物理學科核心素養高中物理教學設計

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摘要：文章首先闡述了基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計的意義，然后分析了基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計的要求，最后論述了基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計的策略。

關鍵詞：單元教學設計；高中物理；物理學科核心素養

培養物理學科核心素養意味著要讓學生根據物理知識的規律找到解題的技巧、難點理解的突破口，以達到事半功倍的學習效果。這就需要教師從培養學生良好的物理學習習慣入手，以物理單元為教學基點，遵循生本教育理念，讓高中生掌握不同物理知識之間的內在聯系[1]。同時針對物理實驗，教師需要利用現代化教學方法將其加以呈現，從而幫助高中生更形象、具體地理解抽象的物理知識。另外，在物理課后習題設計方面，教師也應堅持培養學生物理學科核心素養，把單元教學作為習題設計原則，通過習題提高學生物理學習效率。因此，筆者擬基于物理學科核心素養的培養，對高中物理單元教學設計加以探討。

一、基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計的意義

（一）有利于物理學科形成結構化教學，推動素質教育進程

隨著國家開始推行素質教育，學校需要培養綜合能力較強的學生，故發展學生的品德、體育、審美、勞動等多方面能力成為教學宗旨。傳統的高中物理教學中，多數情況下教師還是以“課時”為單位進行具體的教學設計，即規劃好每一課時需要講解的知識，課后針對這一節課所講的知識進行檢驗，了解學生的掌握情況，進行必要的教學評估，并做出總結和適當的調整[2]。而素質教育背景下，教師應當注意到每一節課之間的聯系，把課與課銜接起來，讓學生以“單元”為單位進行整體學習，進行物理學科的結構化教學。比如，教師在“力與平衡”這一單元教學中，可以重塑物理教學課堂，使學生能夠更全面系統地理解“力的合成與分解”的知識。同時，教師把物理理論知識學習與實踐探索驗證活動相結合，可讓學生通過物理實驗從不同的角度理解力的平衡，這樣能夠引導學生快速進入學習狀態，以實現高效學習。

（二）有利于培養學生物理學科核心素養，提高課堂學習效率

什么是物理學科核心素養？即學生在物理學習中形成對物理的基礎觀念，形成物理思維并用物理的方式進行思考和探索，養成嚴謹、負責、端正的態度。由于物理學科的各個核心素養之間不是毫無關系、各自獨立的，而是相互聯系、盤根錯節、互相依賴的，因此高中物理教師在教授物理學科時應該以“單元”為單位進行整體教學，將一些零散的知識點以整體概念的形式進行設計并傳達給學生，讓學生在單元學習的過程中體會物理知識的相互關聯，進階性地掌握更加深入的知識，從而形成物理核心素養。比如，在“相互作用”這一單元的教學方案設計中，教師應結合單元整體教學內容，為學生設計層次分明、內容遞進的教學方案，這樣能夠讓學生更加深入地理解各種“力”形成的原因，并真正掌握不同“力”之間的聯系，從而為未來的物理知識學習奠定基礎[3]。

（三）有利于提高物理學科教學質量，構建和諧的師生關系

以“單元”為單位進行高中物理學科教學并不是簡單地將知識點進行拼湊，而是以物理學科核心素養為基礎設計綜合性強、邏輯思維清晰的系統教學模式。即教師在物理教學設計時，要思考怎樣把這些小的知識點串聯成一個具有整體性、學生易于接受、可以啟發學生思維和探究的活動過程。之所以稱單元，是因為其在內部有自己的獨立體系，而在外部看來是一個整體。要把課程目標和課時目標進行有效整合，最重要的就是進行單元教學設計?；谖锢韺W科核心素養的教學中，教師除了在課堂中讓學生進行知識和技能的練習，還要依據教學的目標和內容組織學生開展針對物理的思維體驗和實際的物理研究，這樣才能讓學生發散思維、開動大腦，重新整合學習到的物理知識，建構自己的物理體系。另外，教師可以通過單元教學模式幫助高中生養成自主學習、深入探究的學習習慣，從而提高他們的物理學習能力和針對物理問題進行主動思考的能力。

