基于核心素养的单元设计实践研究

陈刚　李涤非

摘 要：核心素养对教育提出了殷切的期望，而现阶段着眼于课时的教学设计已不能满足全面培养学生必备品格和关键能力的要求。如何在有限的课堂教学中更高效地完善学生的知识架构和认知结构，实施单元设计就显得十分必要。本文以“如何学习物质的形态和变化”为例，为单元设计提供一种思路。

关键词：核心素养；单元设计；物态变化

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2019）1-0030-7

1 问题的提出

随着课程改革的不断深入，教育聚焦于培养具有社会竞争力的人。教学设计作为教学的一个重要环节，直接引领课堂的走向。在教学活动开展之前，如何设计有序、高效的教学方案，如何合理安排教学各要素，是物理教学一直以来讨论的焦点。现阶段大部分教学着眼于课时的教学设计和具体任务，重视学生单个知识点的掌握，容易造成学生知识结构碎片化和认知结构不完整，使学生在解决实际问题时难以综合运用所学知识形成逻辑完整的方案。同时，本市近年来的测试也多次反映出学生知识结构化程度有待提高。基于此，本文从单元的角度对“物质的形态和变化”这部分内容进行设计，尝试从小处以问题链贯穿整体，从大处设计以问题为主题并且结构完整的方案，开展相应的教学措施，并对此次教学行为进行评估。

2 单元设计的内涵

2.1 单元

单元不是指单纯的学习内容，而是包含课程单位和学习单位，是基于一定目标与主题所构成的教材与经验的模块、单位。初中物理教学中的单元，应包含“学习内容、学习目标、学习方法、学习评价”等要素。

2.2 单元设计

单元设计基于课程标准，以物理核心素养为背景，策划出基于一定目标和主题而展开探究的活动。单元设计是课时计划的指引，是“核心素养、课程标准、单元设计、课时计划”链环中的中观层面的设计，设计重点是“目标的设计、方法的设计与评价”。

3 以“如何学习物质的形态和变化”为例的单元设计的实践研究

3.1 课标解读

本单元在知识体系上属于热学知识。热学知识依据初中教材可被分解成：物质的形态和变化（后文简称“物态变化”）、分子动理论、内能、比热容和热机等若干个学习单元。“物态变化”单元内容相对简单，物理现象直观明显，与日常生活联系紧密，所以建议优先安排，这符合学生“由浅入深，从宏观到微观”的认知特点。在课程标准的“科学内容”中，本单元是初中物理核心概念“物质”的重要组成部分，对物态变化相关现象和规律的探究学习，是学生认知其他热学理论的基础。

本单元实施的关键在于引导学生细心观察生活中的热现象，动手实验，使学生在切身体验中思考，引导学生在探究物态随温度的变化、理解物态变化与吸放热的关系，经历重要的科学思维过程，从而建立起科学的物质观念。

2011版《义务教育物理课程标准》要求：（1）能描述固、液、气三种物态的基本特征，能列举自然界和生活中的不同状态的物质和应用。（2）能说出生活环境中常见的温度值，了解液体温度计的工作原理，会测量温度，尝试对环境温度问题发表自己的见解。（3）经历物态变化的实验探究过程，知道物质的沸点、熔点和凝固点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。（4）能用水的三态变化说明自然界中的一些水循环现象，有关心环境和节约用水的意识。

3.2 教材结构与学情分析

为了研究热现象，苏科版初中物理教材（后文简称“教材”）以最日常的“水”为载体，让学生通过观察不同温度下水的形态，感受水的三种形态的差异，而后举例说明，引出物质都有三种状态，让学生初步了解物质世界的固、液、气三态。

冬天的气温低，水会结冰，说明物态是会变化的，同时物态变化又与温度密切相关，物理学上是用温度表示物体的冷热程度，用温度计测量温度。教材通过“学生实验”引出温度计的使用方法和注意事项。学生很熟悉温度这个概念，但缺乏深入了解，更缺少研究温度的变化对人类生活的影响。教材通过“生活·物理·社会”这个栏目，介绍了“温室效应”与“热岛效应”，引发学生对周边环境问题的思考。

