李凱波

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》凝煉了核心素養(yǎng)，給教學(xué)分析帶來(lái)更豐富的維度，并對(duì)物理教學(xué)提出了更高的要求，從大概念、大思路出發(fā)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)成為教研的重要內(nèi)容。

1.單元教學(xué)設(shè)計(jì)的原則

一是基于課標(biāo)要求，對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行“重構(gòu)”，解讀教材、分析教學(xué)內(nèi)容、挖掘?qū)W習(xí)價(jià)值，即挖掘知識(shí)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的核心素養(yǎng)目標(biāo)和物理學(xué)的思想方法。例如，“電磁感應(yīng)與電磁波初步”單元蘊(yùn)含豐富的核心素養(yǎng)和科學(xué)方法，在教材分析中可以充分挖掘，并引導(dǎo)教師對(duì)應(yīng)具體知識(shí)設(shè)計(jì)具體素養(yǎng)目標(biāo)。

二是基于學(xué)科特征，梳理內(nèi)容并進(jìn)行分類，厘清各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系和層級(jí)關(guān)系，建構(gòu)起一個(gè)相互聯(lián)系的有序整體，從而明確教學(xué)重點(diǎn)和實(shí)施策略?！半姶鸥袘?yīng)與電磁波初步”單元知識(shí)分為三個(gè)層級(jí)：層級(jí)一是“電生磁”，包括課本中的第一節(jié)“磁場(chǎng)磁感線”與第二節(jié)“磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量”，介紹磁場(chǎng)的主要概念及磁現(xiàn)象的電本質(zhì);層級(jí)二是“磁生電”，即第三節(jié)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用”，探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，認(rèn)識(shí)到電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流;層級(jí)三是電磁場(chǎng)應(yīng)用，包括第四節(jié)“電磁波的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用”和第五節(jié)“能量量子化”，從運(yùn)動(dòng)和相互作用的角度理解變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)形成統(tǒng)一不可分割的電磁場(chǎng)，從能量的角度介紹電磁波能量量子化的特征。

三是基于學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，展現(xiàn)知識(shí)形成、發(fā)展和應(yīng)用的過(guò)程，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與活動(dòng)的積極性和創(chuàng)造性。因此，單元教學(xué)的學(xué)情分析可以結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為主線，關(guān)注學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知特點(diǎn)等，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面分析，為找準(zhǔn)教學(xué)起點(diǎn)和設(shè)計(jì)活動(dòng)任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

2.單元具體學(xué)情分析

物理觀念方面，學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象，在高中階段，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的學(xué)習(xí)，初步建立了“場(chǎng)”的概念;知道閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線能夠在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，對(duì)電與磁間的相互作用有初步的了解。

科學(xué)思維方面，通過(guò)靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步掌握了研究“場(chǎng)”的方法。對(duì)理想化模型法等科學(xué)方法較為熟悉，能夠基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)推理。

科學(xué)探究方面，學(xué)生可以類比電場(chǎng)強(qiáng)度的建立過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)推理建構(gòu)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理磁感應(yīng)強(qiáng)度。學(xué)生在初中時(shí)探究過(guò)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，需要在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)思維相結(jié)合，得出感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面，通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生產(chǎn)生了學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)對(duì)電磁學(xué)相關(guān)的物理學(xué)史有了一定的了解，挖掘并學(xué)習(xí)科學(xué)家在科學(xué)研究中尊重事實(shí)、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。

3.單元教學(xué)設(shè)計(jì)的操作框架和具體要素

在原有教學(xué)設(shè)計(jì)框架的基礎(chǔ)上，依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，完善單元教學(xué)設(shè)計(jì)操作框架（見(jiàn)下圖），指導(dǎo)教師依據(jù)此框架的要素和流程撰寫(xiě)單元教學(xué)設(shè)計(jì)，使單元教學(xué)設(shè)計(jì)理念真正落地。

單元教學(xué)設(shè)計(jì)操作框架及要素

在單元教學(xué)設(shè)計(jì)框架中，“學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)”要素是體現(xiàn)學(xué)生主體地位的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)單元教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。要引導(dǎo)教師創(chuàng)設(shè)與單元主題相關(guān)的盡可能真實(shí)的問(wèn)題情境，以科學(xué)探究、問(wèn)題解決為立足點(diǎn)，整體規(guī)劃學(xué)科核心素養(yǎng)，選擇學(xué)習(xí)方式和活動(dòng)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)策略、提供學(xué)習(xí)資源，并設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生活動(dòng)的評(píng)價(jià)反饋，體現(xiàn)目標(biāo)、活動(dòng)和評(píng)價(jià)的一致性。

例如，“電磁感應(yīng)與電磁波初步”單元的層級(jí)一“磁場(chǎng)的描述及其本質(zhì)”的學(xué)習(xí)過(guò)程設(shè)計(jì)包括六個(gè)方面。一是問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)。創(chuàng)設(shè)三種相互作用的情形：通電導(dǎo)線使小磁針偏轉(zhuǎn);磁鐵對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用;兩條平行放置的通電導(dǎo)線之間有力的作用。由此情境提出問(wèn)題：以上兩個(gè)物體間的相互作用是如何產(chǎn)生的？通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)有何特點(diǎn)？我們?cè)撊绾涡蜗蟮孛枋龃艌?chǎng)？磁鐵和電流的磁場(chǎng)是否有相同的起源？磁場(chǎng)對(duì)哪些物體有力的作用？如何定性比較磁場(chǎng)的強(qiáng)弱？類比電場(chǎng)的研究方法，設(shè)計(jì)定量描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的方案。二是知識(shí)內(nèi)容安排，包括簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)、磁場(chǎng)的性質(zhì)、磁感線、安培定則、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量。三是物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展規(guī)劃。通過(guò)簡(jiǎn)單磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，豐富學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)，發(fā)展物質(zhì)觀;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流、螺線管周圍的磁場(chǎng)，通過(guò)類比的方法，建構(gòu)磁感線理想模型;類比人口密度建構(gòu)磁感線密度，定性比較磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，引入磁通量的概念等。四是學(xué)習(xí)方式指導(dǎo)。通過(guò)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，模擬電流周圍的磁場(chǎng)分布，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納推理出安培定則;小組討論設(shè)計(jì)定量描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的方案，然后觀看教師演示實(shí)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)視頻，探究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)科學(xué)推理定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念;學(xué)生自主閱讀教材，了解歷史上科學(xué)家們對(duì)電與磁的聯(lián)系的探索。五是學(xué)習(xí)難點(diǎn)突破。本層級(jí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是安培定則的得出和應(yīng)用，以及磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立。可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行突破：通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)探究得出電流周圍的磁場(chǎng)分布;通過(guò)立體的圖片和視頻幫助學(xué)生建構(gòu)磁場(chǎng)的空間分布;通過(guò)總結(jié)歸納得出安培定則;通過(guò)自制模型幫助學(xué)生將立體圖轉(zhuǎn)化成側(cè)視圖和俯視圖;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的特點(diǎn)。六是學(xué)習(xí)反饋評(píng)價(jià)。采用課前診斷的方式，考查學(xué)生對(duì)通電螺線管的磁場(chǎng)和磁鐵周圍磁場(chǎng)的理解。通過(guò)討論、課堂練習(xí)、課后作業(yè)等方式重點(diǎn)對(duì)場(chǎng)的研究方法、安培定則、磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)。