二、基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計的要求

（一）堅持生本教育，踐行理實結合式教學理念

高中物理知識具有一定的抽象性、邏輯性與思維發散性，故而對學生的抽象思維、邏輯想象力及物理實踐探索的意識有著較高的要求。基于此，教師在培養學生物理學科核心素養的基礎上，應通過分析物理教材內容的特點幫助其找到單元學習的重點。這樣既能夠讓學生在物理學習的過程中明確學習目標，還能夠讓學生學會分析物理教學案例，并靈活地將所學應用到實踐探索、原理驗證之中。因此，教師在物理單元教學設計的過程中應遵循生本教育理念，并注重理論知識學習與實踐應用的有機結合。比如，在“牛頓運動定律”這一章節教學過程中，教師應全盤考慮牛頓運動定律的特點，并運用信息化教學方式幫助學生還原牛頓定律的驗證案例。這樣可讓學生通過生活常識、物理知識原理系統、深入地理解牛頓運動定律內容。同時，在設計課堂隨堂練習時，教師應注重學生個性化學習特點，進而基于此幫助學生靈活運用牛頓定律解題。

（二）遵循差異化教學原則，設計多元化教學方案

高中物理知識的講解可以通過案例導入、情境創設及生活化教學元素融入等多個方式開展，而物理單元教學設計方案的關鍵在于如何根據高中生的不同學習特點設計相應的教學方案。教師應結合物理知識的特點，幫助學生真正找到物理學習的突破口，并從合適的學習視角大膽思考、深入探索，以幫助學生嘗試用自己掌握的學習方法消化吸收物理知識，這樣才能讓學生在物理的學習過程中產生更濃厚的興趣，實現更好的學習效果。比如，在“運動的描述”這一章節教學中，教師應結合本單元四個主要小節，利用思維導圖幫助學生厘清學習的思路，使其掌握運動描述的基本要素，并讓學生通過案例探討“速度”與“加速度”的不同，以及同一運動過程中，加速度與速度的變化趨勢、極值點有什么聯系。

（三）結合物理知識應用靈活多變的特點，培養學生讀題審題能力

靈活多變是物理知識應用的顯著特點之一，即物理知識能夠通過生活化案例生動地體現出來。從初中物理“摩擦力”中的經典生活案例“自行車前輪與后輪摩擦力方向的不同”，到高中“自由落體運動”在生活中的多領域領用，都體現了物理知識應用靈活多變的特點。因而，高中物理教師在物理單元教學模式設計的過程中，應結合物理知識應用靈活多變的特點，創新性地引入生活化物理教學案例，并注重引導學生學會自主分析生活案例中應用的物理知識原理，這樣才能夠為學生快速解題指明方向[4]。這就要求教師在課堂教學的過程中既要把教材案例融入現實生活應用，又需要根據學生的課堂學習節奏靈活調整教學內容、方法，以確保學生物理學習的實效性。比如，在“力與平衡”這一單元的教學中，教師可以通過“汽車上坡”“引體向上”“拱橋平衡”等案例幫助學生分析其中涉及的“力的平衡”內容。

三、基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計的策略

（一）構建單元教學設計框架，為學生厘清學習思路

高中物理教師要深刻認識到單元教學的意義，針對不同的教學目標和教學內容設計一個物理學科單元教學框架，以便將單元教學的優勢充分發揮出來，在教學中充分體現物理學科知識之間的整體性、邏輯性和系統性。首先，教師需要分析教材單元教學任務，明確每一個單元具體的教學內容，以及單元和單元之間有什么聯系和區別，把緊密關聯的單元整合到一起進行教學。其次，在整合單元內容的過程中，還要注意符合單元的教學目標，這是因為教學目標引導著整個教學，如果偏離教學目標，無異于船迷失了前進的方向，導致教師不明白到底應該將學生帶往何處，且學生也會感到很迷茫。再次，將教學任務和教學目標規劃好了以后，教師需要找出教學中的重點和難點。明確重點和難點是教學中的關鍵一步，對于重點內容，教師在教學講解中要多花費一些課時詳細講解，讓學生掌握透徹；對于難點內容，教師要結合實際生活中的一些現象，直觀地向學生進行講解，化難為簡。最后，教師再輔以單元作業導引和單元學習總結評價，一個完整的教學框架就搭建完成了。當教師構建出完整的物理單元教學框架之后，再按照這個框架進行教學時，單元教學就會變得比較容易，教學效率也會提高。比如，在物理知識教學過程中，牛頓運動定律既是重點，又是難點，學生不易深入掌握。事實上，學生在生活中已經接觸到了運動定律的相關實例，但可能還不能理解，故教師在教學這一知識點時，就可先以實例為話題，再引出課堂知識點。這樣，學生可以在理解的過程中主動思考和探究，有利于提高其物理學科核心素養。

