初中物理主題式探究教學探索芻議

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148（2025）6-0023-4

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標\"中明確要求：物理教學以主題為線索，構建課程結構，依據物理學科內涵，遵循學生認知規律，明確物理學習主題，注重“知行合一、學以致用”，彰顯物理學科的實踐性、應用性等特點。基于此，筆者在一線教學的實踐中努力探索主題式探究教學，打破物理學科與現實生活的壁壘，通過真實情境的創設，加強學科知識與學生經驗、現實生活、社會實踐之間的聯系，提高學生認識世界、解決實際問題的能力，實現學科課程的綜合育人。

1主題式探究教學的實施模型與環節

1.1 框架模型

如圖1所示，“主題\"以完成一個相對獨立且完整的教育實踐為目標，以“單元 + 核心素養”為顯著表征，即教師圍繞某一綜合意義的主題單元，從期望“學會什么\"逆向設計思路出發，設計并展示“學生如何學會”的過程，并伴以適時的評價，引領學生自主建構有效學習的活動方案，貫徹“教-學-評”一致性。

1.2 實施環節

環節一：明晰關鍵概念，形成核心體系。

新課標強調，核心概念是學習內容的關鍵，讓學生在關鍵概念的視角下豐富對學科概念的理解，促進他們對學科規律的深刻認知。主題式探究教學以關鍵概念為主線，以核心知識為載體，意旨學生理解和把握物理學科思想和方法的程度，著眼于學生遷移、運用所學知識和方法解決實際生活中的新問題。

環節二：提煉學習主題，設計核心目標。

學習主題是對學習內容的高度濃縮和提煉，指向了學科的主干知識和精髓、學生的必備知識和能力，必然指向了學習內容的核心和關鍵。因而，明晰的主題學習方向，既有利于幫助學生深度學習與思考，也有利于幫助他們尋找到探究的重點、問題解決的突破點。學習主題同時指向的也是教育的價值點、育人點，更是物理學習的重點和關鍵。圍繞主題的重點和關鍵設計挑戰性學習任務，使知識問題化，引領學生展開深度思考和探究，層層深人，步步深化。主題引領下的學習目標的精準設計，更加有利于學生學習內容的系統化、結構化、邏輯化，更有利于學生對學習主題、學習內容的理解、遷移和創新。

環節三：創設主題情境，形成核心問題。

結合主題情境的核心問題（鏈）可以引領學生通過單元學習，深刻理解學科關鍵概念，體悟內化提升核心素養。主題教學中的驅動性問題（鏈）基于主題學習任務群進行設計，這類核心問題是學生完成學習任務的源動力，通過“問題\"驅動“任務”，將學習置于具體問題情境之中，充分體現以“學\"為中心的學習方式。因此，設計的核心問題（鏈）需體現核心概念與經驗之間的橋梁作用，將課本所學知識學習轉變為具有綜合性的生活實踐的學習，通過生動的單元學習內容巧妙地與物理學科核心素養有機關聯。

環節四：開展序列活動，解決核心任務。

針對核心問題設計的問題（鏈），首先，能夠驅動學生圍繞任務逐步深入探究，在進階式的解答中不斷提升思維能力；其次，通過創設的空間和平臺，讓學生進行充分的個性化展示，激發了他們的創新意識；最后，通過對學生核心任務完成情況的評估，作為評判學生主題學習目標達成度的重要依據。

環節五：及時評估反思，提升核心素養。

學生通過完整的探究過程，在實驗中體會內化，通過學習任務的層層遞進，引領學生對問題抽絲剝繭、層層深入，指向深度學習；運用核心知識點構建實際問題的模型，完成主題任務的學習。一是使學習者多角度、多層次地分析和思考，在對話、交流中深化對相關知識的認識。二是引領學生更好地理解學習主題的內涵和外延，有利于學生將主題進行結構化分解，形成結構化的認知，提升了實驗素養。

