基于核心素養(yǎng)的單元設計實踐研究

陳剛　李滌非

摘 要：核心素養(yǎng)對教育提出了殷切的期望，而現(xiàn)階段著眼于課時的教學設計已不能滿足全面培養(yǎng)學生必備品格和關鍵能力的要求。如何在有限的課堂教學中更高效地完善學生的知識架構(gòu)和認知結(jié)構(gòu)，實施單元設計就顯得十分必要。本文以“如何學習物質(zhì)的形態(tài)和變化”為例，為單元設計提供一種思路。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；單元設計；物態(tài)變化

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2019）1-0030-7

1 問題的提出

隨著課程改革的不斷深入，教育聚焦于培養(yǎng)具有社會競爭力的人。教學設計作為教學的一個重要環(huán)節(jié)，直接引領課堂的走向。在教學活動開展之前，如何設計有序、高效的教學方案，如何合理安排教學各要素，是物理教學一直以來討論的焦點。現(xiàn)階段大部分教學著眼于課時的教學設計和具體任務，重視學生單個知識點的掌握，容易造成學生知識結(jié)構(gòu)碎片化和認知結(jié)構(gòu)不完整，使學生在解決實際問題時難以綜合運用所學知識形成邏輯完整的方案。同時，本市近年來的測試也多次反映出學生知識結(jié)構(gòu)化程度有待提高?；诖?，本文從單元的角度對“物質(zhì)的形態(tài)和變化”這部分內(nèi)容進行設計，嘗試從小處以問題鏈貫穿整體，從大處設計以問題為主題并且結(jié)構(gòu)完整的方案，開展相應的教學措施，并對此次教學行為進行評估。

2 單元設計的內(nèi)涵

2.1 單元

單元不是指單純的學習內(nèi)容，而是包含課程單位和學習單位，是基于一定目標與主題所構(gòu)成的教材與經(jīng)驗的模塊、單位。初中物理教學中的單元，應包含“學習內(nèi)容、學習目標、學習方法、學習評價”等要素。

2.2 單元設計

單元設計基于課程標準，以物理核心素養(yǎng)為背景，策劃出基于一定目標和主題而展開探究的活動。單元設計是課時計劃的指引，是“核心素養(yǎng)、課程標準、單元設計、課時計劃”鏈環(huán)中的中觀層面的設計，設計重點是“目標的設計、方法的設計與評價”。

3 以“如何學習物質(zhì)的形態(tài)和變化”為例的單元設計的實踐研究

3.1 課標解讀

本單元在知識體系上屬于熱學知識。熱學知識依據(jù)初中教材可被分解成：物質(zhì)的形態(tài)和變化（后文簡稱“物態(tài)變化”）、分子動理論、內(nèi)能、比熱容和熱機等若干個學習單元?！拔飸B(tài)變化”單元內(nèi)容相對簡單，物理現(xiàn)象直觀明顯，與日常生活聯(lián)系緊密，所以建議優(yōu)先安排，這符合學生“由淺入深，從宏觀到微觀”的認知特點。在課程標準的“科學內(nèi)容”中，本單元是初中物理核心概念“物質(zhì)”的重要組成部分，對物態(tài)變化相關現(xiàn)象和規(guī)律的探究學習，是學生認知其他熱學理論的基礎。

本單元實施的關鍵在于引導學生細心觀察生活中的熱現(xiàn)象，動手實驗，使學生在切身體驗中思考，引導學生在探究物態(tài)隨溫度的變化、理解物態(tài)變化與吸放熱的關系，經(jīng)歷重要的科學思維過程，從而建立起科學的物質(zhì)觀念。

2011版《義務教育物理課程標準》要求：（1）能描述固、液、氣三種物態(tài)的基本特征，能列舉自然界和生活中的不同狀態(tài)的物質(zhì)和應用。（2）能說出生活環(huán)境中常見的溫度值，了解液體溫度計的工作原理，會測量溫度，嘗試對環(huán)境溫度問題發(fā)表自己的見解。（3）經(jīng)歷物態(tài)變化的實驗探究過程，知道物質(zhì)的沸點、熔點和凝固點，了解物態(tài)變化過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象。能用物態(tài)變化知識說明自然界和生活中的有關現(xiàn)象。（4）能用水的三態(tài)變化說明自然界中的一些水循環(huán)現(xiàn)象，有關心環(huán)境和節(jié)約用水的意識。

3.2 教材結(jié)構(gòu)與學情分析

為了研究熱現(xiàn)象，蘇科版初中物理教材（后文簡稱“教材”）以最日常的“水”為載體，讓學生通過觀察不同溫度下水的形態(tài)，感受水的三種形態(tài)的差異，而后舉例說明，引出物質(zhì)都有三種狀態(tài)，讓學生初步了解物質(zhì)世界的固、液、氣三態(tài)。

