學生把所學的知識運用到實際問題中，又要讓學生在批判性思維、創造性思維、問題解決等方面得到更深層次的發展^[4].在“聲的世界”這一單元中，教師可以設計如下兩個大單元作業，幫助學生提高思考能力，強化綜合素質，促進學生思維進階發展.

大單元作業1：制作吸管樂器.學生要用尺子和剪刀做六到七個不同長度的吸管，每個吸管之間的距離不能超過2.5厘米.在制作吸管樂器時，學生需要把吸管的一端壓平，用熨斗將吸管封口.同時，學生把吸管從短到長地排成一條直線，把一頭對齊，再用膠帶粘住.運用吹奏的方法，學生可以探究并了解音頻與音調的關系.本作業既可使學生在實踐中加深對聲學物理性質的認識，又可激發學生的物理學習興趣，發展學生的創造性思維.

大單元作業2：調查研究聲音的頻率與環境噪聲.學生做一個小的研究項目，了解自己居住地方的噪聲程度，分析這些噪聲對人體的影響.如采用移動電話等方式采集數據，在學校、家庭、公共場所等多個場合下采集語音信號，利用簡易語音處理軟件對其進行頻率、響度等特征分析.在此作業中，學生不但可以運用所學的聲學理論，而且可以學會做科研及資料分析，提交一份總結研究結果的報告，最后就如何降低噪聲污染提供建議.

這兩份大單元作業均與“聲的世界”中的關鍵知識相聯系，在實際生活中運用情境，讓學生既能解決問題，又能通過創造性思維進行科學探究.

3 結束語

綜上所述，在“聲的世界”大單元教學中能有效提升學生的學習動力與探索精神.在今后的初中物理教育實踐中，教師應更多地采取以學生為主體的大單元教學方式，引導學生建立完整的知識網絡，把學生培養成具有自主學習能力、創造能力的未來公民.同時，教師也要不斷改進大單元教學內容與方式，以保證初中物理大單元教學活動能滿足日新月異的教育需求，從而發揮其最大的價值！

參考文獻：

[1] 楊婷.芻議基于深度學習理念的初中物理大單元教學路徑[J].廣西物理，2023，44（4）：173-175.

[2] 張永龍.核心素養視域下的初中物理單元整體教學初探[J].華夏教師，2023（27）：64-66.

[3] 夏波.指向課程核心素養的初中物理單元教學[J].教學與管理，2023（25）：45-49.

[4] 李巖.淺談初中物理大單元教學設計[J].大連教育學院學報，2023，39（1）：39-41.

[責任編輯：李 璟]