基于核心素養(yǎng)培育的初中物理大單元教學(xué)策略探究

摘要：隨著《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的頒布，大單元教學(xué)策略已成為物理核心素養(yǎng)落地的關(guān)鍵路徑。面對課程改革的不斷深入，該策略也將成為物理學(xué)科教育落實立德樹人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育、深化課程改革的優(yōu)選策略。大單元教學(xué)可以將以往教學(xué)中存在的知識碎化、體系不完整、認(rèn)知不系統(tǒng)、能力培養(yǎng)斷層的問題，在依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求進行重新整體設(shè)計的過程中加以解決。同時，大概念、大情境、大問題等內(nèi)容作為認(rèn)識大單元教學(xué)的重要因素，在如何確定大單元、如何設(shè)計大單元的過程中，對學(xué)生的素養(yǎng)提升、思維培養(yǎng)、知識統(tǒng)整等方面也會起到積極的作用。關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；大單元教學(xué)；初中物理《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下通稱“新課標(biāo)”）將課程目標(biāo)由“三維目標(biāo)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)科核心素養(yǎng)”，這意味著教學(xué)目標(biāo)的升級。以往，廣大一線教師在課堂教學(xué)中習(xí)慣于通過對某一知識點的“知道、了解、理解……”等行為動詞的把控來檢驗教學(xué)目標(biāo)達成情況的策略也將會發(fā)生改變。而新的教學(xué)目標(biāo)基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，更加關(guān)注學(xué)生重視知識點之間的聯(lián)結(jié)與運用，并以此引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生形成正確的價值觀，通過對知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)，具備理解、運用知識解決問題的關(guān)鍵能力和必備品格。為此，課程目標(biāo)的改變，勢必要倒逼教師課堂教學(xué)策略的變革，由原來針對某一個或幾個知識點的課堂教學(xué)設(shè)計、某一課時的教學(xué)安排，轉(zhuǎn)變?yōu)榫劢鼓骋粚ｎ}、某一單元、某一活動、某一項目完成的“大單元設(shè)計”。初中物理的大單元教學(xué)應(yīng)依據(jù)新課標(biāo)中的物理核心素養(yǎng)要求，結(jié)合教材、課時內(nèi)容、學(xué)生情況，以及各種教學(xué)資源等情況，確定一個單元的主題（也可以是主題或項目名稱），以此整合各種教學(xué)資源，設(shè)計、細化教學(xué)內(nèi)容與實施策略。其目的是更好地從學(xué)生接受的角度，達成課程要求的價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，落實立德樹人根本任務(wù)。一、初中物理大單元的確定策略在初中物理教學(xué)中確定一個大單元需要考慮的因素很多，但在確定之初教師一定要“抓大放小、定主略次”，不需要面面俱到，而是要考慮單元的系統(tǒng)性、整體性，突出結(jié)構(gòu)特點。它應(yīng)該是一種宏觀的、戰(zhàn)略上的考慮，而不是微觀的、操作層面的考量。大單元主要包括單元名稱、體現(xiàn)形式、課程內(nèi)容、課程目標(biāo)（核心素養(yǎng)）、情境創(chuàng)設(shè)等幾個方面的確定（如圖1）。所以，在確定一個大單元的時候，教師要考慮該單元至少要對接一個學(xué)科核心素養(yǎng)，依據(jù)某個核心素養(yǎng)的要求，結(jié)合具體的知識內(nèi)容，按照某種大概念（或觀念、任務(wù)、項目、問題）的邏輯，將相關(guān)知識或內(nèi)容結(jié)構(gòu)化。