單元教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中的“教學(xué)問(wèn)題鏈”設(shè)計(jì)
——以上?？茖W(xué)技術(shù)出版社《物理·必修》(第三冊(cè))靜電場(chǎng)單元為例

陳琪琪

(上海市黃浦區(qū)教育學(xué)院 上海 200023)

1 概念的界定

單元：?jiǎn)卧钦w中相對(duì)獨(dú)立且自成體系的組成部分．教學(xué)中的單元一般是指依據(jù)課標(biāo)，按照學(xué)科知識(shí)的邏輯、學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律，對(duì)內(nèi)在聯(lián)系比較密切的若干學(xué)習(xí)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)化組織而形成的學(xué)習(xí)單元[1]．

單元教學(xué)設(shè)計(jì)：?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)更注重對(duì)單元教學(xué)內(nèi)容的整體性設(shè)計(jì)．單元教學(xué)設(shè)計(jì)是指以一個(gè)單元學(xué)習(xí)內(nèi)容為整體，統(tǒng)籌、規(guī)劃既能統(tǒng)攬單元教學(xué)的全局，又能夠按步驟有序地開(kāi)展的系列教學(xué)活動(dòng)，以取得最佳的教學(xué)成效[2]．

教學(xué)問(wèn)題鏈：教學(xué)問(wèn)題鏈?zhǔn)侵附處熢诮虒W(xué)中的單元內(nèi)，按照課程標(biāo)準(zhǔn)和單元教學(xué)的目標(biāo)，針對(duì)所需培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)，將學(xué)習(xí)的內(nèi)容和學(xué)生可能產(chǎn)生的疑問(wèn)，把教材內(nèi)容有序設(shè)計(jì)成一系列的教學(xué)問(wèn)題，一般每小節(jié)內(nèi)容又可以由2個(gè)及其以上的問(wèn)題串聯(lián)成一個(gè)有層次的問(wèn)題組稱(chēng)為教學(xué)問(wèn)題鏈．

2 “靜電場(chǎng)”單元教學(xué)設(shè)計(jì)中“教學(xué)問(wèn)題鏈”的設(shè)計(jì)

2.1 基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)確定單元教學(xué)的內(nèi)容和目標(biāo)

教師應(yīng)根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)課程標(biāo)準(zhǔn))的基本理念、課程目標(biāo)和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況，創(chuàng)造性地開(kāi)展教學(xué)工作，將物理學(xué)科的 “物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任” 4個(gè)方面核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于物理單元教學(xué)活動(dòng)的全過(guò)程．

(1)“靜電場(chǎng)”單元教材分析

“靜電場(chǎng)”單元是開(kāi)始高中電磁學(xué)的第一章，是學(xué)習(xí)其他電磁學(xué)知識(shí)的重要基礎(chǔ)．靜電場(chǎng)知識(shí)在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，基于生活和已有知識(shí)形成了大量經(jīng)驗(yàn)情境，可強(qiáng)化物理學(xué)跟生活、社會(huì)的聯(lián)系有助于提升科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng)．在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中要特別重視情境的創(chuàng)設(shè)以及概念和規(guī)律的形成過(guò)程．本單元內(nèi)容的知識(shí)綜合性強(qiáng)，需要與力學(xué)知識(shí)相互聯(lián)系，教學(xué)中應(yīng)注意復(fù)習(xí)必要的力學(xué)知識(shí)．學(xué)習(xí)中所涉及的模型建構(gòu)、類(lèi)比、微小力放大、比值法等思想方法，能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的思路、發(fā)展科學(xué)思維的能力．

本單元內(nèi)容是后續(xù)電路及其應(yīng)用、電磁場(chǎng)與電磁波初步的知識(shí)和技能基礎(chǔ)，而且在后續(xù)的選擇性必修教材中也不會(huì)再學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)內(nèi)容．在本單元的學(xué)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注提升物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念和能量觀念，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建物理模型解釋現(xiàn)象的科學(xué)思維與基于事實(shí)證據(jù)進(jìn)行科學(xué)推理的核心素養(yǎng)．