冬天的氣溫低，水會結(jié)冰，說明物態(tài)是會變化的，同時物態(tài)變化又與溫度密切相關，物理學上是用溫度表示物體的冷熱程度，用溫度計測量溫度。教材通過“學生實驗”引出溫度計的使用方法和注意事項。學生很熟悉溫度這個概念，但缺乏深入了解，更缺少研究溫度的變化對人類生活的影響。教材通過“生活·物理·社會”這個欄目，介紹了“溫室效應”與“熱島效應”，引發(fā)學生對周邊環(huán)境問題的思考。

教材沒有按“固—液—氣”的順序組織教學內(nèi)容，而是從生活中最常見的汽化現(xiàn)象出發(fā)，先探究蒸發(fā)、沸騰，再探究液化，接著介紹熔化和凝固以及升華和凝華。避免了一開始就涉及晶體和非晶體這兩個概念，降低探究難度。在完成對各種物態(tài)變化的探究后，重新回到導圖所創(chuàng)設的水循環(huán)的情景中，引導學生綜合應用水的三態(tài)變化知識說明自然界中的水循環(huán)現(xiàn)象，并對水資源的開發(fā)、利用和保護展開進一步探討，確立節(jié)約用水和環(huán)境保護的意識。

“綜合實踐活動”提供了用電冰箱探究物態(tài)變化的課題，通過與學生日常生活聯(lián)系緊密的活動，既引導學生動手實踐，提高他們的實驗操作技能，又增強了學生利用熱學知識解決實際物理問題的意識，提高了他們分析和解決實際問題的關鍵能力。

3.3 單元目標分析與教學任務

依據(jù)《義務教育物理課程標準》的要求，擬定了本單元核心素養(yǎng)培育圖譜，如表1所示。

“單元設計”的基本思路在技術(shù)性層面上的三個重心包含目標的設計、方法的設計和評價的設計。方法設計旨在回答“怎樣實現(xiàn)目標”，其關鍵是知識結(jié)構(gòu)和教學方式的設計。從建構(gòu)主義學習來看，教學方式應該側(cè)重于思考性、研究性，使學生在情境、協(xié)同、支架、任務、展示、反思下自主生成?；诖耍拔飸B(tài)變化”單元教學任務設計及相應設計意圖如圖1所示。

3.4 課時計劃與教學資源配置

單元需要整體規(guī)劃，目標要逐步實現(xiàn)，物理核心素養(yǎng)的四個方面需要在各課時中逐個突出，所以，課時計劃是課程實施的關鍵。同時，課時計劃又是單元設計的具體形式。為此，從學生的認知特點出發(fā)，整合教學資源，基于核心素養(yǎng)采用不同的教學策略，設計了本單元的六個課時。

課時1：物質(zhì)的三態(tài)，溫度。

課時2：汽化。

課時3：液化。

課時4：熔化和凝固。

課時5：升華和凝華。

課時6：水循環(huán)及綜合實踐活動。

限于篇幅，本文暫以第1課時為例，其設計流程如圖2所示。

3.5 學習評價設計

單元評價要注重運用形成性評價，以反饋調(diào)控和改進完善學習行為為主要目的，對學生學習過程（學習過程中的表現(xiàn)，反映出的情感、態(tài)度、策略等方面的發(fā)展）進行評價，注重評價結(jié)果對學生和教師的反饋，使學與教在經(jīng)常性的測評、反饋、修正和改進過程中趨于完善。為了提高評價內(nèi)容的效度，分課時設置課時評價量表，編寫單元測試卷前制定雙向細目表，還可根據(jù)具體課程內(nèi)容設置單元自我評價表。

3.5.1 課時評價量規(guī)

評價的指標主要涉及學生在學習過程中的一些具體行為，例如，課前預習、課堂聽講、問題回答、活動參與、實驗操作等要素。在編入學案時，可依據(jù)每課時的內(nèi)容，適當更換一些評價項目或改變評價方式。一般來講，課時評價量表以“學生自我評價”為主，涉及重要的探究活動則加入“同學互評”和“教師評價”。以本單元第2課時“汽化”為例，設計評價標準如表2所示。

3.5.2 單元形成性測試

目前，考試仍是實現(xiàn)教育測量與評價的重要手段，仍是檢驗學生學習效果和教師教學效果的重要方式。單元形成性測試卷應有較高的效度、信度，較好的考試區(qū)分度，合適的考試難度和盡可能寬的知識覆蓋率等。命題的關鍵就在于科學合理地控制上述指標，使各個指標在最優(yōu)區(qū)間之內(nèi)。單元形成性測試的對象是全體學生，目的是衡量學生對《義務教育物理課程標準》所要求的本單元目標，包括基礎知識、基本技能、基本方法和基本態(tài)度等方面的掌握情況?？荚嚨哪康牟皇钦鐒e和選拔，而是“達標”。要通過單元形成性測試，促進教師在單元教學中面向全體學生落實新課程理念，改進教學方法和學習方法，減輕學生過重的課業(yè)負擔，有利于學生必備品格、關鍵能力的培養(yǎng)與發(fā)展。

