大观念视域下的高中物理单元教学设计策略

迟元宏

摘 要：大观念是单元教学的指导，单元教学是物理教学方式之一。在大观念的指导下，教師整合教学内容，设计单元教学，实施课时教学，引导学生探究，建构认知，锻炼能力，及时进行单元教学评价，增强物理教学效果。本文以力学单元为例，将教学内容、教学情境、教学任务划为重点，详细介绍基于大观念的高中物理单元教学设计策略。

关键词：高中物理；大观念；单元教学；力学单元；教学设计策略

《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“课标”）明确高中物理教学目标：着力培养学生物理核心素养。实际上，课标为一线教师指明了“教什么”“怎样教”的方向：深度学习。深度学习是实现物理教学目标的“法宝”。所谓的深度学习是以学科基本结构为基础，把握知识结构间有意义联系，进而进行系统学习的教学活动。纵观传统物理教学，教师受传统观念影响，机械地教教材，割裂知识联系，导致学生被动接受碎片化知识，难以建构系统的知识结构，影响了深度学习。大观念是教师建构知识联系的指导，单元教学是教师引导学生深度学习的“法宝”。大观念是学科观念群中起着引领作用的观念，是教师引领学生整体探究物理的指导。单元教学是指以大观念为指导，以单元整体规划为基础，以课时教学设计为抓手，以情境、任务为要点，引导学生探究、把握知识联系，建构知识结构，增强学习深度的教学活动[1]。以大观念为指导地实施单元教学，可以使教师突破传统教学观念和教学方式限制，站在整体化角度，引导学生深度探究物理，促使学生建构知识结构，锻炼相关能力，逐步养成核心素养，实现预期目标，增强物理教学效果。鉴于此，在实施高中物理教学时，教师树立大观念，并以此为指导，整合教学内容，设计单元教学，实施课时教学，评价单元教学，由此引导学生深度学习物理，发展物理核心素养。以力学单元为例，教师应用如下策略实施大单元教学设计：

一、研读教材，整合教学内容

整合教材内容是大单元教学设计的基础，也是实施大单元教学的基础。大观念引领教师打破现有教材界限，探寻知识联系，建构知识联系[2]。因此，在大观念指导下，教师研读教材，梳理知识，把握知识联系，整合相关内容，由此建构出知识结构。

比如：力学内容分布于鲁科版高中物理教材不同章节，包括质点、参考系、坐标系等。在研读教材之际，教师列出物理教材中的全部力学知识点，并在逻辑思维以及教学经验的作用下，探寻知识点的联系，先将其划分为三大力学内容：运动学、静力学和动力学。接着，教师围绕三大内容，继续研读力学知识点，整合有关知识点。如围绕静力学内容，教师整合了力的概念、三种常见力和物体的平衡这三个知识点。之后，教师细分知识点，建构知识结构。如力学概念——定义、三要素、矢量性、效果；三种常见的力——重力、弹力、摩擦力；物体的平衡——力的合成与分解、物体的平衡、共点力、物体平衡条件。实践证明，通过这样从上到下地研读物理教材，不仅获取了物理知识，发现了知识点的联系，建构出了知识结构，还切实地增强了物理教学的逻辑性，便于推动单元教学发展。尤其，学生在系统的知识结构的作用下，可以深度学习物理，增强物理学习效果。

二、合理规划，设计单元教学

设计单元教学是大观念的实践体现，也是引导学生深度学习的基础。因此，在实施单元教学时，教师要依据单元内容，进行合理规划，明确单元名称、单元目标、课时数以及教学策略，借此指明单元教学方向。

以力学三种常见力为例，教师在研读知识点之际，探寻其共同之处，由此设计单元名称：相互作用力。首先，教师研读课标，探寻教学要求，同时分析教材内容，设计单元教学目标：1.了解重力内涵及其特征；2.理解弹力的相关内容，概念、大小、方向以及胡克定律；3.了解摩擦力概念，掌握滑动摩擦力公式；4.理解、掌握力的合成与分解及平行四边形定则。其次，教师研读学生成长记录袋，了解学生学情，如在初中阶段，学生学习了与之相关的内容，探究重力做好准备。但部分高中生抽象思维不发达，在探究重力之际，会遭遇诸多问题。教师立足学生学情，准备用十个课时引导学生探究三种常见的力。最后，结合教学内容、学生学情，教师设计不同的教学策略。如，紧扣高中物理和初中物理关系，应用温故知新法，引导学生回忆所学，探究新知；立足物理与生活的关系，创设生活情境，引导学生体验情境，迁移已有认知，深度探究物理知识；呈现生活中的物理实例，引导学生探究，体会等效思想等。如此规划、设计，不但使教师做到了心中有数，利于有依据地开展单元教学，还增强了单元教学的整体性，有利于增强单元教学效果。