(2)“靜電場(chǎng)”單元目標(biāo)分析

單元知識(shí)目標(biāo):

本單元的學(xué)習(xí)涉及點(diǎn)電荷、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力、電勢(shì)能、電勢(shì)、電容等概念，會(huì)從多視角描述電場(chǎng)的特性，解釋相關(guān)的靜電現(xiàn)象．

1)了解靜電現(xiàn)象，能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識(shí)分析靜電現(xiàn)象．

2)知道點(diǎn)電荷模型．理解兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律，體會(huì)探究庫(kù)侖定律過(guò)程中的科學(xué)思想和方法.

3)知道電場(chǎng)是電荷周?chē)臻g存在的一種物質(zhì)．能利用電場(chǎng)線(xiàn)描述電場(chǎng).

4)理解電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差和電容的概念，進(jìn)一步感受運(yùn)用類(lèi)比、比值等方法定義新物理量的方法.

5)知道勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．能夠分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象.

6)了解電容器的充、放電現(xiàn)象，能夠舉例說(shuō)明電容器的應(yīng)用.

7)了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防范．

單元核心素養(yǎng)目標(biāo):

本單元的學(xué)習(xí)有助于提升物質(zhì)、相互作用和能量的觀念．

2.2 “單元教學(xué)問(wèn)題鏈”和“節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈”的設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)具有思維層次和階梯遞進(jìn)式的“單元教學(xué)問(wèn)題鏈”

根據(jù)單元教學(xué)設(shè)計(jì)確定的單元教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，設(shè)計(jì)一個(gè)具有全局意識(shí)的單元教學(xué)問(wèn)題鏈．單元教學(xué)問(wèn)題鏈與節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈的關(guān)系好比電路中 “干路”與“支路”的關(guān)系，單元教學(xué)問(wèn)題鏈解決的是單元最核心、最關(guān)鍵的問(wèn)題，好比電路中的“干路”．而單元又是由教材單元中的每一小節(jié)組成，逐步達(dá)成培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)，節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈解決的是每小節(jié)中一個(gè)個(gè)基本問(wèn)題，好比電路中的“支路”，彼此聯(lián)系形成一個(gè)不可分割的單元整體．

我們還是以“靜電場(chǎng)”單元為例進(jìn)行說(shuō)明．首先確定一個(gè)單元要解決的核心問(wèn)題，即“如何描述靜電場(chǎng)？”其次根據(jù)單元的邏輯關(guān)系，在核心問(wèn)題之下設(shè)計(jì)了5個(gè)一級(jí)問(wèn)題，包含：“什么是靜電現(xiàn)象？”“如何定量探究電荷間相互作用的規(guī)律？”“電荷間相互作用如何傳遞？”“如何分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)？”“如何貯存電荷和電能？”最后在一級(jí)問(wèn)題下再展開(kāi)，根據(jù)學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)情，設(shè)計(jì)一系列由淺入深具有思維層次和階梯遞進(jìn)式的二級(jí)問(wèn)題.核心問(wèn)題及一級(jí)問(wèn)題設(shè)置如圖1所示，一級(jí)問(wèn)題展開(kāi)如圖2所示．

圖1 核心問(wèn)題及一級(jí)問(wèn)題

圖2 “靜電場(chǎng)”單元教學(xué)問(wèn)題鏈

(2)基于真實(shí)的情境設(shè)計(jì)“節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈”

課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念之一就是注重體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)[3]．學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念之前，基于生活已有的知識(shí)，形成了大量的經(jīng)驗(yàn)情境，這是構(gòu)建新的物理概念的基礎(chǔ)．問(wèn)題與情境經(jīng)常是彼此聯(lián)系的，且問(wèn)題往往產(chǎn)生于真實(shí)的生活場(chǎng)景中．故每小節(jié)的節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈(圖3)的問(wèn)題1均源自于生活中真實(shí)的情境，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．通過(guò)教材的試教試用活動(dòng)，明顯地感受到本次課改的教材繼續(xù)發(fā)揚(yáng)上海二期課改特色，注重探究式學(xué)習(xí)方式及數(shù)字化信息技術(shù)與物理課程的整合．

