“机械与功”进阶式大单元的教学建构与设计

王钰涵

深圳中学龙岗学校，广东 深圳 518172

初中物理课程在体现“国家意志”，落实“立德树人”，以及培养学生思维方式、价值观等方面能起关键性作用［1］。初中物理深度学习倡导大单元进阶式学习，即站在大概念或大任务的视角，将具体知识点按质量水平从低到高的方式进行重组，要求教师依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》和物理教材，选择有利于培养学生物理核心素养的教材内容知识和情境创设素材，制订任务目标，拆解任务内容，设计任务活动，建构任务模式，反馈任务效果，从而建立起物理核心概念与核心素养之间的良好关系。开展大单元进阶式学习包括4个重要环节：确定进阶式单元主题、设计进阶式单元框架、实践进阶式单元流程、开展进阶式单元评价（图1）。

图1 “初中物理深度学习”四要素

1 基于深度学习的进阶式大单元主题确定

本课例教学内容在《义务教育物理课程标准（2022年版）》中隶属于一级主题“运动和相互作用”和“能量”。在人教版《物理（八年级下册）》中，本课例分散于两个章节：第十一章《功和机械能》（包含功和功率）和第十二章《简单机械》（包含杠杆、滑轮和机械效率）。机械与社会生活发展紧密相关，而功是解释机械现象、研究机械问题的重要基础，是理解机械效率的关键点，也是比较机械性能及相关概念的基础。“机械”与“功”两个核心概念成为“力和机械能”的纽带，有着承上启下的作用（图2），故深度学习的进阶式大单元主题为“机械与功”。

图2 进阶式大单元主题解读

2 基于核心素养的进阶式大单元内容研究

本单元从机械性能的实验探究及功和能的概念出发构建出进阶式大单元整体架构，如图3所示。对“机械与功”的进阶式大单元学习，有利于学生全面了解简单机械的相关物理概念和原理，发展学生的科学态度；有利于学生从整体与局部相结合的视角分析机械性能的优缺点，实现理论与实际的有机融合；有利于学生从多维度的视角动态认识机械在不同真实场景中的作用，进一步形成探索自然的物理观念。

图3 “机械与功”进阶式大单元整体架构

经实践研究，笔者将“机械与功”进阶式大单元教学设计分解为5个结构化、情境化的质量水平（表1），以帮助学生全面地认识生活中的机械，进一步学习分析机械性能的基本方法，实现初中物理“育人导向”的目标［2］。

表1 “机械与功”进阶式大单元教学整体建构

3 基于任务驱动的进阶式大单元框架设计

初中学生对物理观念的学习并不是一步到位的，这就要求教师在设计大单元教学时进阶式地帮助学生理解核心概念。因此，可采用进阶法重组教材内容，依据进阶式大单元的教学目标拆解任务、设置课时并建立与物理核心素养的紧密联系（表2）。

4 基于情境创设的进阶式大单元教学实践

物理核心素养的提升需基于问题情境设计进阶式学习任务，从而达成认知冲突，完成概念建构，通过引导让学生逐步形成围绕物理观念的大单元体系，提高学生的建模、探究及迁移能力。基于以上理论分析，“机械与功”进阶式大单元的设计如下。

4.1 “认识不同机械”的进阶式小单元教学设计

“认识不同机械”的教学设计共2课时，如表3、表4所示。

表3 第一课时“杠杆的平衡条件”：通过“杆秤”情境理解概念

表4 第二课时“滑轮及其作用”：通过项目式学习认知自主建构模型

4.2 “探究‘劳苦’是否‘功高’”的进阶式小单元教学设计

“探究‘劳苦’是否‘功高’”的教学设计共2课时，如表5、表6所示。

表5 第一课时“怎样判断是否做功”：通过道具区分“做工”和“做功”

表6 第二课时“怎样比较做功快慢”：通过创设情境提取“功率”的本质

4.3 “区分功率与效率”的进阶式小单元教学设计

“区分功率与效率”的教学设计共2课时，如表7、表8所示。

表7 第一课时“构建机械效率概念”：通过类比及实验探究归纳物理概念

表8 第二课时“如何提高机械效率”：通过典型案例分组探究得出结论

4.4 “多维度比较机械性能”的进阶式小单元教学设计

“多维度比较机械性能”的教学设计共1课时，如表9所示。

表9 “多维度比较机械性能”：通过比较生活中的场景综合分析机械性能

4.5 “项目式学习拓展作业”的进阶式小单元教学设计

“项目式学习拓展作业”的教学设计共1课时，如表10所示。

表10 项目式学习拓展作业

5 基于进阶式大单元教学设计的思考

如图4所示，大单元进阶式教学设计的综合分析有4个维度：学生的真实情况分析；课程标准和教材内容分析；物理学科核心素养；物理知识、方法和规律。大单元进阶式教学设计采用“目标先行”的方式，以“情境创设—问题提出—活动设计”为线索来引导教学内容，培养学生深度学习的能力。

图4 进阶式大单元教学线索