基于核心素养的高中物理单元教学设计研究

詹传华

摘 要：本研究以“电磁感应”单元为例，探讨了基于核心素养的高中物理单元教学设计，旨在通过系统性的设计与实践，推动单元教学效果的最优化，培养教师的单元意识，促进学生核心素养的发展。总结了基于核心素养的“电磁感应”单元教学设计的效果，并提出了相应的反思与改进建议。研究最后总结，强调了基于核心素养的单元教学设计对于高中物理教育的重要性与价值，为未来单元教学的发展提供了有益的借鉴。

关键词：核心素养；高中物理；单元教学设计；电磁感应；教学实践

随着教育理念的不断发展，核心素养逐渐成为教育教学的重要目标。在高中物理教育中，如何融入核心素养，实现教学效果的提升和学生综合素质的培养成为一个亟待解决的问题。因此，本研究选择“电磁感应”单元为例，探讨如何基于核心素养进行教学设计，以期为高中物理教育提供有益的借鉴。

一、核心素养下高中物理单元教学设计的意义

（一）单元教学设计有助于实现单元教学效果最优化

单元教学设计在高中物理教育中具有重要的意义，其中之一便是有助于实现单元教学效果的最优化。教师通过精心设计单元教学，可以获得操控教学时空资源的自由度，从而创造更为理想的教学环境，促进学生全面发展。在传统的教学模式下，课程内容可能被割裂开来，难以形成有机的知识体系。而通过单元教学设计，教师可以将相关知识有机地融合在一个单元中，使学生更好地理解知识之间的联系和内在逻辑。例如：在“电磁感应”单元中，教师可以将电磁感应的基本原理、应用场景以及相关实验等内容有机地结合起来，帮助学生形成系统性的知识框架。在传统教学中，每节课往往是独立的，课与课之间的衔接不畅，而通过单元教学设计，教师可以将各个课时之间的逻辑联系清晰地呈现出来，使学生能够更好地理解知识的发展脉络和演变过程[1]。

（二）单元教学设计有助于教师单元意识的形成

在高中物理教育中，基于核心素养的单元教学设计不仅有助于学生的全面发展，同时也对教师的专业发展和教育观念的提升具有重要作用。其中，单元教学设计有助于教师单元意识的形成，这是教育教学中的一个关键概念，涵盖了整体意识、目标意识、关联意识和创新意识等方面。整体意识是指教师能够从整体上把握教学内容，将各个知识点、概念和技能有机地融合在一个单元中。通过单元教学设计，教师需要考虑如何将各个教学要素有机结合，形成一个有机的教学整体。以“电磁感应”单元为例，教师需要将电磁感应的基本概念、原理、应用等内容融合在一个整体中，使学生能够全面理解电磁感应的内在联系和综合应用。

（三）单元教学设计有助于学生核心素养的发展

在高中物理教育中，核心素养下的单元教学设计在培养学生全面素养方面具有重要意义，尤其是在学生核心素养的发展方面。单元教学设计不仅仅是知识的传递，更是一种结构化的教育过程，它能够在多个层面促进学生的学科素养、科学思维和社会责任意识的发展。单元教学设计为学生呈现了一个结构化的知识体系，有助于学生学科知识体系的构建和科学观念的形成[2]。在一个完整的单元中，学生可以逐步掌握相关的物理概念、原理和技能，形成系统性的学科认知。以“电磁感应”单元为例，学生可以通过学习电磁感应的基本概念和应用，逐步建立起有关电磁现象和电磁场的认知结构，从而培养其对物理学科的整体把握能力。通过实际操作、实验探究和问题解决，学生能够亲身体验科学研究的过程，培养探究问题、分析数据和得出结论的能力。在“电磁感应”单元中，学生可以进行电磁感应实验，观察和分析实验现象，从而培养科学思维和实验设计的能力。

二、基于核心素养的“电磁感应”单元设计及实践反思

（一）构建引领性的单元主题

在高中物理教学中，构建引领性的单元主题是基于核心素养的“电磁感应”单元设计的重要一环，通过精心构建主题，教师能够引导学生深入探索与理解电磁感应领域的知识，从而激发学生的学习兴趣和求知欲。在构建引领性的单元主题时，教师需从单元地位和作用两个方面进行深入分析，明确单元教学的价值和意义。教师应综合考虑课程标准、教材以及教师参考书等教学资源，深入研读相关内容，从中抽取出“电磁感应”单元的核心概念和主要内容。在初步确定单元内容的基础上，教师应进一步从学科发展和学生素养的角度分析“电磁感应”单元的教学价值，为构建引领性主题提供有力支持[3]。

