以情境为主线，以素养为目标的大单元设计

摘 要：大单元教学的方法，能够帮助学生将碎片化的知识整合成有逻辑、有意义的整体。本文以“浮力”单元教学为例，精心设计了大单元教学计划。该计划巧妙穿插明暗两条线索，始终紧密围绕目标主题展开，特别在“打捞铁牛”的情境模拟中，有效实施了这一大单元教学模式。

关键词：初中物理；大单元；核心素养；主题情境

1 大单元设计的背景

随着教育改革的持续深化，原先以教师和教材为中心的课堂模式已明显暴露出低效的弊端。相反，以学生为主体的新型课堂模式日益受到学生的青睐。这促使教师角色从课堂的主导者转变为课堂的设计者与引导者。随着“双减”政策的实施，“减负增效”成为了新课堂改革的主要方向。在这一背景下，学生需要充分发挥其主观能动性，实现从被动接受知识到主动探索求知的转变，而这一转变过程往往需要依托具有启发性的驱动问题来推动。

大单元教学是一种以提升课堂教学效率、巩固学生主体地位、构建核心知识框架、深化学习层次为基础，旨在全面提升学生核心素养的整合性教学模式。它通过将教材中原本零散的知识点有效整合成符合学生需求的知识体系，形成了一个既有深度又具有连贯性的知识网络，有助于学生在更高层次上进行系统学习和深度思考。［1］

大单元的设计围绕一条核心情境线展开，该情境线贯穿整个教学过程，并在此情境下衍生出众多需要学生探究与解决的问题。这些问题作为学习的导向，能够激发学生的积极思维，调动他们的学习热情，促使更多学生积极参与到教学活动中来。大单元教学对教师提出了更高要求，它不仅需要教师预先设定一条能够贯穿整个单元的情境线索，还要求教师对教材进行深入研究与灵活处理，对教材内容进行合理筛选与整合，将原本碎片化的知识点有效地串联起来，构建成一个结构清晰、逻辑严密的知识体系。

2 以“浮力”课程教学为例的大单元设计思路

沪科版《义务教育教科书 物理 八年级 全一册》中“浮力”单元共分为三节，分别讲述了浮力产生的原因、浮力的计算、浮力在生活中的应用。这三节内容从根本上解决了浮力的基本问题。于是本文设计了一个主题情境，从古代的文言故事《捞铁牛》入手，让学生先分析怀丙和尚的打捞方法，再用现代的视角分析更加经济、方便、快捷的打捞方法，由此串联起本单元的知识。

2.1 分析《课程标准》制定教学目标

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）针对本单元的学习内容提出了如下要求：通过实验，认识浮力；探究并了解浮力大小与哪些因素有关；知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。同时，《课程标准》中还给出了一个例题——了解潜水艇的浮沉原理，并给出一个活动建议：查阅资料，了解我国“奋斗者”号载人潜水器的深潜信息，讨论影响其所受液体压强和浮力大小的因素。［2］

依据教材内容和《课程标准》要求，本单元内容在提升学生学科核心素养方面有如下表现：一是加深学生对浮力及其相关规律的认识，强化运动与相互作用观念；二是将打捞铁牛的系列任务作为一条探究主线，发展学生的科学思维和科学探究能力。

因此，本文制定了如下的教学目标。

第一，通过对故事情境中物理现象的分析，提出可探究的物理问题，做出初步假设，并在他人帮助下能制订初步单元学习规划。通过对浮力的基础探究，了解浮力的影响因素，会计算浮力的大小。

第二，通过浮力的影响因素，猜想浮力与排开液体重力的关系，并设计实验验证自己的猜想。利用阿基米德原理获得计算浮力的方法，计算浮力大小并能结合受力分析计算出浮筒数量。

第三，结合物体的浮沉条件进行合理猜想，通过小组合作获取多种方式来打捞沉在水底的铁牛，并能从原理上分析方案的合理性。小组间能够相互点评出方案的优缺点。

第四，通过知识迁移，找寻更多的物体的浮沉条件在生活实践中的运用实例。

通过对《课程标准》、教材及教学内容的深入分析，本单元设计紧密依托历史真实情境，以“如何打捞铁牛”为核心问题，展开大单元教学设计。教学过程层层递进，首先引导学生了解浮力的概念及其产生的原因，随后探究浮力大小与哪些因素相关，进而运用阿基米德原理准确计算浮力，再学会运用浮力原理解决实际问题，最终提炼出有效的解决方案。整个教学过程始终围绕解决实际问题展开，确保教学内容紧密贴合学生的学习需求。此教学设计以问题为中心，并贯穿于整个教学过程之中，旨在通过解决真实情境中的问题，帮助学生掌握相关知识，提升关键能力和必备品格。

