基于核心素養(yǎng)的初中物理單元教學設計

趙安霖

【摘要】物理學科是幫助學生客觀認識世界、研究物質(zhì)及物質(zhì)運動、培育科學思維能力、構筑科學探究意識和態(tài)度責任的學科.初中階段的物理教學擔負著物理學啟蒙和基礎知識、基礎思維、基礎觀念鋪墊的教學任務，需要厘清初中物理的教學目標，優(yōu)化教學結構，采用有效方法，以提高初中物理教學的有效性，為學生學習物理學奠定基礎，構筑社會生存發(fā)展必備的能力素養(yǎng).本文從物理學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵出發(fā)，以單元教學為主要結構設計，探究初中物理單元教學設計的核心關照以及單元教學設計的有效方法，以充分發(fā)揮物理學科對學生的啟蒙和培育作用.

【關鍵詞】核心素養(yǎng)；初中物理；單元教學

初中物理教材內(nèi)容以單元結構為基本整合方式，每一個單元都有一個核心主題，需要學生通過學習探究和實踐探索來構建這一主題之下的系列知識內(nèi)容，并完成這些知識內(nèi)容的整合與應用，從而構筑物理觀念、發(fā)展科學思維、提升探究能力、認識科學本質(zhì).基于初中物理學科的教材設計結構和教學總體特征，教師需要從單元教學的角度出發(fā)，進行教學設計，尋找初中物理單元教學設計的有效方法.

1 基于核心素養(yǎng)的初中物理單元教學設計核心關照

1.1 構筑物理學科觀念

探究初中物理單元教學設計的核心關照，也就是探究初中物理單元教學設計的核心目標.基于物理學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵，首先應該關照的就是學生物理觀念的養(yǎng)成.物理學是唯物主義思想下的實用學科，是研究物質(zhì)存在的一門科學分科.既是一門科學分科，必定要構筑科學的理念，在科學理念的前提下來開展所有的物理學活動.這一科學的理念對應在物理學科范疇中，則表現(xiàn)為“物理觀念”.所謂科學的物理觀念，涵蓋了對物理相關知識的認知基礎觀念和對物理現(xiàn)象、物理問題等解釋、處理的基本意識觀念.因此，構筑學生的物理學科觀念，必須要引導學生認識物質(zhì)、運動、能量、力等物理學概念和知識，構筑物質(zhì)觀念、運動觀念、能量觀念、作用力觀念等基本認知.然后，需要培養(yǎng)學生運用物理觀念來解釋物理現(xiàn)象、分析物理問題、描述物理運動的意識和能力.

1.2 強化科學思維方法

物理學是科學的分科，初中物理也是學生科學思維啟蒙的重要載體.通過探究物質(zhì)、認識物質(zhì)運動、探索物質(zhì)能量、研究物質(zhì)之間的相互作用力，能夠讓學生構筑科學的物理觀念，來解釋自然界的一切現(xiàn)象和問題，具備科學分析和決策的能力.同時，面對復雜的物理問題，也需要具備科學的思維方法，來探究、論證、建模和推理.也就是能夠從實際生活中抽象出物理學的結構模型，用物理學的既定知識來解釋現(xiàn)象發(fā)生的過程和原理，將現(xiàn)實架構在物理模型上處理問題，讓現(xiàn)實問題以科學的方式轉(zhuǎn)化為物理學范疇的問題，從而用物理學的知識和理念加以處理.在這個過程中，需要學生構建科學質(zhì)疑、科學推理、科學論證的能力.能夠通過科學的思維和方法，如物理實驗、對照實驗等方法，來尋找規(guī)律、總結結論，論證觀點、驗證猜想.

1.3 注重問題探究意識

在單元教學的大背景之下，要統(tǒng)籌單元知識點，需要堅持“問題導向”的設計觀念，引導學生以提出物理問題、探究物理問題、解決物理問題為核心，從而培養(yǎng)學生的問題意識，強化學生的探究能力，發(fā)展學生的科學思維.問題導向的單元教學，應以單元主題為總綱，以知識結構為出發(fā)點，以課程目標為參考，來設計問題，突出問題、問題結論、知識點之間的關聯(lián)性，實現(xiàn)問題結論即是知識點，知識點又導出新問題的連接結構，增強單元教學的結構連貫性，發(fā)展學生的邏輯思維，引導學生在問題探索中持續(xù)總結知識、持續(xù)發(fā)現(xiàn)問題、持續(xù)具備探究意識和探究興趣，從而實現(xiàn)以課程本身來鞏固學生問題探究意識培育的效果.

