指向深度学习的高中物理单元教学实施路径研究

彭岳

摘   要：深度学习是培养学生核心素养的重要路径。研究发现，教师关注单元教学设计，从单元层面实现深度学习对于落实核心素养是行之有效的。以新版人教版高中物理必修三第十二章“电能 能量守恒定律”单元为例，阐述以深度学习为导向，从整体到局部，以教学目标规划主题，以主题引领任务，以情境构建任务的项目化教学实施路径。

关键词：高中物理；深度学习；单元教学；实施路径

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2023）8-0026-5

新课改要求高中物理课程落实立德树人根本任务，培养和提升学生的核心素养［１］，而深度学习是课堂教学落实核心素养的重要路径。素养的培养与知识的学习实现方式不同，知识层面的学习经过教师讲解或学生阅读即可达成，但能力的提升和素养的落实必须要经过学生的深度学习，即对知识本质的理解以及对学习内容的批判性吸收和利用，经历分析综合、推理论证等高阶思维为主要的认知过程，体验富有挑战性和创新精神的学习活动和科学实验探究活动，形成积极的内在学习动机，高级的社会情感和价值观。深度学习强调学生进行有意义、有深度、持续性的学习，通过深度学习的过程，提高有效的学习迁移能力和真实问题的解决能力［２］。

研究发现，单元教学的设计与实施对于课程建设、培养和发展学生核心素养很有必要。在高中物理课堂教学中，教师往往着眼于某一课时或某一个知识点的设计与实施，很少关注单元层面。但学科知识不是孤立的知识点，而是系統的、有关联性的知识体系。以单元教学设计与实施为抓手有明显的优势，能宏观把握整个单元知识的关联结构，抓住课程核心主题，从整体再到局部进行问题整合，围绕解决问题展开学习活动，突出物理学科本质，促进学生对物理知识的真正理解、迁移和应用，使学生不断产生成就感和效能感，从而提升学生的物理学科核心素养。那么，如何以深度学习为导向开展单元整体教学呢？

笔者认为，要以尊重学生的学习特点和认知规律为前提，按照知识关联性寻找单元教学的逻辑，建构单元知识框架，设计引领性的学习主题，通过项目化学习，即设计具有符合学生认知顺序，能加强学生学习的实践和体验过程的系列任务或活动，从而完成单元教学的设计。本文以新版人教版高中物理必修三第十二章“电能 能量守恒定律”为例，具体阐述从整体到局部，以教学目标规划主题，以主题引领任务，以情境构建任务的项目化教学实施路径。

1    以教学目标规划主题，实现单元知识结构化

教师设计单元教学时，首先要从整体分析单元教材内容，关注学生认知规律，找出知识脉络，设计合理的单元素养目标，从而规划出引领整个单元的主题。

1.1    对比教材，明晰差异

教师要了解教材内容，尤其是新旧教材的变化和衔接关系，在教学中可以更好地明确教学目标。以“电能 能量守恒定律”单元为例，对比人教版新旧版本教材可以发现，新教材将“电路”“电能”作为两个独立的单元，而旧教材则是把二者合为一个“恒定电流”单元。新教材重新“整合”的安排凸显了物理学科能量观的重要性。（具体区别参照表1）

1.2    依据标准，把握目标

分析教材后，教师需要依据物理课程标准和单元教学内容，宏观把握核心素养学习目标。课标中本单元学生需掌握的主要内容有三个关键概念：电功、电功率、电动势；三个定律：能量守恒定律、焦耳定律和闭合电路的欧姆定律；一个实验：测量电源的电动势和内阻。

结合物理核心素养和课程标准，将单元核心素养学习目标按核心素养四个维度设计如表2所示。

1.3    理顺脉络，明确主题

基于单元教学逻辑理顺单元知识脉络，通过综合分析单元的知识结构和核心素养目标，明确单元的主题。单元学习主题需要承担桥梁作用，连接课标和具体内容，比如贯穿“电能”单元的主题线索是电池，主要基于以下几点原因：（1）能量转化有很重要的一部分是在电池内部发生的，即通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能，这种本领与电池本身有关，从而提出电池电动势的概念。（2）闭合电路的欧姆定律包括外电路，也包括内电路（电池内部）。（3）本单元的实验探究也是测量电池的电动势和内阻。电池对学生而言，有一定的认识基础，但又不完全了解，将电池作为联系整个单元的线索，成为单元主题较为合理。单元主题设定可以生动有趣，例如“电池知多少”“熟悉而陌生的电池”等。

2    以学习主题引领任务，实现单元教学项目化

主题确定后，根据单元主题，设计单元核心大任务。大任务是基于单元核心内容和关键问题而设定的。大任务能统领整个单元，以“电能 能量守恒定律”单元为例，闭合电路的欧姆定律是本章的核心知识，是整个高中电学部分最重要的物理规律之一，延伸和完善了部分电路的欧姆定律，是分析实际电路和复杂电路的基础［３］。闭合电路中的功能关系和能量守恒定律是该定律的来源，测定电池的电动势、内阻是该定律的重要应用。综合以上分析，闭合电路的欧姆定律正是该单元的核心大任务。另外，定律的“来源”和定律的“应用”也各设定为一个任务。

大任务是整体规划的结果，教学还需从整体放眼于局部，把大任务拆解成一系列具有关联性、启发性、合作性、趣味性、可操作性的小任务。小任务设置需要遵循学生学习顺序，能够满足知识的结构性，促进学生思维模式的习得、迁移创新能力的发展和学习内在动机的提升。图1为“电能 能量守恒定律”单元的任务图解。

3    以深度学习为导向，实现单元任务情境化

深度学习的单元教学要求学生实现沉浸式学习，而任务或活动情境化有利于激发学生的学习兴趣，使学生已有的生活经验与物理概念、规律建立意义联系，培养和提高学生运用物理规律分析和解决实际问题的能力。任务情境设计可以是问题情境、实验情境或生活中的实际情境等。通过合理的情境设计活动，激发学生对于解决物理问题的兴趣和热情，促进学生进行深度思考，实现深度学习，培养学生的核心素养。表3为“电能 能量守恒定律”的单元重要任务情境设计范例。

教师通过任务情境表格的设计与制订，能够明晰整个单元教学活动的重难点。通过不断筛选与完善情境的创设，使学生高度参与课堂活动，在围绕主题的不同情境中解决具体问题，实现深度学习，进而实现学生核心素养的培养与渗透。

4    结束语

综上所述，深度学习为导向的单元学习活动实施路径可以总结为：以目标规划主题，以主题引领任务，以情境建构任务，这是一种创新式项目化学习策略，有利于提升学生构建物理概念和规律以及解决实际问题的能力，有利于落实对学生学科核心素养的全面培养。单元教学实施过程中，需要关注学生的认知规律和学习顺序，坚持以学为中心，充分调动学生的学习兴趣和探究物理问题的热情，把提高学生的核心素养设为终极目标，从而实现教与学方式的深度变革。

参考文献：

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

［２］任虎虎.指向深度学习的高中物理大概念教学策略——以“牛顿第一定律”教学为例［J］．物理通报，２０２０（１０）：１９－２2.

［３］人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书物理必修第三册 教师教学用书［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０１９.

（栏目编辑    刘   荣）