2.2 分析课程内容

2.2.1 内容架构

在课程内容的处理上，本文遵循从现象到实质，再由实质走向运用的原则。首先，以生活中与浮力有关的现象为切入点，引导学生分析浮力的方向，探寻浮力产生的原因，并探究浮力大小的影响因素。通过这一系列活动，学生将能够总结并掌握浮力大小的计算方法。其次，通过深入的受力分析，学生将运用所学的浮力知识整理出物体的浮沉条件。最后，这些知识和技能将被应用于完成打捞铁牛的任务，从而实现知识的综合运用与实践能力的提升。本文设计的单元内容架构如图1所示。

2.2.2 概念结构

本单元的设计以浸在液体或气体中的物体总受到竖直向上的托力这一事实为出发点，引出 “浮力的方向，浮力产生的原因，浮力大小的影响因素，阿基米德原理，物体的浮沉条件” 这些核心概念，这些核心概念都归属于《课程标准》三级主题中浮力的具体内容教学，其二级主题是“机械运动和力”，一级主题为“运动和相互作用”，如图2所示。

2.2.3 单元设计流程

以《捞铁牛》的故事原型作为导入，教师引导学生思考讨论捞铁牛的方式以及运用到的物理知识，从而引出浮力的概念。在研究浮力这一力学现象时，我们首先需要理解其产生的原因以及力的三要素，并以此为线索，初步探索浮力的知识，进而探寻影响浮力大小的因素。基于这些影响因素，我们可以猜想浮力大小与排开液体重力之间的关系。整个教学过程遵循从理论推导到实验验证，最后进行浮力计算的“教学三部曲”。当完成浮力基本教学后，学生便可以运用浮力与重力间的关系进行受力分析，将浮力与生活中的现象相结合；深度学习浮力后师生开始拓展打捞铁牛的方式，通过理论计算完善不同的打捞方案，并在一定程度上实施部分方案。

2.2.4 单元设计思路

教师通过设置问题情境引发学生对浮力概念的学习兴趣，并规划学习路径，使学生在深度学习浮力的过程中，探寻浮力大小的影响因素，建构浮力模型并进行受力分析，迁移浮力知识应用于生活，最后回归初衷，解决初始的问题情境。

2.2.5 育人价值

活动育人：教师以问题串的方式引导学生运用已有的概念和规律分析生活中常见的浮力现象，建构物理模型。小组间采取交流合作的学习模式，在真实的活动场景中共同发现问题、构建知识体系并有效解决问题。

情境育人：教师通过创设学生感兴趣的问题情境，激发学生丰富的情感体验，并引导学生进行深入的实验探究。

思维育人：在通过实验探究浮力大小的影响因素、阿基米德原理的过程中，学生将进一步学习控制变量法，并培养构建物理模型的能力。同时，在分析物体的浮沉条件的过程中，引导学生掌握研究运动现象的科学方法，使其形成严谨的科学思维。

情感育人：通过引入现实情境问题，教师能够培养学生对科学知识的好奇心和求知欲，经历现实情境问题的论证、分析，可以培养学生的研究意识、创新能力和不惧失败坚持真理的科学品格。

2.3 学生情况分析

八年级的学生在生活中对浮力有一定的体验，但多数停留在感性认知层次，未上升到科学层次，对浮力的规律较为陌生。本单元内容是对前面力学内容的延伸拓展，是对密度、力、二力平衡、压强等知识的深化，是初中力学部分的重点。八年级的学生逻辑思维能力较弱，对理性知识认知较慢。他们渴望探究但又缺乏完整的思考过程，虽然掌握了一定的方法但又不够熟练，分析和处理这类问题的经验不足，对分析运动的一般方法掌握不熟练，对于合理、有效地运用所学知识的能力还比较欠缺。

在教学过程中，为了更好地落实核心素养的培养，帮助学生构建更完善的知识体系，培养他们对知识进行整合的能力和构建模型的能力至关重要。因此，为了保持学生思维的流畅性和活跃度，教师需要将复杂的问题情境进行分解，设置合理的任务阶梯，使学生在任务驱动和问题串引领下，借助循环递进式探究法，灵活应用物理思想方法解决物理问题，最终达到提升学生知识迁移能力的目的，实现深度学习。