（二）科學設計單元教學課后作業，并進行有效評價

基于物理學科核心素養的高中物理單元教學過程離不開課后的作業布置，事實上，作業要基于課前預習、課中練習和課后復習三個教學環節進行協同設計，才能達到理想的效果。課前預習主要是讓學生提前熟悉新的知識點，同時明確對自身而言哪些是比較難懂的地方、哪些是比較容易掌握的地方，這樣上課時就有了聽課的重點。而課中練習就是在每節課后，教師針對本節課的內容檢驗學生的掌握情況，了解學生對這節課知識還有什么疑惑，并及時給予解答。課后復習則是學生在掌握課堂知識的基礎上，把所學的知識和之前已經學過的知識融會貫通，讓學過的知識連貫起來，成為一個整體，當需要的時候從腦海中隨時調取。對于學生作業，教師要認真批閱，并客觀、有針對性、有效地給出一定的評價。做作業、評價的目的不只是讓學生鞏固所學的知識，這是淺層次的，教師要在學生鞏固物理知識的基礎上再上一個臺階，即布置趣味性的實踐作業，讓學生在實踐中應用物理知識，形成發現并能獨立解決問題的思維品質，這正好符合物理學科核心素養的要求。比如，在“力的平衡”單元習題設計的過程中，教師可以把力的分解、合成融入同一個案例，這樣就能在一定程度上培養學生的物理知識應用意識[5]。

（三）及時進行單元教學反思，培養學生自主學習、勇于質疑的意識

要做好高中物理單元教學，就要找到物理知識和學科素養之間的平衡點，這兩者并不等同，但它們彼此聯系、相互依存、互相促進。在物理教學過程中，教師對兩者都要兼顧，不能厚此薄彼，既要讓學生很好地掌握物理學科知識，又要培養學生的學科綜合素養。一般來說，物理單元教學設計過程如下：一是分析單元教學任務；二是忠于單元教學目標；三是瞄準單元教學重難點；四是確定單元重點活動。按照這樣一個框架進行物理學科教學，學生在學到知識和掌握技能的同時，還培養了物理學科核心素養，這樣的單元教學模式就實現了學科教人、科學育人，完美達到了培養具有學科核心素養的高素質人才的目標。同時，基于物理學科核心素養的單元教學實施需要教師從不同角度評估物理課堂教學方案，這樣才能發揮出教學評價的作用，并讓教師養成及時進行教學反思的習慣，以達到素質教育目的[6]。比如，在“能源與可持續發展”這一單元教學中，教師可以通過多元化學習任務的設計，讓高中生通過不同的方式對本章知識進行高效串聯。同時，針對單元案例導入部分，教師可以根據學生獨自進行新能源開發資料的搜集結果科學反思課堂教學[7]。又如，在“能量的轉換與守恒”相關知識應用教學中，教師應與學生深入探討生活中能量守恒的案例，并鼓勵學生根據自己的理解大膽說出自己的觀點。這樣教師能夠根據學生的學習情況反思自己設計的單元教學方案的教學效果。即教師可反思教案中對于“機械能、內能、電能、化學能”等能量相互轉化的案例是否能夠讓學生真正理解，并根據學生課后學習任務的完成情況對本單元進行系統梳理。同時，教師要適時開展能量守恒主題教學活動，以激活學生的物理學習興趣，從而提高物理教學效率[8]。

（四）合理運用信息技術，打造生動有趣的單元教學課堂

信息技術在高中物理教學中應用有重要的作用。首先，教師可以借助信息技術將很多物理抽象知識以更生動形象的形式展示給學生，從而讓高中生在物理概念理解、原理體會方面更加深入。其次，信息技術能夠為學生的在線學習、遠程互動提供一個良好的平臺，即教師能夠通過移動客戶端為學生設計“微課式導學案”“在線互動物理教學慕課”，以豐富學生學習體驗。同時，教師可以運用信息化教學為高中生提供名校名師教學資源，以開闊學生的物理知識視野。此外，教師應在物理單元教學中科學運用信息化教學方式，促使學生形成自主學習的意識，并能夠利用信息技術高效學習[9]。比如，教師在講述“牛頓運動定律”時，可以利用多媒體為學生設計簡潔明了的牛頓運動定律知識導圖，并通過微課引導學生系統預習，從而為高效物理教學課堂的構建奠定基礎。

四、結語

基于物理學科核心素養的高中物理單元教學設計是素質教育的生動體現。因而教師應從培養高中生的物理思維入手，從教學案例的設計、課堂互動教學方式的優化等方面為學生營造濃厚的學習氛圍。同時，教師要根據學生的個性化學習特點，圍繞課本教材內容對每個物理單元進行系統分析，進而設計出生活化、互動式物理單元教學方案[10]。此外，教師要根據單元教學優化課后習題設計、教學評價體系，以全面提升學生的物理學科核心素養。

作者:張樹彧 單位:龍巖市高級中學