基于深度學(xué)習(xí)構(gòu)建大單元教學(xué)流程的探索與實踐
——以“動量守恒定律”單元教學(xué)為例

哈爾濱市第一中學(xué)

物理單元教學(xué)是在整體思維指引下，提煉物理單元教學(xué)內(nèi)容、核心素養(yǎng)以及課程標(biāo)準(zhǔn)，通過單元規(guī)劃、學(xué)情分析、目標(biāo)設(shè)計、活動設(shè)計以及單元分層作業(yè)設(shè)計，促進學(xué)生以單元為基本框架，達到預(yù)定單元教學(xué)目標(biāo)的過程。深度學(xué)習(xí)指的是教師引領(lǐng)下學(xué)生通過挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心投入，體驗成功、獲得發(fā)展的過程。 深度學(xué)習(xí)建立在知識邏輯基礎(chǔ)上進行遷移，重視學(xué)習(xí)過程中的深度反思，符合單元教學(xué)的整體性，能有效解決在傳統(tǒng)教學(xué)中知識缺乏系統(tǒng)性的問題，讓學(xué)生學(xué)到更加完整且系統(tǒng)性的知識[1]。因此，基于深度學(xué)習(xí)構(gòu)建大單元教學(xué)流程探索與實踐，既符合高中物理學(xué)科特點，又契合高中生思維方式。

一、準(zhǔn)備階段

實施單元教學(xué)前， 教師應(yīng)對本單元教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、 教學(xué)活動以及習(xí)題進行整體分析與設(shè)計，結(jié)合深度學(xué)習(xí)要素，設(shè)計素養(yǎng)導(dǎo)向下的學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過合理的挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)活動，推動知識的整合與遷移。 準(zhǔn)備階段是開展單元教學(xué)的基礎(chǔ)與前提，以“動量守恒定律”單元為例，具體的實施流程如下。

（一）確定單元教學(xué)目標(biāo)

單元教學(xué)目標(biāo)是對學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的再細化，在“學(xué)科核心素養(yǎng)——學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)——單元教學(xué)目標(biāo)——單元課時目標(biāo)”這一過程中發(fā)揮著承上啟下的作用[2]。 單元教學(xué)目標(biāo)的確定要以教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情分析為基礎(chǔ)，注重核心素養(yǎng)對教學(xué)的引領(lǐng)和導(dǎo)向作用，注重教學(xué)目標(biāo)的可操作性，結(jié)合知識與素養(yǎng)要求制定本單元教學(xué)目標(biāo)。將單元教學(xué)目標(biāo)的三要素課程標(biāo)準(zhǔn)、 學(xué)習(xí)內(nèi)容以及學(xué)習(xí)對象分解為具體的、可實施的、可評價的目標(biāo)，確定單元教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)的知識目標(biāo)、實施路徑以及評價標(biāo)準(zhǔn)。

“動量守恒定律”單元體現(xiàn)科學(xué)探究精神，在理解動量、沖量基礎(chǔ)上，通過理論分析與實驗探究理解動量定理與動量守恒定律， 能夠?qū)ι钪邢嚓P(guān)問題進行分析與解釋；在探究過程中發(fā)現(xiàn)動量守恒定律的普適性，突出守恒思想。結(jié)合核心素養(yǎng)確定本單元教學(xué)目標(biāo)，突出整體性與結(jié)構(gòu)性（見表1）。

表1 “動量守恒定律”單元教學(xué)目標(biāo)

（二）分析與重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

確定單元教學(xué)目標(biāo)后，依據(jù)對應(yīng)知識目標(biāo)與實施路徑，分析與重構(gòu)本單元教學(xué)內(nèi)容，深度學(xué)習(xí)要具備挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)，促進知識的遷移與應(yīng)用，要根據(jù)本單元教學(xué)目標(biāo)及學(xué)情分析對課時教學(xué)進行調(diào)整，單元教學(xué)是課時教學(xué)的更高層次，是促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)形態(tài)。重構(gòu)后的單元教學(xué)內(nèi)容既要符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律及單元知識脈絡(luò)，又要合理安排課時與教學(xué)計劃，在準(zhǔn)備階段起到承上啟下的作用。