只有這樣，確定的大單元教學(xué)內(nèi)容才會將課程理念定位、課程目標(biāo)（核心素養(yǎng)的維度）要求、課程內(nèi)容（知識內(nèi)容）的體現(xiàn)統(tǒng)整在一個單元名稱（大概念、大問題、任務(wù)、項目）之下，然后，再設(shè)計一個大情境作為載體，開展相關(guān)的教學(xué)活動（見表1）。表1大單元需確定的主要內(nèi)容[主題名稱的確定體現(xiàn)形式的確定課程內(nèi)容的確定課程目標(biāo)的確ngvCy5p+S9LL3HF6HtoClpPCZw+lrgmoLBmyfZB8Rk4=定大情境的確定大單元名稱大概念、大問題、大專題、項目化等形式基于大單元的大概念、大問題、大專題、項目等形式的確定，整合與之相關(guān)的知識內(nèi)容，重構(gòu)教材內(nèi)容，建立系統(tǒng)化、整體化、結(jié)構(gòu)化的知識脈絡(luò)新課標(biāo)中的課程目標(biāo)是立足學(xué)生全面發(fā)展，依據(jù)核心素養(yǎng)內(nèi)涵及學(xué)生身心發(fā)展特點確定的，全面體現(xiàn)了物理課程獨特的育人價值，主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。所以，在確定課程內(nèi)容的體系時，應(yīng)考慮與之相適應(yīng)的素養(yǎng)維度大單元教學(xué)是為了打破原有的碎片化的課時教學(xué)模式，是一種指向素養(yǎng)的真實學(xué)習(xí)。它可以基于原始物理問題，運用多種知識完成教學(xué)任務(wù)，從而有效評估關(guān)鍵能力、必備品格與價值觀念]二、初中物理大單元的設(shè)計流程當(dāng)確定好一個大單元的名稱、主要知識內(nèi)容、相應(yīng)的課程目標(biāo)（學(xué)科核心素養(yǎng)的維度），以及基于主旨問題的情境創(chuàng)設(shè)后，就要進行大單元的教學(xué)設(shè)計，完成實實在在的教學(xué)任務(wù)，大單元教學(xué)的設(shè)計與平常教師授課的教學(xué)設(shè)計基本環(huán)節(jié)是相同的，只是關(guān)注點要從更宏觀的整體考慮；著力點要從微觀的知識內(nèi)容與目標(biāo)、學(xué)生的接受程度的視角考量。大單元的基本設(shè)計流程如下所示（如圖2）。例如，在初中物理“運動學(xué)”的大單元教學(xué)中，知識內(nèi)容之間的相關(guān)性要求較低，對于一般教學(xué)目標(biāo)來說也都是相對獨立的，對運動的描述只停留在勻速直線運動的程度，其他的變速運動統(tǒng)統(tǒng)可以用平均速度一帶而過。所以，在進行大單元設(shè)計時，教師可以采用“大思路”的策略，以“大格局”的知識體系建構(gòu)，講清初中物理運動學(xué)的知識脈絡(luò)，這也會為高中階段物理的學(xué)習(xí)做好學(xué)段銜接（如圖3）。三、初中物理大單元教學(xué)的設(shè)計策略在大單元教學(xué)設(shè)計的過程中，教師要依據(jù)新課標(biāo)要求、課程內(nèi)容以及學(xué)情等情況進行全盤考慮，其目的在于讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考，鍛煉其思維能力，形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。為此，初中物理的大單元可以是基于知識結(jié)構(gòu)體系的大單元，如聲學(xué)、光學(xué)、運動學(xué)、磁學(xué)、靜電、浮力、功和能等內(nèi)容單元；可以是基于大概念認(rèn)知的大單元，如力的概念、功與功率概念、效率的概念等內(nèi)容單元；可以是基于問題解決的大單元，如電阻測量、密度測量、液面升降、熱電結(jié)合、壓電結(jié)合、儀表改裝等內(nèi)容單元；可以是基于能力訓(xùn)練的大單元，如物理觀念形成、建模能力訓(xùn)練、科學(xué)思維培養(yǎng)、量具認(rèn)識、變化電路識別等內(nèi)容單元；可以是基于跨學(xué)科實踐活動的大單元，如聲光電力的實驗小屋制作內(nèi)容單元等，而不是局限于某一知識結(jié)構(gòu)或某一問題的解決。下面，筆者以案例簡單說明初中物理大單元教學(xué)設(shè)計的策略。（一）基于大概念的素養(yǎng)提升策略大單元教學(xué)要上承宏觀設(shè)計中的新課標(biāo)，下接微觀設(shè)計中的課時教學(xué)，以物理學(xué)科的大概念整合物理內(nèi)容，從知識、方法及思想和精神層面建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。