以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的新教材教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

陳小軍

［摘 要］基于《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中的“以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)”理念，文章以“力的分解”第一課時(shí)為例，運(yùn)用大概念的核心問(wèn)題教學(xué)模式的四個(gè)環(huán)節(jié)“提出問(wèn)題—解決問(wèn)題—反思提升—評(píng)價(jià)反饋”設(shè)計(jì)教學(xué)方案并實(shí)施課堂教學(xué)，探索在新課程、新教材、新高考的“三新”背景下的物理教學(xué)，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

［關(guān)鍵詞］核心素養(yǎng)；大概念；核心問(wèn)題教學(xué)；力的分解

［中圖分類(lèi)號(hào)］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號(hào)］ ? ?1674-6058（2023）11-0049-04

《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》《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)新課標(biāo)）中正式提出了“學(xué)科核心素養(yǎng)”和“大概念”兩個(gè)關(guān)鍵詞。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，主要包括“物理觀念”（包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念等）、“科學(xué)思維”（包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等）、“科學(xué)探究”（包括問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等）、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”（包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任等）［1］四個(gè)方面，它們是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。

一、理論基礎(chǔ)

新課標(biāo)指出，要重視以學(xué)科大概念為核心。大概念超越了具體事實(shí)和經(jīng)驗(yàn)本身，是思維概括和抽象的產(chǎn)物，它將零散的概念、規(guī)律、方法聯(lián)系整合為一個(gè)連貫的整體，因而處于更高階、更中心的地位［2］。大概念是引領(lǐng)新時(shí)代課程改革，落實(shí)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在。在宏觀層面，它可以改進(jìn)素質(zhì)教育教學(xué)生態(tài)；在中觀層面，它可以建設(shè)符合學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的課程體系；在微觀層面，它可以?xún)?yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，推動(dòng)教師深度理解教材，引導(dǎo)學(xué)生追求人事物的生存意義和靈活遷移，達(dá)成促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的育人目標(biāo)［3］。 筆者已參與核心問(wèn)題教學(xué)模式［4］的系列研究與實(shí)踐長(zhǎng)達(dá)十多年，證明其能夠切實(shí)發(fā)展學(xué)生的研究素養(yǎng)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。比較發(fā)現(xiàn)，大概念教學(xué)能將課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，大概念的統(tǒng)整作用為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了新的視角，為教師運(yùn)用新教材開(kāi)展教學(xué)提供了新的思路，而核心問(wèn)題教學(xué)能將課程內(nèi)容情境化，兩者的融合能有效促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。

本文以“力的分解”第一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)實(shí)施為例，以大概念為引導(dǎo)，以課堂核心問(wèn)題的解決活動(dòng)為載體，以核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成為終極目標(biāo)，探索“三新”背景下高中物理教學(xué)的有效策略。

二、教學(xué)分析

（一）教材分析

力學(xué)是高中物理的基礎(chǔ)，也是高中生開(kāi)始物理學(xué)習(xí)的重要入口。力學(xué)問(wèn)題的三大基本功是受力分析、運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析和矢量運(yùn)算，而本節(jié)課所學(xué)的“力的分解”就是矢量運(yùn)算的重要組成部分，其中的正交分解是處理力學(xué)問(wèn)題的重要方法，同時(shí)也是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容。

新課標(biāo)對(duì)本節(jié)課的要求是：通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解力的合成與分解，知道矢量和標(biāo)量；能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，本節(jié)課內(nèi)容應(yīng)該基于實(shí)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)習(xí)力的運(yùn)算法則，著力處理生活實(shí)際問(wèn)題。本節(jié)課安排在“力的合成”一節(jié)之后，包含兩個(gè)內(nèi)容：按效果分解和正交分解，重點(diǎn)在于強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)的矢量相加的法則——力的平行四邊形定則，再次體現(xiàn)了等效替代的思想。這種思想方法在高中物理中有著廣泛的應(yīng)用，為牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)做好了知識(shí)與方法的鋪墊，本課時(shí)只研究按效果分解，對(duì)正交分解的學(xué)習(xí)安排在第二課時(shí)。

（二）學(xué)生分析

學(xué)生在初中已經(jīng)有了三角函數(shù)的基礎(chǔ)，能夠進(jìn)行一些基本的解直角三角形的運(yùn)算，對(duì)正弦定理及余弦定理也有一定的了解。學(xué)生在上一節(jié)中學(xué)習(xí)了“力的合成”，知道力的合成遵守平行四邊形定則，也容易理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，但是對(duì)力的分解具體該怎么做還不清楚，所以學(xué)生將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，需要有進(jìn)一步的學(xué)習(xí)來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)“力的分解”的理解。