三、紧扣课时，实施单元教学

课时教学是单元教学的“落脚点”。在设计大单元教学后，教师依据课时内容，发挥教学智慧，应用多样方法引导学生探究，引导学生深度学习，促使学生扎实掌握物理知识，发展核心素养。以“牛顿第一定律”（动力学：牛顿运动定律的第一课时）为例，在实施课时教学时，教师应用如下方法：

（一）创设情境，引发思考

情境是单元教学的重要构成，是学生深度学习单元内容的载体。情境教学实践证明，有效的教学情境可以引发学生思考，促使学生逐步探究，透过具体场景抽象物理结论[3]。所以，在实施课时教学时，教师先围绕教学内容，创设教学情境，引发学生思考，为深度探究物理奠定基础。

在“牛顿第一定律”课堂导入环节，教师用生动的语言进行描述：“相信大家都有坐公交车的经历。现在，请大家发挥想象力，假设自己正在一辆疾驰的公交车上。老师是公交车司机。当老师做出指示时，请大家做出反应。”学生受此吸引，高度集中注意力。教师趁势扮演司机角色，并给出指示：“公交车正在疾驰，突然路口窜出一只小狗。司机紧急刹车。”此时，学生迁移生活经验，做出反应：身体前倾。立足学生反应，教师继续指示：“小狗跑进了一家商店。司机启动公交车。”大部分学生做出反应：身体后仰。教师及时肯定学生的前后反应，并提出问题：“为什么大家会做出这样的反应呢？”在已有物理认知和生活认知的作用下，学生纷纷提到“惯性”。教师赏识学生，并继续引导：“如果公交车上的某个乘客手中拉着一个氢气球。在汽车前进的过程中，这个氢气球会如何运动呢？”学生就此给出不同回答，“向前运动”“向后运动”。教师对学生给出的回答不做评价，而是鼓励他们课后自主体验，探寻问题答案。接着，教师发问：“在公交车行驶的过程中，为什么乘客和氢气球会这样动，或那样动呢？其实，运动过程中有加速、减速，为什么事物会这样运动呢？事物运动的原因是什么呢？”在初中物理的支撑下，学生轻松答出“力”。于是，教师引出本节课题，引导学生深度探究力。如此创设情境，调动了学生的兴趣，引发了学生思考，促使学生走进物理课堂。尤其，通过体验情境，学生迁移已有认知，有利于建构新旧知识联系，为建构完整的知识结构打好基础。

（二）回顾历史，自主思考

课标阐述了物理史之于物理教学的重要性，要求教师联系物理知识点，挖掘物理史资源，并用其创设相关活动，引导学生思考。在物理课堂上，教师结合教学需要，应用适宜方式展示物理史内容，促使学生逐步深入思考，建构物理认知，同时发展物理核心素养。

比如：在“牛顿第一定律”课堂上，教师先播放微课，引导学生观看、经历中外物理学家探究力的过程。在此过程中，不少学生感受到科学研究是一项具有曲折性的活动。微课中提到了伽利略的“双斜面”实验。教师以此实验为重点，继续呈现物理史内容。在此次呈现的过程中，教师动手操作，在讲桌上推动黑板擦，并向学生提出问题：“当撤去力后，黑板擦最终会不会停下呢？为什么呢？”学生联系微课内容和生活经验，提到“摩擦力”。教师肯定学生回答，并引出伽利略提出的观点，同时鼓励学生阅读课件内容（理想实验的文字内容）。通过阅读，学生初步了解理想实验内容。教师把握时机，用课件展示伽利略的“双斜面”实验图，并鼓励学生阅读教材，描述实验内容。在学生描述时，教师认真倾听，提出问题，如“根据理想实验内容，小球在运动的过程中会到‘无限远，对应减速的时间也就是‘无限长。在此过程中，速度的变化是‘无限慢。那么，‘无限慢是什么意思呢？”“在理想实验中，小球要永远运动。在这样的情况下，水平斜面要无限长。世界上有没有无限长的水平斜面呢？”等。在这些问题的驱动下想，学生积极思考，深度探究，一步步地了解伽利略的“双斜面”实验内容，尤其探究到其背后蕴含的物理内容，顺其自然地增强物理认知。同时，不少学生在思考、解决问题的过程中，不断增强思维深度，切实发展科学思维能力，形成科学态度与责任感，有利于增强物理核心素养发展效果。

（三）操作实验，深度探究

实验是学生学习物理的方法之一，也是必须掌握的物理内容[4]。课标要求教师立足实验重要性，应用多样方式演示、操作实验，驱动学生深度探究。由此可见，实验是学生深度学习物理的支撑。所以，在物理课堂上，教师依据教学内容，编创实验，引导学生操作，借此深度探究物理知识。

