《義務教育課程方案(2022年版)》在課程實施方面提出,教師在實際教學中,要著力探索大單元教學,促進學生舉一反三、融會貫通,加強知識間的內在關聯,促進知識結構化。初中物理教材將知識以章節劃分,基本分為熱、力、電、光、聲、物態變化等模塊。實際教學中,部分教師對于課程設計的優點和缺點沒有深入了解,單方面認為僅僅將知識關聯起來即為大單元,忽略了大單元教學的方法關聯與能力關聯。在教學實踐中,教師若能緊扣清晰的知識主線與方法主線,以發展學生核心素養為宗旨進行大單元設計,將顯著提高初中物理教學實效。
一、抓住邏輯主線,劃分大單元
在核心素養導向的新課程改革中,物理大單元設計絕非簡單的章節合并,而是以學科本質為錨點,以認知發展為主線,以社會需求為鏡鑒的系統工程。其核心價值在于打破傳統教學“知識碎片化\"悖論,構建學科認知骨架,扭轉“能力扁平化”困境,鋪設科學思維階梯。初中物理許多知識都有一定共性,教師若抓住邏輯主線,將碎片化的知識整合起來,沿著邏輯主線進行大單元劃分,可以幫助學生形成“破解碎片化一構建認知體系一發展進階能力一連接真實世界一培育科學人格”的素養體系。
例如,速度: v=s/t 。強調“路程”與“時間\"的比值,表示物體運動的快慢。密度:ρ=m/V 。強調“質量”與“體積”的比值,表示物質的疏密程度。筆者以“比值定義”為邏輯主線,將“物體的運動”和“物質的物理屬性”兩個章節劃分為一個大單元。這兩章內容在比較物體運動快慢或物體密度大小時都采用了控制變量法;單位的構建都是以比值直接定義導出復合單位 (m/s,kg/ m3 );實驗設計的核心是測量公式中的分子和分母,求出物體運動的速度或物體的密度;函數圖象都是正比例函數圖象,其中, s- t 圖中斜率表示速度, m-V 圖中斜率表示密度。通過本單元的學習,教師可以幫助學生提煉出比值定義法的通用模式:為了描述A屬性或特征,我們定義物理量 B=C/D 。
學生掌握此模式后,后續學習壓強、功率、熱值、電阻等具有高度同構性的概念時,就能主動調用“比值定義”的認知框架,實現知識的正遷移,真正做到“會學一類知識”。教師成為引導者和方法示范者,不必對每個比值定義量都從頭講起,重點講透1到2個典型,后續引導學生運用相同模式進行類比、探究和總結,課堂更高效。學生成為學習的主體和方法的實踐者,能夠將具有共同邏輯基礎的概念統整在一起,形成清晰、連貫、有層次的概念網絡,促進深度理解和長時記憶。
二、指向問題解決,建構高效課堂
問題解決是大單元教學的最終結果。大單元教學不能止步于知識共性的梳理,其精髓在于以共性為橋梁,貫通知識脈絡,最終指向真實情境中的問題解決。知識的習得是這一過程的基石、必要環節,亦是起點;而運用知識去分析和解決實際問題,才是大單元教學的核心使命。因此,課堂環節的設計邏輯必然遵循“知識建構一方法習得一問題解決\"的認知深化路徑:
構建模型,歸納共性。引導學生理解核心概念,抽象規律,建立學科模型,提煉共性特征與方法。
聯結生活,遷移分析。將抽象的模型與物理規律應用到具體的生活現象和實物原型,實現“從生活走向物理”的初步遷移,理解知識的現實關聯
聚焦實踐,解決問題。引導學生運用習得的知識與方法,面對具有社會意義或實際價值的復雜情境,設計解決問題的方案,完成“從物理走向社會”的躍升,真正實現學以致用。
三、注重結構化關聯,設計大單元作業
相較于傳統單課時作業的碎片化模式,大單元作業強調整體性,注重知識的結構化關聯與學生能力的進階培養。它是教師以培育學生核心素養為導向,圍繞特定主題或任務群,整合大單元教學的內容設計的綜合性作業。其優勢在于: ① 系統性整合,幫助學生構建結構化知識網絡,促進其對知識的深度理解; ② 實踐導向性,減少學生機械式書面練習,增加探究性、實踐性任務。
例如,筆者在教授完“物體的運動”和“物質的物理屬性\"大單元后設計如下大單元作業。
大單元作業名稱:極速物流
材料準備:車身材料(厚度相同的泡沫板、木板、金屬片等),型號相同的馬達和車輪等若干。
任務一:制作載物小車。各小組自主選擇車身材料,算出材料密度,并制作載物小車。
任務二:極速測試。各小組的載物小車在賽道上負重2千克行駛200米,并測出小車行駛的速度。
任務三:載重測試。各小組的載物小車最大載重行駛200米。
學生在完成作業的過程中,需要應用密度公式計算材料的密度,通過查閱資料了解材料強度等特性。同時,他們必須反復進行實驗測試,利用速度公式計算出小車每次運動的平均速度。這一系列基于數據的實踐操作,是學生不斷優化小車設計(追求更快速度和更高載重能力)的關鍵依據。整個實踐過程,不僅有效鞏固和強化了學生對物理概念的理解與運用能力,還系統地培養了他們的實驗探究能力、數據分析能力以及基于證據進行決策的科學態度。
大單元視域下的初中物理整體教學不僅有助于學生構建結構化知識體系,更能幫助學生在碎片化信息的洪流中培育知識遷移力能力、批判性思維與創新能力。深化大單元視域下的初中物理整體教學研究不僅是對“素養導向”課改理念的實踐回應,更是優化教學效能,賦能未來教育的有效選擇。
(作者單位:江蘇省金湖縣教師發展中心)