這節(jié)課的學(xué)習(xí)是學(xué)生進(jìn)入高中階段后對(duì)方法的一次深度學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅要知道有“按力的效果分解”的方法，還要清楚怎樣尋找力的效果，在什么情況下使用，有什么實(shí)用價(jià)值等問(wèn)題。最基本的是“等效替代”思想，本節(jié)課對(duì)學(xué)生在構(gòu)建物理模型、方法融合、學(xué)科交叉等方面都有一定的要求。

（三）課時(shí)大概念分析

為了將新課標(biāo)中“以大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化”落到實(shí)處，從而更好地發(fā)揮學(xué)科育人功能，筆者在鉆研課標(biāo)和教材的基礎(chǔ)上，從概念結(jié)論、思想方法、價(jià)值觀念三個(gè)視角整理出如下課時(shí)大概念（如表1）。

（四）教學(xué)目標(biāo)分析

基于前述教材分析和學(xué)生分析，針對(duì)知識(shí)點(diǎn)本身的難度和學(xué)生思維的不足，本節(jié)課設(shè)計(jì)上主要讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)、方法與問(wèn)題解決之間的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在具體情境下進(jìn)行力的分解，明確“力的分解”的重要性，并提出了相關(guān)核心素養(yǎng)目標(biāo)。

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)如下。

（1） 參與搭建橋梁、繪制草圖、交流設(shè)計(jì)意圖的活動(dòng)。

（2）理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，能在實(shí)際情境中建模，針對(duì)不同情境將力按效果分解，從而解決問(wèn)題。

（3）懂得等效替代思想在形成、理解、運(yùn)用力的分解概念中的關(guān)鍵作用，以及模型化思想、實(shí)事求是在解決力學(xué)問(wèn)題中的重要作用。

（五）核心問(wèn)題分析

為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)，本節(jié)課設(shè)計(jì)了兩個(gè)學(xué)生活動(dòng)?；顒?dòng)一是“從安全角度為兩岸搭建橋梁，并繪制橋梁草圖”；活動(dòng)二是“從安全角度交流設(shè)計(jì)意圖，分析引橋設(shè)計(jì)和斜拉橋鋼索的效果，體驗(yàn)將力按效果分解的方法”。反思?xì)w納分解力的方法，按效果分解力的思路，以及其中體現(xiàn)的思想。因此，本節(jié)課確定的核心問(wèn)題是：從安全角度為兩岸搭建橋梁，畫(huà)出橋梁草圖，運(yùn)用力的等效替代思想交流設(shè)計(jì)意圖。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

本節(jié)課的各教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)詳情如表2所示。

（二）評(píng)價(jià)預(yù)設(shè)設(shè)計(jì)

（1）提出問(wèn)題環(huán)節(jié)：明確核心問(wèn)題，通過(guò)教師的言語(yǔ)引導(dǎo)，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（2）解決問(wèn)題環(huán)節(jié)：點(diǎn)評(píng)時(shí)要先表?yè)P(yáng)學(xué)生積極思考的行為，對(duì)有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)要及時(shí)展示，但對(duì)還需提升的部分進(jìn)行指導(dǎo)性點(diǎn)撥。

（3）反思提升環(huán)節(jié)：教師在評(píng)價(jià)時(shí)要提醒學(xué)生注意活動(dòng)中思想方法的體現(xiàn)，要嘗試使知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際情境的關(guān)聯(lián)更深入。

（4）評(píng)價(jià)反饋環(huán)節(jié)：選用的仍然是橋梁?jiǎn)栴}，塔柱問(wèn)題在于建模并找準(zhǔn)研究對(duì)象，將檢測(cè)點(diǎn)確定為在實(shí)際情境下的“受力分析”與“按效果分解力”的關(guān)聯(lián)體驗(yàn)。

（三）作業(yè)設(shè)計(jì)

從課后習(xí)題可以看出，這版教材更加注重培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，很多習(xí)題都與實(shí)際生活情境相結(jié)合，且注重培養(yǎng)學(xué)生的建模能力?；诖?，本課時(shí)的作業(yè)設(shè)計(jì)按課標(biāo)學(xué)業(yè)水平要求及高考要求分為以下三類(lèi)。

1.基礎(chǔ)性作業(yè)

作業(yè)：教材后面的課后習(xí)題。

要求：學(xué)生達(dá)到基本的學(xué)習(xí)要求，能在較簡(jiǎn)單的情境中進(jìn)行分析、判斷、推理、評(píng)價(jià)。

2.綜合性作業(yè)