圖3 “靜電場(chǎng)”節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈

在單元問(wèn)題鏈的基礎(chǔ)上，對(duì)“靜電場(chǎng)”的節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：第一節(jié)“靜電現(xiàn)象 電荷”是由生活中常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象，提出問(wèn)題，“靜電是如何產(chǎn)生的？”第二節(jié)“電荷的相互作用 庫(kù)侖定律”是由用手捋過(guò)的塑料繩細(xì)絲因靜電力作用相互排斥的情境，提出問(wèn)題，“靜電力的大小由哪些因素決定？”第三節(jié)“電場(chǎng)力 電場(chǎng)強(qiáng)度”是由上海科技館內(nèi)“怒發(fā)沖冠”項(xiàng)目使長(zhǎng)發(fā)女士的頭發(fā)張開(kāi)的情境，提出，“電荷間的相互作用如何傳遞？”第四節(jié)“電勢(shì)能 電勢(shì)”是由自然現(xiàn)象中閃電所釋放的電勢(shì)能，提出，“什么是電勢(shì)能？”第五節(jié)“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”是由北京正負(fù)離子對(duì)撞機(jī)作為高能加速器在各應(yīng)用研究領(lǐng)域的作用，提出，“電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)之差與電場(chǎng)力做功有何關(guān)系？”第六節(jié)“電容 電容器”是由上海11路超級(jí)電容車(chē)行駛所需的電能貯存在電容器中，提出，“什么是電容器？”第七節(jié)“靜電的利用與防范”是在生產(chǎn)和生活中，利用靜電進(jìn)行靜電除塵、靜電噴霧、靜電復(fù)印等情境，提出，“如何利用靜電？”

要構(gòu)建新的物理概念，必須在真實(shí)情境的基礎(chǔ)上對(duì)所觀察的現(xiàn)象進(jìn)行重新加工，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本質(zhì)特征，在“概念”和“抽象”的思維加工過(guò)程中完成對(duì)新物理概念的構(gòu)建．由上述“靜電場(chǎng)”單元7個(gè)小節(jié)的節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈中問(wèn)題1的提出方式，可見(jiàn)上科版《物理·必修》(第三冊(cè))靜電場(chǎng)單元強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境中通過(guò)探究形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，較好地體現(xiàn)了育人的功能．

3 單元教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施“教學(xué)問(wèn)題鏈”后的反思

在筆者所曾任教的上海市大同中學(xué)進(jìn)行了上海高中物理非統(tǒng)編教材《物理·必修》(第三冊(cè))“靜電場(chǎng)”章節(jié)的審讀試教活動(dòng)(第六節(jié)“電容 電容器”在上海市延安中學(xué)進(jìn)行了試教試用)，筆者通過(guò)單元教學(xué)設(shè)計(jì)的“單元教學(xué)問(wèn)題鏈”和“節(jié)教學(xué)問(wèn)題鏈”實(shí)施課堂教學(xué)后，激發(fā)了部分學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的沖動(dòng)與興趣，但也發(fā)現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力是有高低的．解決問(wèn)題能力的差距往往取決于學(xué)生將問(wèn)題情境與知識(shí)相聯(lián)系的水平，能否把情境中所隱含的物理內(nèi)容發(fā)掘出來(lái)，能否把問(wèn)題中的實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的物理模型，這都需要在平時(shí)教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)高質(zhì)量的“教學(xué)問(wèn)題鏈”來(lái)引導(dǎo)．怎樣更加高效能地促進(jìn)學(xué)生物理觀念的形成，怎樣發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力，在物理教學(xué)的整個(gè)過(guò)程中如何滲透科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，如何重視培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等，這些問(wèn)題都需要廣大一線(xiàn)教師的智慧與實(shí)踐，新課標(biāo)、新教材，課堂轉(zhuǎn)型我們永遠(yuǎn)在路上．