此外，學生問題探究能力的養(yǎng)成包含了諸多方面，如，培養(yǎng)學生觀察、發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑、猜想、假設的能力；培養(yǎng)學生設計方案、調(diào)查實驗、整理數(shù)據(jù)、分析論證的能力；培養(yǎng)學生描述問題、解釋證明結論、推測變化趨勢、評價評估證據(jù)的能力；培養(yǎng)學生表達交流、反思歸納、總結評價、回顧過程、提出意見和建議的能力.

1.4 培養(yǎng)科學實踐態(tài)度

構筑科學的物理觀念、掌握學科思維方法、具備科學探究意識，是構筑科學實踐態(tài)度的基礎.科學是人類智慧的高級成果，任何智慧的高級成果如果不加以科學地處理和對待，必然會產(chǎn)生戕害效應，給人類生存發(fā)展帶來不幸.

學習物理學，必須要讓學生構筑科學的態(tài)度和負責的意識，能夠本著造福社會、造福人類的初衷來學習物理、應用物理，謹慎、正確、負責地看待物理知識、開展物理實驗、對待物理實踐，提高學生的責任感和使命感.同時，也要引導學生關注社會發(fā)展中物理學的應用，關心物理學領域?qū)τ诋斀袷澜绲母脑焐?，以及人類未能理解的物理現(xiàn)象、未能處理的物理問題，構筑物理學科的拓寬視野，認識到人類知識的局限性，時刻懷揣科學探究的謙虛態(tài)度，立志學好物理，在物理學領域向人類的未知而探索.

最為重要的是，要通過科學實踐態(tài)度的培養(yǎng)，引導學生關注生活實踐，能夠?qū)⑽锢韺W的知識在生活中加以運用，方便生活，提高物理實踐能力，收獲實踐應用經(jīng)驗，強化科學實踐意識.

2 基于核心素養(yǎng)的初中物理單元教學設計有效方法

2.1 梳理知識結構，劃分主題單元

培養(yǎng)物理觀念，需要構筑學生的物理知識基礎結構.因此，在單元教學設計中，我們首先要梳理教材中的知識點，架構知識體系，形成環(huán)環(huán)相扣、層層縱深的知識結構，在學生的認知空白上逐漸添磚增瓦，實現(xiàn)知識技能與思維方法的同步提升.人教版初中物理教材的內(nèi)容編排相對合理且邏輯縝密.

例如 八年級上冊的教材中，由“機械運動”引入物理學觀念，引導學生認識物質(zhì)的運動形態(tài)，在認識物質(zhì)運動的基礎上，逐步拓展向“聲現(xiàn)象”“物態(tài)變化”“光現(xiàn)象”等微觀或不可見的物質(zhì)運動形態(tài)，在本質(zhì)上一脈相承，是由小單元導向大概念的關鍵.因此，可以將“機械運動”“聲現(xiàn)象”“物態(tài)變化”“光現(xiàn)象”四個小單元作為一個大概念單元來進行處理.引導學生理解物質(zhì)界的機械運動、聲波運動、物態(tài)運動、光波運動等形式，逐步超脫學生對物質(zhì)運動的直觀理解，向不可見的或微觀的物理世界去探尋，構筑學生的物理學運動觀念，并對物質(zhì)的不同運動做出歸納和區(qū)分，厘清不同運動形態(tài)的關鍵要素，掌握研究不同運動形態(tài)的方法和思路.在物質(zhì)運動的大概念主題單元中，要培育學生一種“運動觀念”，讓學生動態(tài)地看待事物，如此才能找見物理現(xiàn)象背后的作用本源，才能促進科學探究思維和能力的發(fā)生與發(fā)展.

2.2 匹配課程目標，選擇模式方法

根據(jù)不同的單元教學內(nèi)容和教學目標，要選擇適宜的教學方法，從而讓學生更清晰、透徹地理解物理觀念、構建物理基礎、發(fā)散思維方法、構筑探究能力、形成科學素養(yǎng).

