基于核心素养的初中物理单元教学设计

赵安霖

【摘要】物理学科是帮助学生客观认识世界、研究物质及物质运动、培育科学思维能力、构筑科学探究意识和态度责任的学科.初中阶段的物理教学担负着物理学启蒙和基础知识、基础思维、基础观念铺垫的教学任务，需要厘清初中物理的教学目标，优化教学结构，采用有效方法，以提高初中物理教学的有效性，为学生学习物理学奠定基础，构筑社会生存发展必备的能力素养.本文从物理学科核心素养的内涵出发，以单元教学为主要结构设计，探究初中物理单元教学设计的核心关照以及单元教学设计的有效方法，以充分发挥物理学科对学生的启蒙和培育作用.

【关键词】核心素养；初中物理；单元教学

初中物理教材内容以单元结构为基本整合方式，每一个单元都有一个核心主题，需要学生通过学习探究和实践探索来构建这一主题之下的系列知识内容，并完成这些知识内容的整合与应用，从而构筑物理观念、发展科学思维、提升探究能力、认识科学本质.基于初中物理学科的教材设计结构和教学总体特征，教师需要从单元教学的角度出发，进行教学设计，寻找初中物理单元教學设计的有效方法.

1 基于核心素养的初中物理单元教学设计核心关照

1.1 构筑物理学科观念

探究初中物理单元教学设计的核心关照，也就是探究初中物理单元教学设计的核心目标.基于物理学科核心素养内涵，首先应该关照的就是学生物理观念的养成.物理学是唯物主义思想下的实用学科，是研究物质存在的一门科学分科.既是一门科学分科，必定要构筑科学的理念，在科学理念的前提下来开展所有的物理学活动.这一科学的理念对应在物理学科范畴中，则表现为“物理观念”.所谓科学的物理观念，涵盖了对物理相关知识的认知基础观念和对物理现象、物理问题等解释、处理的基本意识观念.因此，构筑学生的物理学科观念，必须要引导学生认识物质、运动、能量、力等物理学概念和知识，构筑物质观念、运动观念、能量观念、作用力观念等基本认知.然后，需要培养学生运用物理观念来解释物理现象、分析物理问题、描述物理运动的意识和能力.

1.2 强化科学思维方法

物理学是科学的分科，初中物理也是学生科学思维启蒙的重要载体.通过探究物质、认识物质运动、探索物质能量、研究物质之间的相互作用力，能够让学生构筑科学的物理观念，来解释自然界的一切现象和问题，具备科学分析和决策的能力.同时，面对复杂的物理问题，也需要具备科学的思维方法，来探究、论证、建模和推理.也就是能够从实际生活中抽象出物理学的结构模型，用物理学的既定知识来解释现象发生的过程和原理，将现实架构在物理模型上处理问题，让现实问题以科学的方式转化为物理学范畴的问题，从而用物理学的知识和理念加以处理.在这个过程中，需要学生构建科学质疑、科学推理、科学论证的能力.能够通过科学的思维和方法，如物理实验、对照实验等方法，来寻找规律、总结结论，论证观点、验证猜想.

1.3 注重问题探究意识

在单元教学的大背景之下，要统筹单元知识点，需要坚持“问题导向”的设计观念，引导学生以提出物理问题、探究物理问题、解决物理问题为核心，从而培养学生的问题意识，强化学生的探究能力，发展学生的科学思维.问题导向的单元教学，应以单元主题为总纲，以知识结构为出发点，以课程目标为参考，来设计问题，突出问题、问题结论、知识点之间的关联性，实现问题结论即是知识点，知识点又导出新问题的连接结构，增强单元教学的结构连贯性，发展学生的逻辑思维，引导学生在问题探索中持续总结知识、持续发现问题、持续具备探究意识和探究兴趣，从而实现以课程本身来巩固学生问题探究意识培育的效果.

此外，学生问题探究能力的养成包含了诸多方面，如，培养学生观察、发现、质疑、猜想、假设的能力；培养学生设计方案、调查实验、整理数据、分析论证的能力；培养学生描述问题、解释证明结论、推测变化趋势、评价评估证据的能力；培养学生表达交流、反思归纳、总结评价、回顾过程、提出意见和建议的能力.

1.4 培养科学实践态度

构筑科学的物理观念、掌握学科思维方法、具备科学探究意识，是构筑科学实践态度的基础.科学是人类智慧的高级成果，任何智慧的高级成果如果不加以科学地处理和对待，必然会产生戕害效应，给人类生存发展带来不幸.

学习物理学，必须要让学生构筑科学的态度和负责的意识，能够本着造福社会、造福人类的初衷来学习物理、应用物理，谨慎、正确、负责地看待物理知识、开展物理实验、对待物理实践，提高学生的责任感和使命感.同时，也要引导学生关注社会发展中物理学的应用，关心物理学领域对于当今世界的改造升级，以及人类未能理解的物理现象、未能处理的物理问题，构筑物理学科的拓宽视野，认识到人类知识的局限性，时刻怀揣科学探究的谦虚态度，立志学好物理，在物理学领域向人类的未知而探索.

最为重要的是，要通过科学实践态度的培养，引导学生关注生活实践，能够将物理学的知识在生活中加以运用，方便生活，提高物理实践能力，收获实践应用经验，强化科学实践意识.