重组“电磁感应”单元的内容，提炼核心观念，并绘制观念体系结构图。教师应根据学生的认知发展顺序，将单元内容进行分类整理，分为现象、概念及规律、思维和方法以及应用四个层面。在此基础上，教师可以从物理观念的角度出发，选择能量观念作为“电磁感应”单元的核心觀念，并绘制相关的观念体系图，以此来引导学生对知识进行深入思考和整合。最后，通过形成主题单元，教师可以从学生的学科素养发展角度，对重组的单元内容进行整体分析，从而确定最终的单元主题。教师应考虑学生的学习特点和认知规律，选择能够激发学生兴趣和探索欲望的主题，使其在学习过程中能够积极参与、深入思考，并形成对“电磁感应”领域的综合性认知。在实际教学中，构建引领性的单元主题需要教师充分理解学生的学习需求和心理特点，结合课程标准和教材内容，精心设计主题，引导学生在探索中形成深刻的认识。同时，在教学过程中，教师还应根据学生的反馈和表现，及时进行调整和优化，确保单元教学的效果最大化，使学生能够在探究中获得知识，培养科学思维，发展核心素养。

（二）重构统领性的单元目标

在基于核心素养的“电磁感应”单元设计及实践中，重构统领性的单元目标是至关重要的一环，通过精心设计单元目标，可以有效引导学生在学习过程中形成科学思维，培养综合素养，达到更高层次的学科认知和能力发展。首先，重构统领性的单元目标需要从学生的认知起点和非智力因素两方面进行综合分析。教师应根据教材编排和学生的认知发展顺序，明确学生在学习“电磁感应”单元前已掌握的知识基础和能力水平。这包括学生对电场、磁场、安培力和洛伦茨力等相关概念的认识，以及合作和探究能力的初步发展[4]。这些分析有助于教师深入了解学生，为重构单元目标提供基础。第二步是从新课标目标要求的呈现、解构和素养发展三个方面对单元目标进行重构。教师应全面考虑新课标中关于“电磁感应”单元的目标要求，结合学生的学情和认知水平，确立单元目标。通过解构目标，教师可以从物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度和责任等维度进行详细划分，以突出培养学生的科学思维和综合素养，这样的重构可以使单元目标更加明确、具体，有助于学生在学习中更好地理解和实现。

第三步是对单元教学的重难点进行深入解析。教师应结合学生的认知特点，明确“电磁感应”单元教学中的重要内容和难点。从基本要求、能力发展和解决策略三个方面，教师可以对教学重难点进行罗列和分析，为教学提供指导。在解析的基础上，教师还应提出具体的解决策略，包括教学方法、学习资源、辅助工具等，以帮助学生克服困难，实现单元目标。通过以上的操作，教师可以在“电磁感应”单元的设计与实践中重构统领性的单元目标，实现学生科学思维的展现。教师通過对学情的分析，对目标的解构以及对教学重难点的深入解析，为学生提供了明确的学习方向和目标，引导学生在学习过程中逐步形成科学思维和综合素养。这种重构统领性的单元目标的方式，有助于提升学生的学科素养，促进核心素养的全面发展。

（三）创设真实性的单元情境

在“电磁感应”单元的设计与实践中，创设真实性的单元情境是至关重要的，它能够激发学生的兴趣和好奇心，帮助他们深入理解和掌握相关概念和规律。我们来思考一个问题：磁能能否生电？这个问题引发了学生对磁能与电能之间的联系的思考，从而引出了“电磁感应”这一重要的物理现象。通过探讨这个问题，可以引导学生思考磁场与电场的相互关系，培养他们的科学思维。进一步让学生思考感应电流的产生与磁场的哪个量的变化有关。通过实际案例和实验，可以帮助学生理解磁通量的概念，从而引导他们发现磁场变化导致感应电流的产生。这样的情境设计能够让学生亲身体验物理现象，培养他们的实践探究能力。接着，探讨电磁感应产生感应电流的方向与哪些因素有关。通过引导学生运用右手定则，探究磁场和导体运动之间的关系，可以使他们更好地理解感应电流方向的规律。同时，教师可以引导学生思考外界磁场的变化对感应电流方向的影响，培养学生的逻辑推理能力。在深入讨论中，可以引导学生探究电磁感应产生感应电动势的大小与哪些因素有关。通过实验和观察，学生可以发现感应电动势的大小与磁场变化速率以及线圈匝数之间存在关系。这样的情境设计能够激发学生的实验兴趣，促使他们主动探究规律。将电磁感应现象分类，分析感应电动势产生的原因，有助于学生对这一现象有更全面的认识。通过比较不同情境下的感应现象，学生可以理解感应电动势产生的本质机制，进而掌握相关的概念和原理。

在“电磁感应”单元的设计中，创设真实性的单元情境可以通过提出引人思考的问题，进行实际案例分析，引导学生亲身实践和探究，从而激发学生的学习兴趣和好奇心，培养他们的科学思维和实践能力。这种情境设计方式有助于将抽象的物理概念与实际情境联系起来，帮助学生更深刻地理解和掌握“电磁感应”这一重要内容。