例如 在“物質(zhì)運動”的大概念單元教學結構中，要引導學生學習“光現(xiàn)象”這一核心模塊，掌握光的傳播、反射、折射、色散等原理，培育科學探究的思維和方法，可以從“平面鏡成像”的物理現(xiàn)象入手，激發(fā)學生探究成像原理的興趣，采用“實驗探究法”，引導學生從“光照下平面鏡成像現(xiàn)象”和“無光照下無法成像的現(xiàn)象”中，窺見“平面鏡成像”的關鍵要素，那就是“光”.通過實驗探究，確定了光的要素，進而引導學生探索“光是如何實現(xiàn)平面鏡成像”的這個核心問題.然后繼續(xù)發(fā)揮科學探究思維，進一步探索“光”這個物質(zhì).從探究中，理解光的結構，認識光波的傳播形態(tài)，了解光的直線傳播的特征.進而意識到，既然平面鏡可以成像，那么光波在直線傳播中必然發(fā)生了路徑的改變.光波究竟是如何在平面鏡上發(fā)生傳播路徑的改變的，這個過程究竟是怎樣的，便可以引導學生根據(jù)平面鏡的成像進行猜想，并通過觀察一組實驗來驗證猜想，總結結論，得出光的反射原理，從而理解平面鏡的成像原理.然后，可以在不同角度觀察平面鏡中的成像，以驗證光的反射原理，深刻理解光的反射原理.在揭示了平面鏡成像的原理之后，又可以拓展出生活中不同于平面鏡的光傳播現(xiàn)象，如“水中鉛筆的錯位”“水霧下的彩虹”等.接著再在“光沿直線傳播”的認知基礎上，持續(xù)探究光的折射、色散現(xiàn)象，從而將“光波”的常見運動形態(tài)研究透徹.

2.3 設計單元活動，開展學習實踐

單元活動是教學探究活動的升級，也是拓展，更是反復踐行學生科學探究意識和思維方法技能的有效途徑.單元活動常常以“小組合作學習”的模式組織開展，通常立足于某一學習主題，布置若干學習任務，或是建立“項目”，引導學生合作學習探究，完成與主題單元相關的學習實踐.在學習實踐中，教師要求學生做好過程記錄和評價反思，以保障學習過程的有效性；此外，教師也要求學生做好單元活動的成果匯報，以保障學習結果的有效性.

例如 在物質(zhì)運動的大概念學習之上，引導學生就“凸透鏡的成像”展開項目式探究活動，結合對光的研究方法和結論，來研究凸透鏡的成像，完成自主學習實踐，在光波的認知基礎和研究基礎上進行拓展和實踐，達成拓展提升和實踐鞏固的學習效果.

2.4 優(yōu)化單元作業(yè)，落實多元評價

在大概念單元中，教師將教學內(nèi)容分成小單元，在小單元中，又將教學分為連貫的幾個部分，形成了大單元平行、小單元連貫的教學結構體系.因此，基于課堂學習的作業(yè)設計也要依照這一結構來進行安排.這意味著，教師需要在作業(yè)設計中強調(diào)當天所學的內(nèi)容，也要引導學生關注小單元的整體結構，同時也要深化大單元的總體概念，在作業(yè)設計中凸顯單元教學的結構，引導學生時刻關注大單元學習的連貫性和結構性，避免知識結構體系的碎片化和分散化，有機結合知識點，凝結成系統(tǒng)的知識體系，助力物理觀念的良好形成.

此外，更要關注單元作業(yè)評價，要盡量豐富作業(yè)評價的主體，注重作業(yè)實踐的過程性，落實對學生科學思維、探究能力、問題意識、負責態(tài)度的培養(yǎng)目標要求.在評價中，需要學生自主參與評價，參照目標要求，多維度地闡述自己的學習情況，思考不足之處，提出問題，請教方法.也需要教師根據(jù)學生反饋的學情信息，為學生提供有效指導和指引，同時做好單元教學后續(xù)的決策，實現(xiàn)查漏補缺，做到有所側(cè)重，提高單元教學的整體效果和效率.

3 結語

綜上所述，初中物理要堅守核心素養(yǎng)培育任務，注重教材中各部分知識的關聯(lián)性，建立單元教學的觀念，優(yōu)化教學結構，選用有效方法，設計單元活動，實現(xiàn)關聯(lián)、連貫、環(huán)環(huán)相扣、一脈相承的教學實踐，從而培養(yǎng)學生的物理觀念、科學思維、探究能力和負責態(tài)度，落實核心素養(yǎng)培育目標.

【本文為江蘇省中小學教學研究課題第十四期教材建設專項課題“蘇科版初中物理教材建設研究”（項目編號：2021JY14-JC07）的成果.】

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