核心素养导向下的高中物理大单元教学策略

周玲

摘要：高中物理课程兼具实践性、基础性，是培养学生核心素养的重要课程之一。文章简要介绍了核心素养的组成，论述了核心素养导向下的高中物理大单元教学策略，并对核心素养导向下的高中物理大单元教学评价进行了进一步分析，希望为高中物理核心素养培养任务的达成提供一些参考。

关键词：核心素养；高中物理；大单元教学

物理核心素养是核心素养结构模型的重要组成部分，以往的物理教学模式存在一定的弊端，而大单元教学更加契合学生物理核心素养的培养要求。因此，探究核心素养导向下的高中物理大单元教学策略具有非常突出的现实意义。

1   高中物理核心素养概述

高中物理核心素养是对国家教育总体目标的具化，也是高中物理课程体系目标制定的依据。高中物理核心素养涉及社会参与（公民道德、社会责任、国际理解、国家认同）、自主发展（科技与信息、语言与沟通、人文与审美）、文化修养（自我管理、身心发展、问题解决与创新）几个领域，涵盖了物理观念与应用、科学思维与创新、科学态度与责任、科学探究与交流几个维度。其中，物理观念与应用维度主要包括运动观及其应用、物质观及其应用、相互作用观及其应用；科学思维与创新主要包括质疑创新、科学论证、模型建构、科学推理；科学态度与责任主要包括科学态度、科学本质、科学伦理等；科学探究与交流主要包括问题、证据、解释、交流几个要素。物理核心素养体系中各项要素并非彼此独立发挥作用，而是一个整体；各项要素之间存在联系，但在不同情境下又存在一定差异。

2   核心素养导向下高中物理大单元教学策略探讨

2.1物理观念与应用导向下的大单元教学

对于不同的物理知识而言，其蕴含的核心观念、承载的应用任务各有侧重，所以学生物理观念与应用素养形成的方式也各有不同。此时，教师需要立足于物理课堂教学，构建多类型习题课，以匹配学生对不同物理观念及应用的认识、了解和掌握。从高中物理大单元教学类型来看，包括基于模型的基础概念课、基于任务的方法技巧课。其中，基于模型的基础课主要是借助习题形式对物理观念的理解与运用，依托不同问题情境，融入物理观念与应用特征，促使学生完成对物理观念表象到纵深的理解。比如，在人教版2019物理必修三“静电场及其应用”的教学过程中，这是电磁学的第一章，更是高中阶段电学承上启下的模块，与学生日常生活存在紧密的联系。学生亲身体验较多，但是因部分内容较为抽象，导致其对电场的认识仍停留在表象层面，无法对电场形成准确的认知。基于此，教师可以聚焦学科本质思想，结合学生认知基础，由干燥天气衣服表面易吸附灰尘、与头发摩擦过的气球可以吸附到墙上、与头发摩擦后的塑料尺可以吸起纸屑等生活现象导入，在学生认知正负电荷与电荷守恒定律的基础上，指导学生学习单个正负点电荷电场、匀强电场，进而引入等量同种电荷电场、异种电荷电场与匀强电场叠加模型。学生在模型中学习核心概念，能够真正从物理视角了解客观事物的本质属性、相互关系及内在规律，从而奠定物理观念与应用素养形成的基础。

基于任务的方法技巧教学主要是通过习题对物理学科的常用方法、技巧进行归纳、提炼，促使学生形成物理知识的应用意识与应用能力。例如，在人教版2019高中物理必修一“运动和力的关系”的教学过程中，教师可以牛顿运动定律在力学系统中的应用方法与技巧为重点，从运动与相互作用切入，设计涵盖力学系统受力分析、非平衡、平衡问题的任务群。任务群落实学习进阶原则，由“力学系统平衡问题”过渡到“力学系统非平衡问题”两类物理问题。基于此，教师可以逐次展示“两物体均处于静止状态”“两物体一静止一匀速直线运动”“两物体均沿同方向匀速直线运动”“两物体沿反方向匀速直线运动”“两运动物体具有相同加速度”“两运动物体具有不同加速度”的任务。在设计进阶任务后，启发学生自行或者合作分析受力，促使学生顺利形成运动与相互作用观、整体与系统观以及物理应用观。

2.2科学思维与创新导向下的大单元教学

科学思维与创新素养是以思維为核心、创新解决结构不良问题的心理特征，需要调动脑、身、心各个部位，并在阐述、判断、分析、评测过程中开展高认知水平的心智活动。科学思维与创新素养是一种复合型素养，囊括了创新性、逻辑性、综合性、批判性等多种思维方式。具备科学思维与创新素养的学生可以在学习中主动应对复杂问题，并从新的角度思考问题的解决方法，持续思考，能动省察，及时调整策略，最终得出正确结论。

