指向物理核心素养的单元设计的教学意义

如何在课堂教学中培育物理核心素养，确实是一个难题。本组专题的课题研究者从物理观念的建构、科学方法的习得和科学思维培养的系统设计角度，倡导将研究的视角，从微观的课时教学设计升格到中观的单元设计，形成从“核心素养—课程标准—单元设计—课时计划”的教学设计链环。近三年来，许帮正老师带领的研究团队立足课堂教学，从理论和实践两个层面不断深入，理论模型、实践案例等研究成果也不断涌现。现谈几点个人的想法，以共同探索发展学生物理核心素养的教学方式。

一、发展学生核心素养的学科愿景及路径探寻

《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出，物理学是自然科学领域的一门基础课程，旨在提升学生的物理学科核心素养，为学生终生发展奠定基础。［1］“指向物理核心素养的单元设计”决定性的环节指向学科核心素养，整合不同的教学方略，意在帮助学生形成正确的物理观念，掌握科学的探究方法，培养科学的思维。有如下路径可循：

一是设计学习进阶，促进学生物理观念的形成。单元设计突破传统教学中知识碎片化教学倾向，以学科知识系统化的逻辑结构为依据，聚焦核心概念的理解，设计学习主题和单元目标，分解制订课时目标和具体学习任务，以关键问题驱动学生对概念的学习进阶，以重要实验发展学生对概念的深刻理解。以概念进阶为路线的单元设计，能让学生从物质、运动与相互作用、能量中某一维度整体认识自然，理解自然，构建物理图景，形成物理观念。

二是设计双载体，凸显科学思维和探究能力培养。以“问题链”为思维载体的问题导学，使学生在逐层推进的问题分析中，经历基于事实建构物理模型的抽象过程，认识客观事物的本质属性、内在规律及相互关系，使他们养成思维的习惯，培养建模的意识与能力、质疑创新的品质。以“实验”为“资源载体”的项目设计、探究式学习，引导学生在探究过程中体会科学研究方法，增加学生的实践能力和创新意识。

笔者认为，在落实物理核心素养的教学中，科学思维及探究能力的培养至关重要，是形成正确的物理观念的基础。在单元设计中，要保持体现物理学科特质的传统方式，凸显实验的特色，单元设计的意识是让这些设计变得更有意义，指向更明确，希望课题研究在实验研究方面能做出更多的创新，提供更为丰富的实验资源载体。

二、基于学生学习立场的单元设计策略

美国教育心理学家加涅认为，教学设计必须以帮助学习过程而不是教学过程为目的。教学设计也是以“有目的”的学习而不是以“偶然”学习为目的。这意味着最终的目标与预期的学习结果指导着学习活动的设计。［2］遵循学习进阶原则的教学目标设计、以问题链和实验为载体的教学方法设计和针对预期目标检测的评价设计，是基于学生立场探索核心素养培育的物理教学设计方略。具体策略如下：

一是单元设计遵循学习路径。单元设计注重采用逆向设计的方法，在思考如何开展教与学的活动之前，从学生预期的学习结果出发，弄清楚要达到的单元学习目标（学生的预期学习结果）到底是什么？以目标作为起点来设计教学活动，有助于教师围绕核心素养来思考学习结果，遵循学生的学习路径，使教学设计指向追求学生理解。

二是单元设计注重情境创设。虽然学科知识本身蕴含着学科核心素养，但学科核心素养不可能像传递学科概念、命题和理论那样，能通过简单的方式来习得，而是需要创设问题情境，让学生亲身经历学科概念、命题与理论背后所隐藏的核心素养。［3］因此，学科核心素养都不是直接由教师教出来的，而是通过创设学习任务、借助问题解决的实践培育起来的。单元设计强调围绕核心学习任务，以“问题链”和“实验”作为载体，将学习内容蕴含在特定的问题情境中，让学生经历对情境中相关信息的感知，经历抽象情境背后学科的本质的过程，这样的经历就是让他们亲历相关知识产生的过程，知晓为什么要提出相关概念、怎么定义概念和能得出什么规律。

三是单元设计关注教学评价。单元目标回答了学生要到哪里去，“问题链”和“实验载体”解决了去的方法，教学评价则能检验学生是否已经到那儿。课题研究提出以明晰的学习目标为前提、科学的评价标准为杠杆、适时的反馈与指导为保障，依据课程标准形成评价标准，通过课时的“形成性评价”和单元的“终端测量性评价”，不仅能对预期目标进行检测，也使评价成为促进学习的一种方式。评价一直是教学的难点，也是广大一线教师在课堂教学中不能很好把握的技能，希望课题研究能提供更多的关于评价的案例并提出操作建议。

三、立足学科内在逻辑的整体建构

学科知识本就是具备一定逻辑关联的单元组成的整体。而教材编写因受多方因素的约束，将学科知识分解成若干部分，从外形上看，教材呈现的知识看似是一个个独立的部分，但这些独立的部分却有内在的联系。单元设计以优化教学效果为导向，在系统思维的指导下，对教材中有明确逻辑关联的内容进行分析、提炼，重新组合为相对完整的教学单元，并有序规划各种教学要素的教学设计。从学习心理看，学习者也有感知整体的内在愿望和可能。“教材单元”（学科单元）的单元编制体系是以系统化的学科知识作为基础，围绕核心概念生成核心知识，构成以核心概念为主线的单元设计，将教材内隐的系统性以学习单元形式显现化，其目标设计则是以学习进阶理论为支撑，解析核心概念产生的缘由和核心知识间的上下位或并列关系。“经验单元”（生活单元）是以学习者生活经验作为基础，以项目任务融合教学内容，形成单元的逻辑依据，对散落于教材一章或多章的内容进行重组，学生在知识体系的重组与应用中感知学科知识的系统性、整体性和关联性，获得应用知识和方法解决实际问题的能力。目前，高中物理的新教材还没有出版，希望课题研究者能够先就初中物理学习，先期提出初中物理教学中可以具体划分为哪些单元，围绕这些单元提供典型案例，给广大一线教师提供探讨和借鉴资源。

综上所述，课题研究者倡导教学设计要从微观课时设计走向中观单元设计，倡导物理教学要从知识学习走向素养培育。能使教师获得优化教学方法的可能，能更多地关注教学内容的本质、所蕴含的思想方法。通过统整课程逻辑下的单元学习，能使学生获得完整的、可以应对复杂变化情况、解决真实问题的学科关键能力。这项研究是有意义、有价值的，希望课题研究者能联合更为广泛的群体，稳步、有序地开展好后续的研究。