例如，教師以物理觀念為一個“大概念”進行大單元教學(xué)的設(shè)計，通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)的方式，以語文學(xué)科的唐詩為“大情境”載體，以“唐詩中的物理觀念”為“大問題”，以物理知識為“實證”依據(jù)，使學(xué)生在“物理觀念”概念下的物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等方面的素養(yǎng)得到有效提升。教師以學(xué)生所熟悉的“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還。兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”這首李白的《早發(fā)白帝城》為例，讓學(xué)生簡單闡述大單元教學(xué)。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，可以培養(yǎng)其科學(xué)思維。此外，教師在此基礎(chǔ)上，通過學(xué)科融合提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，使枯燥的物理課堂靈活化、多樣化、生動化。通過學(xué)科間的滲透，還增強了學(xué)生的人文精神。一是在物質(zhì)觀念上。詩中“朝辭白帝彩云間”一句中的“彩云”，就是物質(zhì)觀念的教學(xué)素材。在新課標(biāo)中，將“物質(zhì)”作為一級主題，同時包含了三個二級主題。對于“彩云”這種自然現(xiàn)象，學(xué)生要能描述固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種物態(tài)的基本特征，并列舉自然界和日常生活中不同物態(tài)的物質(zhì)及其應(yīng)用。在進行教學(xué)設(shè)計時，教師可以以詩句為情境，引導(dǎo)學(xué)生分析“彩云”形成的條件與過程，進而了解位于長江北岸瞿塘峽口的白帝城（今重慶市奉節(jié)縣白帝鎮(zhèn)），為什么會有“白氣”繚繞，在清晨的朝暉中形似“朵朵彩云”的景象。這樣的教學(xué)過程，“畫面感”十足，學(xué)生“置身”其中，用所學(xué)的物理知識理解唐詩，起到了學(xué)以致用的效果。二是在運動和相互作用觀念上。詩中也蘊含著許多的物理知識，有顯性的，也有隱性的。單從字面理解，就包含了猿聲啼不住——振動發(fā)聲；輕舟——質(zhì)量與重力；已過萬重山——運動與靜止的相對性等物理知識。詩中的隱性物理知識有對物理量——距離的認(rèn)知。在“千里江陵一日還”中的“千里”，學(xué)生可以從字面上認(rèn)知“距離是1000里（500千米）”，這與北魏酈道元所著《水經(jīng)注》中記載“有時朝發(fā)白帝，暮到江陵，其間千二百里，雖乘奔御風(fēng)，不以疾也”的內(nèi)容相符，只是詩中將1200里按整數(shù)計而已；“一日還”可以從兩個角度進行猜想：一是“朝辭白帝，暮抵江陵”可記作10個小時（簡化論證時的計算）；二是將“一日”記作一天，24個小時。教師還可以通過提問激發(fā)學(xué)生探索的興趣：我們能否真正做到“千里江陵一日還”？教師通過引導(dǎo)學(xué)生查資料可知，木帆船在風(fēng)平浪靜的長江上行駛，時速一般會在每小時10千米到20千米之間。如果是順風(fēng)行船的話，船速還會更快一些。我們以“輕舟”的船速（平均速度）是每小時20千米計算，則從白帝城到江陵的“千里”路程需要的時間是25小時。如果再考慮風(fēng)速的原因，時間會更短一些?？磥恚畎浊宄繌陌椎鄢浅霭l(fā)，后半夜還是可以到江陵的。若以《唐代交通圖考》為據(jù)，其第四卷記有夔州到江陵的距離，“從夔州又東水路三百三十里至歸州，又東微南水路二百里至峽州，又東微南水路三百三四十里至荊州江陵府”。由此可知，白帝城與江陵的距離是864里（432千米）。這樣，需要的時間就是21.6小時，說明李白一天確實能夠到達。這樣，不僅培養(yǎng)了學(xué)生建模的科學(xué)思維，而且借助挖掘詩詞中的隱含條件，整合多學(xué)科知識，對學(xué)生求真質(zhì)疑的科學(xué)精神形成也會有很大的促進。三是在能量觀念上。