（四）开展整体性的单元规划

开展整体性的“电磁感应”单元规划是确保教学连贯性和有效性的重要步骤，它可以使学生在整个单元内获得系统性的学习体验，培养综合素养。通过运用新课型，进行单元课时的划分。在进行单元规划时，可以从单元课型、课时名称、课时内容、课时任务、课时数等方面入手。以“学习路径+问题+结论”的形式进行课时的命名，能够明确课时的重点和目标。例如：可以命名一个课时为“实验探究（学习路径）：影响电磁感应产生感应电动势大小的因素（问题）——法拉第电磁定律（结论）”。同时，根据课时内容和任务特点，将课时划分为能力培养和能力展示两类课型，以适应不同的教学需求和学生学习特点。绘制单元教学结构图，展现课时之间的顺序和关联，通过绘制教学结构图，可以清晰地展示整个单元内各个课时的安排和学习路径，这有助于教师和学生更好地把握整体教学进程，厘清学习内容之间的逻辑关系，从而形成系统性的知识结构。

在进行整体性的单元规划时，需要充分考虑学生的认知特点和学习习惯，确保教学过程的合理性和连贯性。通过不同课型的划分和课时的安排，能够使学生在实验探究、合作探究和探讨等不同环节中获得丰富的学习体验，培养他们的科学思维、实验能力、合作能力以及问题解决能力。通过开展整体性的“电磁感应”单元规划，可以使教学更加有条理，学习更加系统化，培养学生的多方面素养，这种规划方式有助于将各个课时有机地串联起来，形成一个完整的学习路径，从而促进学生对“电磁感应”这一物理现象的深入理解和掌握。

（五）设计“教、学、评一体化”的单元课时

设计“教、学、评一体化”的“电磁感应”单元课时是为了在教学过程中有效地达到学习目标，并综合考虑学生的学习需求和能力发展。第一步，确定每一课时的学习目标。课时学习目标应该清晰明确，包含了学习内容、学习方法以及学习水平等方面。每个目标都应体现物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任这四个维度。例如：可以确定一个学习目标为：“通过探究影响感应电流方向因素的实验，归纳推理得出楞次定律，能够用楞次定律判断感应电流的方向，解决相关实际问题。”第二步，创设课时的导入情境。每节课时都应有一个引人入胜的导入情境，以激发学生的兴趣并引起他们的思考。这可以是与单元情境相关的故事、问题，也可以是实验情境，旨在吸引学生的注意力并引导他们进入学习状态。例如：可以用一个精彩的实验来引入课时，让学生亲自参与并观察感应电流的产生过程。第三步，设计课时的教学活动。根据学习目标和导入情境，设计一系列具体的教学活动，以帮助学生达到预定的目标。这些活动可以包括实验探究、小组讨论、问题解答、案例分析等多种形式，以培养学生的实验能力、合作能力、分析能力和解决问题的能力。第四步，融入评价与反馈。在教学过程中及时进行评价，以检查学生的学习情况和理解程度。可以采用问答、小测验、讨论等方式进行评价，从而及时发现学生的困惑并加以解决。同时，给予积极的反馈，鼓励学生的努力并指出改进的方向，以促进他们的学习进步。设计“教、学、评一体化”的“电磁感应”单元课时，需要充分结合学生的认知特点和学习需求，确保教学活动的连贯性和有效性。通过设定明确的学习目标、精心创设导入情境、设计多样化的教学活动以及及时的评价与反馈，可以使每节课时都成为学生全面发展的机会，促进他们的知识积累、思维能力和科学素养的提升。

结束语

基于核心素养的高中物理单元教学设计在促进学生综合素质培养方面具有重要价值。通过本研究的探讨与实践，我们深刻认识到单元教学设计对于教学效果的影响，教师的单元意识在其中起到关键作用。同时，通过设计引领性的主题、重构统领性的目标、创设真实性的情境等手段，可以有效地培养学生的核心素养。然而，我们也意识到在实践中还存在一些问题和挑战，需要进一步不断地完善和改进。总之，基于核心素养的高中物理单元教学设计是一个值得探索和深化的方向，将为高中物理教育的提升与发展做出积极贡献。

参考文献

[1]李明.核心素养与高中物理教学融合研究[J].教育现代化，2021（18）：45-47.

[2]张红.单元教学设计对学生核心素养的影响研究[J].教育教学论坛，2022（12）：56-59.

[3]赵阳.高中物理教学中核心素养培养策略研究[J].现代教育技术，2021（5）：38-41.

[4]王志国.基于核心素养的高中物理单元教学设计与实践[J].教育科研，2020（3）：28-31.