2.4 单元课时设计思路

2.4.1 课时设计思路

以情境问题“如何将沉在水底的铁牛打捞上来？”为主线，教师应规划如下课时安排：第一课时为初识浮力并探寻浮力产生的原因；第二课时为探究浮力大小的影响因素；第三课时为学习“阿基米德原理”；第四课时为将浮力与生活实际相结合，解决初始的情境问题。

2.4.2 学习路径规划

在规划学生的学习路径时，教师可以以系列情境“怀丙用什么方法打捞铁牛→怎么改变铁牛所受的浮力→如何计算出一个浮筒所受的浮力→需要多少个浮筒才可以打捞起铁牛”为主线，同时以任务串“建立浮力概念→分析浮力产生的原因→认识浮力大小与浸入体积的关系→认识浮力大小与液体密度的关系→定性探究浮力大小的影响因素→猜想浮力大小的计算式→探究浸入液体体积与排开液体体积的关系→探究物体所受浮力是否等于排开液体的重力→解决实际问题→分析浮沉条件→改变浮沉状态→计算所需浮筒数并打捞铁牛→生活中浮力的应用”为暗线，一步步帮助学生建立起“浮力”的概念。

本规划旨在通过任务的问题化、问题情境的创设以及情境的系列化设计，有效激发学生的学习兴趣，并帮助学生明确学习目标。通过将大任务细分为多个相互关联的小任务，并在每个小任务中巧妙融入主线问题，确保学习过程连贯有序。最终，在主线问题的引导下，学生能够顺利完成学习的闭环，实现知识的系统掌握与能力的提升。

2.5 单元评价

教师在教学过程中应以过程性评价为主，重视学生的个体差异和课堂互动生成，关注学生在问题解决、讨论发言、动手操作等活动中表现出来的知识理解、技能掌握、能力发展和学习态度等情况。充分发挥评价的育人功能，形成“教—学—评”的一致性，以评导学、以评促学，激励学生进步，促进学生核心素养的发展。

2.5.1 制作课时评价量表

2.5.2 单元作业设计

学生完成学习闭环后，教师应及时给予作业评价，并指导学生改进学习策略。《课程标准》指出，单元作业应以阶段性学业要求和学业质量标准为依据，设计层次分明、类型多样的作业，兼顾基础性作业和探究性、实践性作业，注重评价学生的学习态度和学习成果，充分发挥不同类型作业的育人功能。合理调控作业量，避免机械训练、简单重复，切实减轻课业负担。［3］

在单元作业设计中应按照难度设计出基础题、中等题和拔高题，题型上应有选择题、填空题、实验题、计算题、探究题、实践题。每个题目应设置出多维度的评价，不能单纯地以对错作为评价的唯一标准，要发现学生的不足，分析原因，实现评价的诊断功能。

本单元实践性作业要求：请学生在三天内，利用身边的材料，结合浮力知识，设计并制作一个潜水艇模型，实践性作业评价量表如表2所示。

3 “浮力”大单元设计的教学总结

整个“浮力”单元的教学跨越四个课时，以核心大单元任务打捞铁牛为开篇。第一课时，通过分析怀丙打捞铁牛的案例，引出浮力概念。随后，学生在理解浮力产生原因的基础上，产生新的疑问：为何他人未能成功打捞？是否因为浮力不足？这些疑问激发了学生新的学习需求——探索如何增大浮力。第二课时，聚焦于增大浮力问题的根源，引导学生探究浮力大小与哪些因素有关，进而寻找增大浮力的有效方法。第三课时，鼓励学生基于对浮力大小的影响因素的理解，尝试猜想并推导浮力的计算公式，通过解决浮力计算问题，培养学生的逻辑思维能力。第四课时，围绕“铁牛受浮力却未能浮起”的疑问，引导学生思考如何增大浮力让铁牛浮起来，从而引出物体的浮沉条件，了解浮力与重力的关系，利用计算出的浮筒数量将铁牛打捞起来，完成学习的闭环。

经过整个教学过程，教师帮助学生对任务进行分析，不断地解决问题，又不断形成新的学习需求，这些需求作为下一课时的任务引领，使学生始终在主线的牵引下不断深入学习。教师可以通过将大任务拆解为小任务，使学生的思维可视化，一步一步地帮助学生建立“浮力”单元的知识体系。在教学过程中，教师应持续给予学生相应的评价，体现“教—学—评”的一致性，利用评价的激励功能鼓励学生积极参与到学习活动中来。

参考文献

［1］王利.初中物理教学中大单元理念的应用策略［J］.理科爱好者， 2023（5）： 11-13.

［2］［3］中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）［M］.北京： 北京师范大学出版社，2022：16，46.