2 基于核心素养的初中物理单元教学设计有效方法

2.1 梳理知识结构，划分主题单元

培养物理观念，需要构筑学生的物理知识基础结构.因此，在单元教学设计中，我们首先要梳理教材中的知识点，架构知识体系，形成环环相扣、层层纵深的知识结构，在学生的认知空白上逐渐添砖增瓦，实现知识技能与思维方法的同步提升.人教版初中物理教材的内容编排相对合理且逻辑缜密.

例如 八年级上册的教材中，由“机械运动”引入物理学观念，引导学生认识物质的运动形态，在认识物质运动的基础上，逐步拓展向“声现象”“物态变化”“光现象”等微观或不可见的物质运动形态，在本质上一脉相承，是由小单元导向大概念的关键.因此，可以将“机械运动”“声现象”“物态变化”“光现象”四个小单元作为一个大概念单元来进行处理.引导学生理解物质界的机械运动、声波运动、物态运动、光波运动等形式，逐步超脱学生对物质运动的直观理解，向不可见的或微观的物理世界去探寻，构筑学生的物理学运动观念，并对物质的不同运动做出归纳和区分，厘清不同运动形态的关键要素，掌握研究不同运动形态的方法和思路.在物质运动的大概念主题单元中，要培育学生一种“运动观念”，让学生动态地看待事物，如此才能找见物理现象背后的作用本源，才能促进科学探究思维和能力的发生与发展.

2.2 匹配课程目标，选择模式方法

根据不同的单元教学内容和教学目标，要选择适宜的教学方法，从而让学生更清晰、透彻地理解物理观念、构建物理基础、发散思维方法、构筑探究能力、形成科学素养.

例如 在“物质运动”的大概念单元教学结构中，要引导学生学习“光现象”这一核心模块，掌握光的传播、反射、折射、色散等原理，培育科学探究的思维和方法，可以从“平面镜成像”的物理现象入手，激发学生探究成像原理的兴趣，采用“实验探究法”，引导学生从“光照下平面镜成像现象”和“无光照下无法成像的现象”中，窥见“平面镜成像”的关键要素，那就是“光”.通过实验探究，确定了光的要素，进而引导学生探索“光是如何实现平面镜成像”的这个核心问题.然后继续发挥科学探究思维，进一步探索“光”这个物质.从探究中，理解光的结构，认识光波的传播形态，了解光的直线传播的特征.进而意识到，既然平面镜可以成像，那么光波在直线传播中必然发生了路径的改变.光波究竟是如何在平面镜上发生传播路径的改变的，这个过程究竟是怎样的，便可以引导学生根据平面镜的成像进行猜想，并通过观察一组实验来验证猜想，总结结论，得出光的反射原理，从而理解平面镜的成像原理.然后，可以在不同角度观察平面镜中的成像，以验证光的反射原理，深刻理解光的反射原理.在揭示了平面镜成像的原理之后，又可以拓展出生活中不同于平面镜的光传播现象，如“水中铅笔的错位”“水雾下的彩虹”等.接着再在“光沿直线传播”的认知基础上，持续探究光的折射、色散现象，从而将“光波”的常见运动形态研究透彻.

2.3 设计单元活动，开展学习实践

单元活动是教学探究活动的升级，也是拓展，更是反复践行学生科学探究意识和思维方法技能的有效途径.单元活动常常以“小组合作学习”的模式组织开展，通常立足于某一学习主题，布置若干学习任务，或是建立“项目”，引导学生合作学习探究，完成与主题单元相关的学习实践.在学习实践中，教师要求学生做好过程记录和评价反思，以保障学习过程的有效性；此外，教师也要求学生做好单元活动的成果汇报，以保障学习结果的有效性.

例如 在物质运动的大概念学习之上，引导学生就“凸透镜的成像”展开项目式探究活动，结合对光的研究方法和结论，来研究凸透镜的成像，完成自主学习实践，在光波的认知基础和研究基础上进行拓展和实践，达成拓展提升和实践巩固的学习效果.

2.4 优化单元作业，落实多元评价

在大概念单元中，教师将教学内容分成小单元，在小单元中，又将教学分为连贯的几个部分，形成了大单元平行、小單元连贯的教学结构体系.因此，基于课堂学习的作业设计也要依照这一结构来进行安排.这意味着，教师需要在作业设计中强调当天所学的内容，也要引导学生关注小单元的整体结构，同时也要深化大单元的总体概念，在作业设计中凸显单元教学的结构，引导学生时刻关注大单元学习的连贯性和结构性，避免知识结构体系的碎片化和分散化，有机结合知识点，凝结成系统的知识体系，助力物理观念的良好形成.

此外，更要关注单元作业评价，要尽量丰富作业评价的主体，注重作业实践的过程性，落实对学生科学思维、探究能力、问题意识、负责态度的培养目标要求.在评价中，需要学生自主参与评价，参照目标要求，多维度地阐述自己的学习情况，思考不足之处，提出问题，请教方法.也需要教师根据学生反馈的学情信息，为学生提供有效指导和指引，同时做好单元教学后续的决策，实现查漏补缺，做到有所侧重，提高单元教学的整体效果和效率.

3 结语

综上所述，初中物理要坚守核心素养培育任务，注重教材中各部分知识的关联性，建立单元教学的观念，优化教学结构，选用有效方法，设计单元活动，实现关联、连贯、环环相扣、一脉相承的教学实践，从而培养学生的物理观念、科学思维、探究能力和负责态度，落实核心素养培育目标.

【本文为江苏省中小学教学研究课题第十四期教材建设专项课题“苏科版初中物理教材建设研究”（项目编号：2021JY14-JC07）的成果.】

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