教材没有按“固—液—气”的顺序组织教学内容，而是从生活中最常见的汽化现象出发，先探究蒸发、沸腾，再探究液化，接着介绍熔化和凝固以及升华和凝华。避免了一开始就涉及晶体和非晶体这两个概念，降低探究难度。在完成对各种物态变化的探究后，重新回到导图所创设的水循环的情景中，引导学生综合应用水的三态变化知识说明自然界中的水循环现象，并对水资源的开发、利用和保护展开进一步探讨，确立节约用水和环境保护的意识。

“综合实践活动”提供了用電冰箱探究物态变化的课题，通过与学生日常生活联系紧密的活动，既引导学生动手实践，提高他们的实验操作技能，又增强了学生利用热学知识解决实际物理问题的意识，提高了他们分析和解决实际问题的关键能力。

3.3 单元目标分析与教学任务

依据《义务教育物理课程标准》的要求，拟定了本单元核心素养培育图谱，如表1所示。

“单元设计”的基本思路在技术性层面上的三个重心包含目标的设计、方法的设计和评价的设计。方法设计旨在回答“怎样实现目标”，其关键是知识结构和教学方式的设计。从建构主义学习来看，教学方式应该侧重于思考性、研究性，使学生在情境、协同、支架、任务、展示、反思下自主生成。基于此，“物态变化”单元教学任务设计及相应设计意图如图1所示。

3.4 课时计划与教学资源配置

单元需要整体规划，目标要逐步实现，物理核心素养的四个方面需要在各课时中逐个突出，所以，课时计划是课程实施的关键。同时，课时计划又是单元设计的具体形式。为此，从学生的认知特点出发，整合教学资源，基于核心素养采用不同的教学策略，设计了本单元的六个课时。

课时1：物质的三态，温度。

课时2：汽化。

课时3：液化。

课时4：熔化和凝固。

课时5：升华和凝华。

课时6：水循环及综合实践活动。

限于篇幅，本文暂以第1课时为例，其设计流程如图2所示。

3.5 学习评价设计

单元评价要注重运用形成性评价，以反馈调控和改进完善学习行为为主要目的，对学生学习过程（学习过程中的表现，反映出的情感、态度、策略等方面的发展）进行评价，注重评价结果对学生和教师的反馈，使学与教在经常性的测评、反馈、修正和改进过程中趋于完善。为了提高评价内容的效度，分课时设置课时评价量表，编写单元测试卷前制定双向细目表，还可根据具体课程内容设置单元自我评价表。

3.5.1 课时评价量规

评价的指标主要涉及学生在学习过程中的一些具体行为，例如，课前预习、课堂听讲、问题回答、活动参与、实验操作等要素。在编入学案时，可依据每课时的内容，适当更换一些评价项目或改变评价方式。一般来讲，课时评价量表以“学生自我评价”为主，涉及重要的探究活动则加入“同学互评”和“教师评价”。以本单元第2课时“汽化”为例，设计评价标准如表2所示。

3.5.2 单元形成性测试

目前，考试仍是实现教育测量与评价的重要手段，仍是检验学生学习效果和教师教学效果的重要方式。单元形成性测试卷应有较高的效度、信度，较好的考试区分度，合适的考试难度和尽可能宽的知识覆盖率等。命题的关键就在于科学合理地控制上述指标，使各个指标在最优区间之内。单元形成性测试的对象是全体学生，目的是衡量学生对《义务教育物理课程标准》所要求的本单元目标，包括基础知识、基本技能、基本方法和基本态度等方面的掌握情况。考试的目的不是甄别和选拔，而是“达标”。要通过单元形成性测试，促进教师在单元教学中面向全体学生落实新课程理念，改进教学方法和学习方法，减轻学生过重的课业负担，有利于学生必备品格、关键能力的培养与发展。

单元形成性测试卷命制的原则就是基于《义务教育物理课程标准》，指向核心素养，所以在命题前，先要制定“双向细目表”，整体规划试卷的内容、题型、难度、认知水平目标等。“双向细目表”是科学规范命制试题的基础和保证。本单元形成性测试卷“双向细目表”如表3所示。