單元形成性測試卷命制的原則就是基于《義務教育物理課程標準》，指向核心素養(yǎng)，所以在命題前，先要制定“雙向細目表”，整體規(guī)劃試卷的內(nèi)容、題型、難度、認知水平目標等?！半p向細目表”是科學規(guī)范命制試題的基礎和保證。本單元形成性測試卷“雙向細目表”如表3所示。

3.5.3 單元自我評價

單元教學中，教師應積極關注學生的主體意識，引導學生開展單元自我評價，調(diào)動學生作為學習主體的積極性，改善學生對學習過程的責任意識，及時強化學生對單元學習重點和難點的掌握。學生的自我評價是在教師的指導下，通過對自己在學習過程中的各種表現(xiàn)進行自我認識、自我分析，從而達到自我提高的目的。它不僅僅是學生對自己學習成績的評價，而且是對自己學習過程的評價，是對學習狀態(tài)的反思。“物態(tài)變化”單元自我評價表如表4所示。

4 教學建議

本研究探討了一種單元設計指導下的教學模式，期望通過本研究對教學一線的同行提供一些參考。

4.1 基于課程標準，指向核心素養(yǎng)

認真學習課程標準，著力落實基于課程標準指向?qū)W科核心素養(yǎng)的教學。了解新課程改革六個方面的目標，即改革課程的功能、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實施、評價和管理。理解課程改革的五大理念：（1）面向全體學生，提高學生的科學素養(yǎng)。（2）從生活走向物理，從物理走向社會。（3）注意學科滲透，關心科技發(fā)展。（4）提倡教學方式多樣化，注重科學探究。（5）注重評價改革導向，促進學生發(fā)展。在課堂教學中注意教學內(nèi)容選取的廣度和深度，理解課程標準中過程性要求與終結(jié)性要求的區(qū)別。

4.2 研讀教材，重視基礎

教學必須以教材作為根本，只有精研教材，理解教材的編寫意圖，才能上出有質(zhì)量的課，才能讓學生充分體驗學習物理的意義，激發(fā)學生的學習興趣。尤其是在單元復習過程中，若脫離教材，不把基本知識、基本技能夯實，而讓學生沉浸在繁重的題海之中，不僅增加了學生的學習負擔，也容易扼殺學生的學習興趣，不利于學生的全面發(fā)展。教師應注意教材修訂前后的變化，切實提高學習效度、教學效率。

4.3 注重實驗，加強探究

實驗是物理的基礎，它應該貫穿于物理教學的各個環(huán)節(jié)；探究是重要的學習方式，它是提高學生科學素養(yǎng)的一種有效的途徑。教師要切實轉(zhuǎn)變教學理念，在教學中應注重情境創(chuàng)設，加強科學探究，盡可能為學生創(chuàng)設條件去做實驗，讓學生參與到活動中去，體驗過程，感受樂趣。探究活動并不是讓學生按部就班地進行實驗、驗證結(jié)果，而是在教師的引導下，在一定的情境中，讓學生自主發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，只有給予學生充分交流合作的機會，才能明白探究問題的本質(zhì)，得到深刻的探究體驗，理解物理概念及規(guī)律，培養(yǎng)良好的科學探究意識和實踐創(chuàng)新能力。

4.4 設計問題鏈，知識結(jié)構(gòu)化

問題是思維的源泉，恰到好處的問題能夠提高學生的學習效率?！皢栴}鏈”則是在精心設計問題的基礎上，以問題為線索，以學生知識的結(jié)構(gòu)化和思維的發(fā)展為目的，將各部分內(nèi)容連在一起，形成一串情境，甚至可以首尾呼應形成一圈閉合的情境鏈。問題鏈的設計應具有層次性，應面向全體學生，既有廣度又有深度，使不同層次的學生都能在自己的最近發(fā)展區(qū)學到知識。同時，問題鏈的設計應具有呼應性，怎樣從上面的知識或問題出發(fā)再深入提問，怎樣提問才能引導學生進入下一個探究的內(nèi)容，都是需要好好思考的。好的問題鏈不僅能夠使課時更高效，也能增強學生知識的結(jié)構(gòu)化程度，是一門教學藝術(shù)。

5 結(jié)束語

在核心素養(yǎng)的背景下，本研究在單元設計的視角下對蘇科版八年級物理《物態(tài)變化》一章進行了理論層面的探討，將單元設計的思想融入到物理教學中具有很大的現(xiàn)實意義。由于多方面因素的限制，實踐部分并沒有深入探討，后面還可以從此環(huán)節(jié)進行探索。應用本模式需要精心設計兩部分：一是問題鏈，二是評價。

參考文獻：

[1]鐘啟泉.單元設計：撬動課堂轉(zhuǎn)型的一個支點[J].教育發(fā)展研究，2015（24）：1-5.

[2]陳彩虹，趙琴，汪茂華，等.基于核心素養(yǎng)的單元教學設計——全國第十屆有效教學理論與實踐研討會綜述[J].全球教育展望，2016（1）：121-128.

[3]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

（欄目編輯 鄧 磊）