基于物理观念的单元设计

王茂群　容兰

摘要：物理核心素养中提出了物理观念，新课改中又提出单元设计。基于物理观念进行物理单元设计，是高中一线物理教师所面临的挑战。本文厘清物理观念的内涵，并基于物理观念使用UbD模板进行单元设计，希冀推动物理课堂教学的转型。

关键词：物理观念  单元设计

物理学科对学生的能力要求较高，导致部分学生对物理敬而远之。《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称《标准》）提出了一个重要概念——物理观念，而在教育改革中又大力推动实施物理单元设计，使单元设计成为焦点，其被认为是“撬动新课改的支点”，即应以物理观念为依据进行单元设计，从而使新课改落地。

一、物理观念的内涵

《标准》中明确，物理学科核心素养有物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个方面。物理观念并不是物理概念和物理规律的堆砌，而是“关于物质、运动与相互作用、能量的基本认识”。从物理概念和规律到物理观念，需教师对学生进行引导和启发，使学生在理解中提炼、升华，达到对世界的正确、深刻、概括的认识。因此物理核心素养可以通过物理观念来集中体现。

二、新高中物理教育的现状

实际教学中，多数物理教师没有物理观念，也没有根据物理观念进行单元设计的意识，依旧用逐课、逐章、逐节的讲解作为授课方式。这种教学方式使得学生没有形成系统性的物理知识框架，物理知识的学习只有碎片化记忆。对比《标准》的要求，如此只完成物理概念、规律的学习，虽然也有可能使学生有较好的物理成绩，但却没有让学生进行提炼与升华，没有形成物理观念，对学生个人发展而言是意义不大。

三、实施单元设计的积极意义

单元设计时，教师需从学生实际出发，通过实际生活、生产的情景来构建恰当合理的物理情境。学生在情境中形成探索的欲望，并在教师引导下，培养“从物理学来看”的视角，形成“提炼与升华”的自觉意识，不再拘谨于点的学习，而是成线成面地学习，大大提高学习效率。

更重要的是，学生有了物理观念，提升了物理核心素养，即使当某一天学生已经忘却了具体的物理知识，依旧可以用物理观点和视角来分析和探索实际生活和生产。

四、基于物理观念的单元设计

从以上分析可知，单元设计时，需首先确定授课的预期结果（物理观念、学习迁移、理解意义、掌握知能），再根据预期的效果确定学生掌握程度（即评估证据），最后再去制订学习计划。除了解决过去授课的知识碎片化以外，培养的目标意识也会更强，使新课改更加接地气和易操作。此模式即为所谓逆向教学设计模式（Understanding By design，简称UbD模式）。

现以“运动和力的关系”单元设计为例，具体设计如下。

现基于物理观念，使用UbD模板对“运动和力的关系”进行单元设计：

阶段一：预期结果

1.物理观念：运动与相互作用观。

（1）实际的运动一般都为复杂的运动，可以将其分解为简单运动，进一步提高力与运动关系的认识。

（2）通过实验，探究并认识运动与力的关系，并能应用到实际生活中。

2.基于物理观念的“理解意义”目标

（1）通过光滑斜面的理想實验，理解模型的建构过程，质疑亚里士多德观点，理解力不是维持运动的原因。

（2）通过实验探究，建构模型，理解控制变量法的应用，得出加速度与力、物体质量的关系。

（3）通过受力分析求解加速度，从而研究物体或系统运动的常见模型;通过运动分析求解加速度，进而研究物理受力情况分析的常见模型。

（4）在实际问题（如超重和失重）中建构理想模型，分解复杂运动，用运动与相互作用观来解决实际问题。

3.基于物理观念的“掌握知能”目标

（1）运动和相互作用的关系：知道力是改变物体运动的原因;知道惯性。

（2）能自己概括出牛顿第二定律的内容、数学公式，并知道比例系数k在什么情况下等于1。

（3）知道SI制，知道物理学（含力学）基本单位和通过物理公式导出的单位;知道物理单位制（量纲）在物理学中的重要作用。

（4）知道超重和失重现象，以及它们产生的条件。

阶段二：评估证据

总之，物理观念是学生自行提炼和升华后所形成的，通过学习迁移、理解意义、掌握知能等路径实现的，实现的程度需要评估，而学习计划更加具体保证了核心素养的实现。再次套用钟启泉教授的话，“基于物理观念的单元设计，是撬动物理课堂转型的一个支点”。

参考文献：

[1]钟启泉.单元设计：撬动课堂转型的一个支点[J].教育发展研究，2015（24）：1-5.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：高等教育出版社，2018：1-4.

[3]马亚鹏.物理观念“辩”与“立”[J].物理教师，2019（7）：2-5.

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[5]廖伯琴.普通高中物理课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018：49-59.

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[7]续佩君，关于物理观念的思考与教学探讨[J].物理通报，2020（5）：2-5.

责任编辑：黄大灿