3.5.3 单元自我评价

单元教学中，教师应积极关注学生的主体意识，引导学生开展单元自我评价，调动学生作为学习主体的积极性，改善学生对学习过程的责任意识，及时强化学生对单元学习重点和难点的掌握。学生的自我评价是在教师的指导下，通过对自己在学习过程中的各种表现进行自我认识、自我分析，从而达到自我提高的目的。它不仅仅是学生对自己学习成绩的评价，而且是对自己学习过程的评价，是对学习状态的反思。“物态变化”单元自我评价表如表4所示。

4 教学建议

本研究探讨了一种单元设计指导下的教学模式，期望通过本研究对教学一线的同行提供一些参考。

4.1 基于课程标准，指向核心素养

认真学习课程标准，着力落实基于课程标准指向学科核心素养的教学。了解新课程改革六个方面的目标，即改革课程的功能、结构、内容、实施、评价和管理。理解课程改革的五大理念：（1）面向全體学生，提高学生的科学素养。（2）从生活走向物理，从物理走向社会。（3）注意学科渗透，关心科技发展。（4）提倡教学方式多样化，注重科学探究。（5）注重评价改革导向，促进学生发展。在课堂教学中注意教学内容选取的广度和深度，理解课程标准中过程性要求与终结性要求的区别。

4.2 研读教材，重视基础

教学必须以教材作为根本，只有精研教材，理解教材的编写意图，才能上出有质量的课，才能让学生充分体验学习物理的意义，激发学生的学习兴趣。尤其是在单元复习过程中，若脱离教材，不把基本知识、基本技能夯实，而让学生沉浸在繁重的题海之中，不仅增加了学生的学习负担，也容易扼杀学生的学习兴趣，不利于学生的全面发展。教师应注意教材修订前后的变化，切实提高学习效度、教学效率。

4.3 注重实验，加强探究

实验是物理的基础，它应该贯穿于物理教学的各个环节；探究是重要的学习方式，它是提高学生科学素养的一种有效的途径。教师要切实转变教学理念，在教学中应注重情境创设，加强科学探究，尽可能为学生创设条件去做实验，让学生参与到活动中去，体验过程，感受乐趣。探究活动并不是让学生按部就班地进行实验、验证结果，而是在教师的引导下，在一定的情境中，让学生自主发现问题并解决问题，只有给予学生充分交流合作的机会，才能明白探究问题的本质，得到深刻的探究体验，理解物理概念及规律，培养良好的科学探究意识和实践创新能力。

4.4 设计问题链，知识结构化

问题是思维的源泉，恰到好处的问题能够提高学生的学习效率。“问题链”则是在精心设计问题的基础上，以问题为线索，以学生知识的结构化和思维的发展为目的，将各部分内容连在一起，形成一串情境，甚至可以首尾呼应形成一圈闭合的情境链。问题链的设计应具有层次性，应面向全体学生，既有广度又有深度，使不同层次的学生都能在自己的最近发展区学到知识。同时，问题链的设计应具有呼应性，怎样从上面的知识或问题出发再深入提问，怎样提问才能引导学生进入下一个探究的内容，都是需要好好思考的。好的问题链不仅能够使课时更高效，也能增强学生知识的结构化程度，是一门教学艺术。

5 结束语

在核心素养的背景下，本研究在单元设计的视角下对苏科版八年级物理《物态变化》一章进行了理论层面的探讨，将单元设计的思想融入到物理教学中具有很大的现实意义。由于多方面因素的限制，实践部分并没有深入探讨，后面还可以从此环节进行探索。应用本模式需要精心设计两部分：一是问题链，二是评价。

参考文献：

[1]钟启泉.单元设计：撬动课堂转型的一个支点[J].教育发展研究，2015（24）：1-5.

[2]陈彩虹，赵琴，汪茂华，等.基于核心素养的单元教学设计——全国第十届有效教学理论与实践研讨会综述[J].全球教育展望，2016（1）：121-128.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

（栏目编辑 邓 磊）