根據(jù)“動量守恒定律”單元進階性知識結(jié)構(gòu)將教學(xué)內(nèi)容分為三部分，第一部分是動量、沖量以及動量定理概念引入及解釋生活中相關(guān)現(xiàn)象；第二部分為守恒定律的建立，包含動量守恒定律與實驗驗證動量守恒定律；第三部分是守恒思想在爆炸、反沖、碰撞等實際問題中的應(yīng)用（見圖1）。

圖1 “動量守恒定律”單元教學(xué)內(nèi)容的三部分

本單元重點在于掌握動量定理與動量守恒定律，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容難易程度可如此安排課時：動量1 課時、動量定理及其應(yīng)用2 課時、動量守恒定律理解與應(yīng)用1 課時、彈性碰撞與非彈性碰撞2 課時、實驗：驗證動量守恒定律2 課時、反沖運動1 課時、 運用守恒思想分析物理問題2 課時。 其中，第四節(jié)“實驗：驗證動量守恒定律”內(nèi)容包含兩種實驗方案，均為通過分析碰撞過程驗證動量守恒定律，彈性碰撞與非彈性碰撞在本單元第五節(jié)，將第四節(jié)實驗部分調(diào)整到第五節(jié)碰撞之后，在實驗探究過程中分析碰撞類型與特點，結(jié)合碰撞特點分析實驗原理，例如，平拋法驗證動量守恒等同于彈性碰撞一動碰一靜過程，即入射小球質(zhì)量要大于被撞小球，防止入射小球反彈回到斜面增加實驗誤差。

（三）設(shè)計高效單元教學(xué)活動

設(shè)計單元教學(xué)活動作為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、完成教學(xué)內(nèi)容的實施途徑， 設(shè)計單元教學(xué)活動是準(zhǔn)備階段的重要內(nèi)容，學(xué)生進行多種探究活動， 探究過程中解決復(fù)雜學(xué)科問題，建構(gòu)模型同時獲得結(jié)構(gòu)化的物理核心知識。 例如，第二節(jié)“動量定理”應(yīng)用中，沖力模型、緩沖模型設(shè)計單元教學(xué)活動，應(yīng)用動量定理解決實際問題。

以沖力模型為知識基礎(chǔ)，自制“吹箭”探究如何獲得更大穿透力，為確保安全性，教師可將材料限定為吸管與牙簽，不同長度的吸管作為箭筒，牙簽作為箭頭，泡沫板作為靶子。探究發(fā)現(xiàn)在吹力不變情況下，箭筒越長，獲得的穿透力越大，在F 不變時，長吸管受力時間更長，根據(jù)動量定理，箭頭出射速度越大。 通過自制教具探究生活中的沖力模型，促進知識從認(rèn)知到應(yīng)用，推動深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

以緩沖模型為知識基礎(chǔ)， 探究用哪種材料包裹雞蛋，從手上滑落后不會摔碎，以及不同材料保護雞蛋的最大高度，常見材料包括紙板、泡沫板、棉布、絲綢等。 探究過程中，學(xué)生更加了解物理知識與實際生活的聯(lián)系，體會到動量定理在生活中的重要作用。

（四）優(yōu)化分層單元作業(yè)

作業(yè)作為評價與反饋的重要途徑， 基于深度學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)背景下，作業(yè)更要做到精細化、多元化和綜合化，以單元教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以評價標(biāo)準(zhǔn)為落腳點，按照單元教學(xué)內(nèi)容分類別、分層次設(shè)計單元作業(yè)[3]。作業(yè)題目的難易程度分為基礎(chǔ)、提升與拓展；功能上分為課前引導(dǎo)型、課中反饋型與課后提升型。結(jié)合本單元知識脈絡(luò)設(shè)計分層單元作業(yè)，將習(xí)題以單元結(jié)構(gòu)分類，整合習(xí)題過程中緊扣單元教學(xué)目標(biāo)，深化知識脈絡(luò)與體系，促進深度學(xué)習(xí)與單元教學(xué)有機結(jié)合。