了解能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界的基本和普遍規(guī)律，對于學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的意識十分重要。例如，在《早發(fā)白帝城》這首詩中就蘊含了風(fēng)能、水能、機械能之間的轉(zhuǎn)化問題，教師要引導(dǎo)學(xué)生去感悟和理解。（二）基于大思路的思維培養(yǎng)策略在大單元教學(xué)設(shè)計中，“大思路”的形成是科學(xué)思維的一種具體化體現(xiàn)。例如，在“測密度”的實驗探究教學(xué)中，其內(nèi)容涉及課程內(nèi)容“五個一級主題”中的“物質(zhì)”“實驗探究”“跨學(xué)科實踐”三個。教師可以采用大單元教學(xué)的策略，引導(dǎo)學(xué)生利用等量替代的方法得出被測物體的質(zhì)量和體積，進而寫出密度的表達式，從而完成任務(wù)。具體來講，就是在測量物體密度的實驗中，由于實驗器材的不確定性，會導(dǎo)致學(xué)生無法直接用天平測量質(zhì)量和用量筒測量體積。在替代方法下，學(xué)生通過實驗原理ρ=[mv]求出被測物體密度后，教師也可以基于“大思路”的思維培養(yǎng)策略，幫助學(xué)生完成任務(wù)（如圖4）。在測量物體密度的實驗中，質(zhì)量測量的方法有很多：可以用天平直接測量質(zhì)量；也可以利用彈簧測力計測量質(zhì)量。對于在彈簧測力計測量范圍內(nèi)的物體，可先測量得其重力，再通過公式G=mg間接得到其質(zhì)量m；也可利用杠桿平衡原理測量得質(zhì)量：利用一個輕質(zhì)杠桿，讓一邊的作用力為被測物體的重力，與另一邊的已知物體的重力平衡，運用杠桿平衡原理G1L1=G2L2，得到被測物體的重力，再通過G=mg間接得到其質(zhì)量m；還可以利用被測物體在水中漂浮或懸浮測得質(zhì)量：當(dāng)物體在水中漂浮或懸浮時F浮=G，根據(jù)其他條件得到物體所受的浮力，再通過G=mg間接得到其質(zhì)量m。在測物體密度的實驗中，體積測量的方法也有很多：可以用量筒或量杯直接測量體積；可以利用溢水的方法測得固體的體積；可以利用“等容”的思想測得液體的體積；還可以利用天平得到被測固體浸沒水中前后的質(zhì)量差間接求得固體的體積。教師可引導(dǎo)學(xué)生先用天平測出一杯水的質(zhì)量m１，再用天平測出將被測物體浸沒到這杯水中（不與容器接觸）的質(zhì)量m2，則兩次測量的質(zhì)量差就等于物體浸沒在水中的浮力，即Δm=F浮，根據(jù)F浮=ρ液gV排得到物體浸沒在水中的V排，也就是物體的V物。此思路同樣適用于測電阻的探究實驗。（三）基于大單元的知識統(tǒng)整策略所謂的知識統(tǒng)整是指依據(jù)某種原則對某一大單元的知識內(nèi)容進行組織與整合，促使課堂教學(xué)的知識內(nèi)容呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)化和整體化特征。通過內(nèi)容與結(jié)構(gòu)、形式與實質(zhì)的“統(tǒng)整”，做到形式上的“統(tǒng)”，達成實質(zhì)上的“整”；內(nèi)容上的“統(tǒng)”，達成結(jié)構(gòu)上的“整”，使之形成一個前后銜接、相互轉(zhuǎn)化、自成一體的知識系統(tǒng)。這樣，能夠發(fā)揮物理知識系統(tǒng)的整體效能，實現(xiàn)教學(xué)價值的最大化。大單元教學(xué)以課程標(biāo)準(zhǔn)和教材為基礎(chǔ)，將具有內(nèi)在聯(lián)系的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源進行整合與優(yōu)化，是針對學(xué)科教學(xué)單元內(nèi)容進行的再度開發(fā)和整體設(shè)計。通過這種先整體后局部的教學(xué)設(shè)計，對學(xué)生所學(xué)知識內(nèi)容進行重新整合、遷移對接、融會貫通，使得學(xué)科知識之間的邏輯關(guān)系聯(lián)系更緊密，能夠發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科思維，切實提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。例如，人教版初中物理教材九年級全一冊中用了兩章的篇幅介紹“電和磁”的內(nèi)容。其中，教材將電動機的內(nèi)容安排在發(fā)電機內(nèi)容之前，其實是違背學(xué)生認(rèn)知邏輯的（在沒有了解“磁