總之，主題式探究教學分為“關鍵概念一學習主題一核心問題一活動序列一評價反思\"五步，形成教學閉環。現，闡述主題式探究教學的實施方法：

“探究燈的工作效率”涉及的學科核心知識主要有“額定功率”“能量轉化”“效率\"等，學生已經學習了電功和電能，了解了燈的發光是電能轉化為光能和內能的過程，能量轉化必然涉及效率。在準確把握相關學科課程標準，深度理解教材的基礎上，梳理出“額定功率、能量轉化、效率”三個關鍵概念。“額定功率、能量轉化、效率”三個關鍵概念確定后，在“探究燈的工作效率”主題的指引下進行統整，并設計出以下相應的核心目標：

（1）通過主題學習，引導學生將單元知識框架進行整體構建，掌握知識系統性和結構性整合的方法。

（2）通過體驗和探究，激發興趣，提高動手操作能力；同時促進思維能力和創新意識的培養。

（3）通過探究學習，培養學生的科學精神和節約用電、合理用電的意識，激發他們熱愛生活、關心科技的人文情懷。

圍繞主題情境，提煉出以下核心問題，如圖2所示。

探究主題 問題鏈 設計意圖問題1：燈的亮度與實際功率有關，為什么不同種類的燈功率相同時亮度會不同？ 主題引入問題2：什么是效率？如何從能量轉化的角度理解效率相關的計算方法？

探究燈的 主題探究問題3：燈正常工作時，電流做功將電能

工作效率轉化為光能和內能，工作效率如何測算？問題4：燈泡的發展伴隨著科技的進步，對主題升華此你有哪些認識與體會？

為探究燈的工作效率，筆者進行了如下的教學設計：

思考1：將額定功率相同的白熾燈和LED燈并聯接人家庭電路中。實際功率相同時，為什么LED燈比白熾燈亮？

分析：該問題從學生熟悉的生活情境人手，在他們已經學習了“額定功率”“實際功率”等相關概念的基礎上，也認識到“燈的亮度與實際功率有關”。通過創設情境，將學生在學習活動中的疑惑點、沖突點巧妙轉化為具有思辨性的驅動性問題，既提高了學生學習的興趣，又如同一條無形的線，牽引著教師的教學指導，牽引著學生的思維活動。

思考2：燈泡正常工作時，電流做功，電能轉化為光能和內能。從能量轉化的角度分析，效率如何計算？

分析：根據能量守恒定律，輸出的光能和內能的總和等于消耗的電能。通常能量轉化裝置的效率可用如下公式計算：

效率=輸出的有用能量 ×100% 輸人的總能量

學生是學習的主人，教師是學生學習的引領者和促進者，“效率”的概念是難點，關鍵時候需要教師給學生鋪設臺階，師生共同交流形成對“效率”概念的認知，為學生后續的學習提供了保障。

思考3：小明想探究兩只額定功率相同的白熾燈與LED燈的工作效率 η 的大小，如何設計實驗方案？

（1）實驗原理： 。（2）實驗器材：

（3）實驗設計：

① 主要步驟有哪些？

② 實驗中有哪些注意點？

（4）進行實驗：

將兩只額定功率相同的白熾燈和LED燈分別安裝在燈座上（圖3），并讓兩燈正常工作，每隔 1min 記錄一次溫度值，通電 10min ，設計表格，將測得的數據記錄在表格中（表1），并描繪成圖像（圖4）。

（5）實驗現象：由圖像可知，工作相同的時間，白熾燈發光時，周圍溫度升高 ，電能轉化的內能 ，電能轉化的光能 。LED燈發光時，周圍溫度升高 ，電能轉化的內能 ，電能轉化的光能

（6）實驗結論：

分析：此實驗中蘊含著“控制變量\"的物理思想，除了“額定功率”必須相同外，還需控制“通電時間”“電子溫度計與燈的距離”相同，多個物理量的出現，許多學生往往顧此失彼，需要教師適時搭建思維支架，引導學生進行設計才能圓滿完成相關任務。

思考4：熒光燈的發光效率通常為 25% ，圖5所示為白熾燈將電能轉化為光能的效率圖；現有一只白熾燈，額定功率為100W，那么它正常工作時的亮度與額定功率多大的熒光燈的亮度相當？