設(shè)計挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)，本章習(xí)題包含概念辨析、動量定義應(yīng)用（沖力模型、緩沖模型、模型）、動量守恒應(yīng)用（碰撞問題、反沖爆炸問題、人船模型、子彈木塊問題、弧形模型問題、多物體多過程問題），分層次進行習(xí)題設(shè)計，以第三節(jié)動量守恒定律為例，可進行如下設(shè)計（見表2）。

表2 作業(yè)設(shè)計單

二、實施階段

基于深度學(xué)習(xí)要素，在創(chuàng)設(shè)挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)后，將實施階段分為課前、課中與課后三部分，課前通過分層作業(yè)情景引導(dǎo)，課中通過單元教學(xué)活動情境探究，課后通過知識框圖總結(jié)提升，現(xiàn)以“動量定理”一節(jié)為例，展示單元教學(xué)實施片段。

（一）課前

通過微信公眾平臺發(fā)布“每日一題”，構(gòu)建生活情境：怎樣在不借助工具的情況下打開核桃？ 把核桃豎直上拋落回與堅硬地面撞擊，如何求解碰撞過程核桃受到的平均作用力？ 怎樣才能更高效打開核桃等，借助生活中的實際問題引入，探究碰撞過程核桃動量的變化？ 層層遞進，促進知識遷移，推動動量定理概念的形成（見表3）。

表3 單元教學(xué)實施片段

（二）課中

課中是實施階段的重要環(huán)節(jié)，落實教學(xué)目標(biāo)同時，結(jié)合評價標(biāo)準(zhǔn)及時反饋，并根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)教學(xué)活動。 通過課前引導(dǎo)學(xué)生已經(jīng)掌握本節(jié)所需前概念，總結(jié)動量定理內(nèi)容，從簡單到復(fù)雜、從低級到高級，幫助學(xué)生科學(xué)思維進階（見圖2）。

圖2 教學(xué)活動與知識邏輯關(guān)系圖

（三）課后

課后是實施階段的延伸，在布置分層作業(yè)同時，設(shè)計符合生活情境的探究活動，提高課后鞏固效果。在掌握動量定理基本概念后，應(yīng)重點引領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用動量定理解決實際問題，基于單元目標(biāo)，以緩沖模型為例設(shè)計探究活動“如何防止雞蛋摔碎”，將班級學(xué)生分成5 組，每組7—8 人。 組內(nèi)選派一人為組長，首先確定探究題目，進而確定探究的詳細內(nèi)容與方向，組內(nèi)成員進行分工，查找相關(guān)資料，并進行整理。 在查找資料的過程中，將查找的內(nèi)容應(yīng)用于實際生活中（見表4）。

表4 小組探究活動記錄單

三、評價階段

（一）形成性評價

形成性評價是指在單元教學(xué)過程中， 對學(xué)生學(xué)習(xí)情況、目標(biāo)完成情況進行評價，從中獲得反饋，基于本章學(xué)情進行單元教學(xué)調(diào)整，為下一輪教學(xué)服務(wù)。例如，選擇性必修一第一章“動量”形成性評價包含對動量定理的理解與應(yīng)用、動量守恒的判斷與應(yīng)用，結(jié)合動量定理、動量守恒解決實際問題等。

（二）總結(jié)性評價

總結(jié)性評價是指在單元教學(xué)結(jié)束后，通過測試、提問以及解決生活中實際問題等形式對本單元教學(xué)目標(biāo)、核心素養(yǎng)的達成情況進行檢驗。例如，選擇性必修一第一章“動量”總結(jié)性評價包含單元測試分析學(xué)生知識掌握程度，以及探究活動“如何保護雞蛋”，對解決問題能力進行反饋，依據(jù)單元教學(xué)目標(biāo)中各知識目標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)進行總結(jié)評價等。

總體來看，大單元教學(xué)從學(xué)生視角出發(fā)規(guī)劃了單元學(xué)習(xí)的具體層級， 有利于教師進一步分解單元教學(xué)任務(wù)，并在課時教學(xué)中通過具體內(nèi)容逐步實現(xiàn)單元目標(biāo)，也將成為未來物理單元教學(xué)的發(fā)展趨勢。