在“牛顿第一定律”课堂上，教师在讲到“惯性与质量”这一知识点时，为了使学生探寻影响惯性的因素，教师邀请一男一女两名学生到讲台上操作实验。其中，女同学吹没有装水的乒乓球，男同学吹装满水的乒乓球（注：学生不知道乒乓球中装满水）。其他学生认真观看，发现一个乒乓球被吹动了，一个没有被吹动。此时，学生产生怀疑，迫切地想知道出现此现象的原因。于是，教师解开实验秘密，并就此做出解释：“装满水的乒乓球，其质量较大，不容易被吹动。而未装水的乒乓球，质量较小，很容易被吹动。这说明了物体的质量越大，其惯性越大。质量是决定惯性大小的唯一因素。”在学生建构认知后，教师继续操作实验。在此次实验中，教师向学生呈现一个装有水的瓶子，提出问题；“快速向前推动瓶子，在瓶子向前运动时，其中的气泡会向哪个方向运动？”学生就此给出不同回答，有向前，还有向后。教师不做评价，而是直接进行演示。学生将注意力集中在瓶子上，发现气泡向前运动。一些学生因此提出问题：“为什么会出现这样的现象？”教师表扬学生积极发问行为，并鼓励他们与小组成员合作。在合作之际，学生回顾实验现象，迁移已有认知，提出各种个性观点，碰撞思维，得到问题答案：“相同体积水的质量比空气密度大。在这样的情况下，惯性就越大，保持静止状态的能力越强。”教师肯定学生的探究所得，并引导其回忆情境问题，试着用物理所学回答问题。实践证明，学生通过与物理实验“互动”，不但扎实地掌握了物理知识，还解决了相关问题，实现了学以致用，切实增强学习深度。同时，一些学生因此锻炼科学思维能力，有利于发展物理核心素养。

四、贯穿教学，实施单元评价

教学评价是单元教学不可或缺的一部分，是促使学生深度学习的“法宝”[5]。教育评价改革提倡教学评价多样化。多样化的教学评价包括评价内容多样化、评价主体多样化。

（一）评价内容多样化

纵观传统教学，大部分教师将学生的知识学习情况作为主要的评价内容，忽视学生的核心素养发展情况，由此导致教学评价效果不尽如人意。针对此情况，教师以教学内容为基础，以核心素养为重点，以深度学习为依据，设计评价量表，呈现多样的评价内容，为进行教学评价提供依据。

比如：在实施力学单元教学时，教师围绕科学探究这一素养维度，以复杂的外显反应、适应和创新这三项深度学习目标层次为依据，设计了三个水平的教学评价内容：

水平一：探究生活中的物理现象，提出物理问题；与他人通力合作，制订科学探究方案；操作物理实验，从实验现象中抽象为例知识，尝试用物理知识解释实验现象。

水平二：体验物理学习活动，分析事实或结论，发现并提出物理问题，就此做出假設；制订物理探究方案，选用适宜物理工具，获取数据，分析数据，得出物理结论；撰写物理实验报告，交流、反思物理探究过程和结果。

水平三：体验真实的物理情境，多角度探究物理问题，做出科学假设；制订有新意的探究方案，操作适宜工具，获得数据，分析数据，得出结论；能用物理所学解释物理现象；撰写完善的物理实验报告，反思物理学习过程和结果。

（二）评价主体多样化

教师和学生是物理教学评价的双主体。在实施单元教学评价时，教师既要发挥自身作用，立足整个教学过程，应用多样方式，如即时评价，及时地给予学生评价，推动学生深度学习。还要将评价权力还给学生，引导学生反思，由此实现评价主体多样化。

比如：在实施力学单元教学后，教师引导学生制作思维导图，总结单元所学。在此过程中，教师鼓励学生自主评价，边制作导图边思考学习知识的方法以及学习问题。同时，学生要将思维导图和反思内容展示于成长记录袋，借此增强自主评价效果，为教师进行过程性评价提供依据。

结束语

综上所述，在大观念指导下有效实施物理单元教学，可以使学生深度学习物理，发展物理核心素养，增强物理教学效果。鉴于此，在实施高中物理教学时，教师可以以课标为指导，树立大观念，站在整体教学，整合教学内容，设计单元教学，组织课时教学，实施教学评价，从而使学生深度学习物理，建构知识结构，发展核心素养，提升物理教学质量。

参考文献

[1]戴小民.大概念统摄下的高中物理单元教学设计与实践——以“牛顿运动定律”教学为例[J].物理教学，2021，43（12）：10-13+66.

[2]李丹艳，李卫东.基于逆向思维的高中物理单元教学设计[J].物理通报，2021（11）：51-54+58.

[3]郑小青.单元视角下高中物理教学中问题情境创设的实践——以“力和力的平衡”单元教学为例[J].湖南中学物理，2021，36（8）：50-53.

[4]周素羽.基于学习进阶的高中物理单元教学设计与实践[D].重庆：重庆师范大学，2021.

[5]潘苏东，童大振，汪大勇.中学物理单元教学设计流程的探讨[J].物理教师，2021，42（04）：11-13+17.

本文系福建省三明市基础教育科学研究2021年度立项课题“核心素养视域下高中物理‘力学单元设计实践研究”研究成果，立项批准号：JYKT-21054。