作業(yè)：（1）完成必要練習(xí)；（2）新教材后面情境性較強(qiáng)的題目，也可作改編。

要求：學(xué)生達(dá)到高考要求，能在較為復(fù)雜的情境中，在綜合性較強(qiáng)的情況下，獨(dú)立建模，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、判斷、推理、評(píng)價(jià)，并能進(jìn)一步達(dá)到一題多解或?qū)Χ喾N情境進(jìn)行綜合歸納。

3.實(shí)踐性作業(yè)

作業(yè)：（1）針對(duì)不同情境下的橋梁（拱橋和懸索橋）問(wèn)題展開(kāi)進(jìn)一步研究；（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究頭發(fā)絲能承受拉力的極限。

要求：設(shè)計(jì)綜合性、實(shí)踐性的個(gè)人或小組作業(yè)，以提升學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力，特別是建模能力，使學(xué)生能靈活遷移理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，要充分體現(xiàn)學(xué)生的核心素養(yǎng)及高階思維。

（四）課后反思

近年來(lái)，新高考的一大趨勢(shì)就是增大了情境類(lèi)問(wèn)題的比例，試題情境往往比較新穎、復(fù)雜，與生產(chǎn)生活實(shí)際、科技應(yīng)用實(shí)例等相聯(lián)系，對(duì)學(xué)生的素養(yǎng)能力，尤其是“建模能力”有較高的要求。這版新教材有一個(gè)很大的變化就是增加了很多生活中的實(shí)際問(wèn)題，教材的編排更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)真實(shí)物理情境的引入，從物理學(xué)的視角加以描述和解釋?zhuān)龑?dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中形成物理觀念，發(fā)展科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)。而將課堂中要解決的問(wèn)題與生活中的真實(shí)情境關(guān)聯(lián)起來(lái)，將章節(jié)前后的知識(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)，進(jìn)而將知識(shí)與方法關(guān)聯(lián)起來(lái)，遷移到新情境中，這個(gè)活動(dòng)過(guò)程也凸顯了研究性。

本節(jié)課中，學(xué)生從形象思維過(guò)渡到抽象思維，再解決新情境中的問(wèn)題，有利于學(xué)生主動(dòng)融入學(xué)習(xí)探索情境，并從不同的問(wèn)題情境中挖掘?qū)W科概念、思想方法、價(jià)值觀念。這節(jié)課后，學(xué)生因?qū)ξ锢韺W(xué)科知識(shí)和實(shí)際問(wèn)題的深刻認(rèn)識(shí)和理解，在現(xiàn)實(shí)生活中就會(huì)“看橋不是橋，看橋都是力”了，而學(xué)生能夠以物理的眼光看待生活中的實(shí)際問(wèn)題，并從物理視角去解決問(wèn)題，課程就成功地發(fā)揮了學(xué)科育人的功能。

綜上所述，在核心素養(yǎng)時(shí)代，教師要仔細(xì)研讀新課標(biāo)、新教材，分析新高考的趨勢(shì)，并將研習(xí)所得的教育教學(xué)理論應(yīng)用到平時(shí)的常態(tài)化教學(xué)中。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，要將新課標(biāo)中的“ 以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化”落到實(shí)處，挖掘有效的教學(xué)策略。實(shí)踐表明，采用大概念的核心問(wèn)題教學(xué)模式，聚焦大概念的單元教學(xué)規(guī)劃、單元下層結(jié)構(gòu)中各課時(shí)核心問(wèn)題教學(xué)的大概念的發(fā)掘、素養(yǎng)目標(biāo)及核心問(wèn)題的確立、教學(xué)實(shí)施的環(huán)節(jié)、課后作業(yè)設(shè)計(jì)等重難點(diǎn)問(wèn)題，能讓學(xué)生獲得深度體驗(yàn)，能更好地發(fā)揮學(xué)科育人功能，并能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ］

［1］ ?中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版2020年修訂［S］.北京：人民教育出版社，2018：4-5.

［2］ ?李松林.以大概念為核心的整合性教學(xué)［J］.課程·教材·教法，2020（10）：56-61.

［3］ ?祝錢(qián).國(guó)內(nèi)“大概念”教學(xué)的歷程檢視和實(shí)踐展望：基于2000～2020年間61篇核心論文的研究［J］.上海教育科研，2021（6）：18-23.

［4］ ?周文良，陳明英，米云林，等.挖掘核心問(wèn)題 實(shí)現(xiàn)深度體驗(yàn)［J］.人民教育，2013（23）：44-47.

（責(zé)任編輯 易志毅）