分析：教師通過設計評估性學習任務，來檢測學生對“電能轉化為光能的效率\"這一關鍵主題的掌握程度，從學生問題解決的準確性中了解其探究能力的強弱和素養水平的高低。綜合運用所學知識解決問題的過程，不僅激發了學生思維，而且促使學科知識與現實生活和科技有機關聯，大大提升了他們解決未知領域的復雜問題的能力。

思考5：科技在發展，家庭照明使用的燈泡已經經過三個階段的發展，圖6（a）是白熾燈，圖

6（b）是節能燈，圖6（c）是LED燈。請你上網查閱相關資料并自主學習，以“燈泡的發展史”為主題，撰寫500字左右的科技小論文。

分析：真實情境中的問題解決可以讓學生有深刻的經歷與體驗，引導他們進行思維進階的深度學習。單元主題教學的總結延伸階段，教師結合學生的認知基礎和生活體驗巧妙引出新的問題，任務驅動，通過適切的挑戰充分挖掘學生的內驅力，實現具有豐富意義價值的從課內走向課外的可持續學習；學生通過圍繞有生活價值的學習，聚焦學科思維，幫助他們獲得解決生活中真實問題的能力，同時激發了他們探索未知的欲望。

2 主題式探究教學的意旨與價值

主題探究式教學基于大單元教學的理念，將知識點目標與學科核心素養巧妙關聯。一方面，有利于知識的系統性學習，加強知識體系與自主學習的關系；另一方面，充分發揮知識與情境之間的紐帶作用，打通學習與應用的“最后一公里”，促進學生核心素養的形成。它主要具有以下豐富的價值意蘊。

2.1 學習目標的“系統化”

學習目標既是教學設計的出發點，又是課堂價值追求的歸宿點，主題式探究學習關涉核心素養目標中正確的價值觀、必備品格和關鍵能力，通過給學生提供全面的、豐富的、進階的學習內容，讓學生在完整的學習體驗和感悟中形成完整的學習觀，從而防止學習目標的割裂和窄化。

2.2 學習內容的“結構化”

學習目標的實現是以學習內容為重要載體的，伴隨著學習過程的開展和深化，動態化的學習內容相伴相生。主題式探究學習任務設計的出發點就是要引導學生學會像專家一樣分析思考和解決實際問題。學習內容相互交互和綜合，學生必須學會整合和協調的方法，才能完成這些交融復雜的微單元學習任務。因此，學習內容具有高度的整合性和融通性，將“碎片化”的學習內容“結構化”。

2.3 學習過程的“可視化”

主題式探究教學的教學設計基于組織理念，著眼于物理課程標準和學科核心素養的總體要求，在整體把握教材的前提下圍繞一個主題組織教學，通過創設較為適切的與主題相關的問題情境，搭建學習支架，鋪設學習路徑，引導學生在任務驅動下逐步開展活動，對問題、情境、活動、評價等進行結構化設計和實施，形成了“一個完整的學習事件”，實現教、學、評過程的可視化。

2.4 學習評價的“多元化”

課堂中學生素養的提升離不開學習評價，主題式探究學習和評價一脈相承，學習任務承載著學習目標，評價檢測學生學習目標的完成情況；教學活動緊密圍繞學生的學習成果來組織，確保“教、學、評”三者的一致性。評價任務與單元學習任務精準匹配，任務層層遞進，評價步步提升，不同的任務對應不同的評價方式與要求，包括形成性評價和總結性評價等，真正實現評價主體的多樣，評價方式的多元。

3 結束語

主題探究式學習是基于大單元主題學習理念下的教學方式，應在學習主題引領下設計出多類型、多層次、綜合性的學習任務；通過任務驅動，問題導向，將知識與生活有機交融，注重主題學習任務的連貫性和一致性，內容一般具有自主性、探究性、開放性和實踐性的特點。相對于大單元教學方式，主題探究式教學設計要求主題更精練、目標更精準、任務更精要、評價更精當，只有這樣才能保證課堂教學的高效益，這對教師提出了更高的要求，還需要教師在實踐中不斷探索與總結。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2020：2.

[2]雷浩.核心素養背景下的單元學習任務設計[J].人民教育，2023（11）：65-69.

（欄目編輯 趙保鋼）