培养学生科学思维与创新素养不可一蹴而就，是一个循序渐进的过程，需要依托真实情景建立知识与生活的联系。因为真实情景中的物理问题多属于结构问题，所以解决真实情景中的问题需要学生运用综合思维，经历曲折复杂的思考过程，打通课程理论与真实生活的关卡，在解决问题中提升科学思维与创新素养。比如，在人教版2019高中物理必修二“圆周运动”的教学过程中，教师可以将真实情景问题作为抓手，营造思维困境，激发高中生的质疑态度，启发高中生思维发散，促使高中生打破以往错误观点，并主动拓宽原有知识领域，提升其科学思维与创新素养。具体到课堂教学中，教师可以将圆周运动与游乐场内的旋转飞椅联系起来，教师展示游乐场中旋转飞椅的图片，根据情境提炼具有指向性的问题：“游乐场旋转飞椅项目中，如何建立人的运动模型？”或者“最外圈和最内圈人的线速度之比是多少？”“最外圈人运动的角速度是多少？最内圈人呢？”基于真实情景问题为学生提供批判思考的机会，促使学生围绕游乐场旋转飞椅运动持续深入探索，系统学习圆周运动物理量，如周期、角速度、线速度等，进而指导学生恰当描述游乐场旋转飞椅做圆周运动时速度的快慢，引导学生观察游乐场旋转飞椅的转速，要求学生判定游乐场旋转飞椅是否为匀速圆周运动。在这个基础上，以游乐场旋转飞椅细绳偏转一定角度为依据，教师可以带领学生探讨飞椅旋转运动过程中半径、角速度、线速度之间的关系，并渗透向心加速度、周期、向心力等概念。教师在概念知识教学的基础上，要求学生根据已有经验，并结合情境中人体尺寸、旋转飞椅结构尺寸，尝试描述人体运动半径、运动时间信息，在现有信息支持下根据圆周运动规律解决问题。在解决问题的过程中，学生可以经历物理问题初始条件提炼、模型搭建、信息汇总、估测验证等几个环节，在提升学生学以致用能力的基础上，逐步由知识学习过程进入科学思维与创新能力提升的过程。

2.3科学态度与责任导向下的大单元教学

科学态度与责任素养表现为学生深刻认识科学本质，且科学态度良好，并在正确理解科学、技术、环境、社会关系的基础上形成正确的科学态度、高度负责的意识。考虑到高中物理知识具有分散特点，部分学生大脑内无法记忆一系列不相关的信息，也无法挖掘相关信息蕴含的价值。教师可以利用框架式教学方法，在知识框架内，结合物理知识之间的内在联系，打造逻辑链，为学生提供知识理解的脉络，在降低学生知识记忆难度的同时，便于学生顺利构建大单元知识结构，以此奠定科学态度与责任素养的基础。例如，在人教版2019高中物理“静电场中的能量”的教学过程中，立足知识框架，教师可以要求学生寻找生活中存在静电场的场景，并引出实际问题：“电子制作当中需要用到各种各样的电容器，电容器在电路中发挥着不同的作用，本质上是储存电荷的容器，虽然电容器种类繁多、发挥作用不一，但其基本结构和原理相似，你知道生活中都有哪些电容器吗？它们的特性都是什么？”问题提出后，要求学生立足物理视角分析、解释、回答问题，便于学生在回答问题的过程中更加深入地理解物理的实际意义，进而在学有所用的过程中形成社会责任意识。

2.4科学探究與交流导向下的大单元教学

物理学科核心素养是过程与方法、知识与技能、情感态度与价值观目标整合的成果，全面彰显物理学科特色，从整体层面描述学生发展方向。在课程教学中，教师需要以大单元为单位，整体设计课程。高中物理教学中的大单元是按照一定目标、主题所构成的教材知识单元与项目实践单元，知识单元基础为系统化学科知识，项目单元基础是主题式活动，主题式活动为学生科学探究与交流素养的形成提供了充足的支持。因此，教师应立足单元主题，结合课程标准、教学经验、学生实际学习情况，严谨推敲大单元探究项目与核心任务，进而引导学生在学习活动中反复探求有关大单元主题的项目，认识单元主题的本质。

3   核心素养导向下高中物理大单元教学评价

在大单元教学接近尾声时，教师可以综合利用过程性评价、发展性评价、终结性评价等手段，对学生所学的基础知识、技能以及物理学科核心素养形成情况进行评价。其中，过程性评价主要是面向物理课堂的教学活动，从物理概念、方法、原理塑造过程着手，有效设问，将教学重难点融入问题中，汇总知识，有效评判学生的科学思维与科学观念、科学探究能力；发展性评价则是全面考查学生的学习表现，常见评价方式为课时作业、专题研究、专题训练，评价对象是教学内容的复习、新授课内容、教学复习课等。教师应根据班级多数学生的学习情况，合理调整作业量与作业难度，优选研究性、探究性习题，有效评估学生科学探究能力。习题可以用文字作答，也可以动手操作验证，具体测试中可适当增加动手操作比重，进一步契合核心素养导向；终结性评价是核心素养落地的直接保障，其评价内容需要涵盖全部试题，收集与物理学科核心素养存在联系的信息，同时关注学生分数与整体作答情况，追溯学生学科核心素养的不足，为下一阶段高中物理大单元教学改革提供依据。

综上所述，物理核心素养是深化基础教育课程改革的动力，与高中物理课堂立德树人目标的落实有着紧密的联系。大单元教学是指以物理知识为支撑、以单元主题为内核、以学生深度学习为导向的课程，具有内容衔接度高、趣味性强、形式多样的特点。因此，教师应借助新一轮基础教育改革契机，落实核心素养导向，细化完善物理大单元教学体系，在大单元教学中帮助学生养成适应个人终身发展的人格品质与适应社会发展的关键能力。

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