洪巧玲

摘 ? 要：基于對高考評價(jià)體系中“必備知識”和課程標(biāo)準(zhǔn)中“物理觀念”的理解，針對高三一輪復(fù)習(xí)現(xiàn)狀，提出了基于“觀念建構(gòu)”的知識模塊重構(gòu)，即通過單元設(shè)計(jì)，利用核心概念串起零碎的基礎(chǔ)概念，幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，形成解決物理問題的基本方法和思路，形成物理觀念。

關(guān)鍵詞：物理觀念;單元設(shè)計(jì);核心概念

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2022）2-0005-6

1 ? ?問題提出的背景

1.1 ? ?高考評價(jià)體系“四層”中的“必備知識”的理解

2020年1月，教育部考試中心研制并發(fā)布了《中國高考評價(jià)體系》和《中國高考評價(jià)體系說明》，該體系是高考命題、評價(jià)與改革的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指南。高考評價(jià)體系指出高考的考查內(nèi)容，即“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識”，提出了“必備知識”的概念[1]。

物理學(xué)科的必備知識是由物理科的基本事實(shí)、基本概念、基本規(guī)律、基本方法組成的學(xué)科基礎(chǔ)知識體系。物理科考試的必備知識是物理課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必修和選擇性必修的內(nèi)容。物理科考試內(nèi)容改革強(qiáng)調(diào)必備知識，并不是強(qiáng)化對知識的死記硬背以及對孤立的、靜態(tài)的知識點(diǎn)的考查，而是要求學(xué)生掌握在物理關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成過程中必須具備的可遷移的知識[2]。

1.2 ? ?物理課程標(biāo)準(zhǔn)“學(xué)科核心素養(yǎng)”中“物理觀念”的理解

物理課程標(biāo)準(zhǔn)中指出：物理觀念是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識;是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華;是從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)。物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念等要素?？梢?，物理觀念是從知識層面提出的，三個(gè)觀念概括了高中物理知識的三個(gè)領(lǐng)域，是理解應(yīng)用物理知識的大視角和主脈絡(luò)。學(xué)生具有“物理觀念”應(yīng)體現(xiàn)在三個(gè)方面，一是掌握了基本的物理概念與物理規(guī)律，二是能將所學(xué)的物理概念和物理規(guī)律系統(tǒng)化，三是能用系統(tǒng)化的物理知識來解決實(shí)際問題、分析問題，即能很好地將物理知識和實(shí)踐情境建立關(guān)聯(lián)。

1.3 ? ?目前高三一輪復(fù)習(xí)教學(xué)現(xiàn)狀

2018年，廣東、河北、遼寧、江蘇、福建、湖南、湖北、重慶成為第三批啟動(dòng)高考綜合改革省份。筆者所在廣東省采用“3+1+2”的新高考方案，物理采用學(xué)業(yè)水平選擇性考試，以卷面分（滿分100分）計(jì)入高考總成績。在物理以原始分計(jì)入高考總分后，物理學(xué)科的分?jǐn)?shù)顯得尤為重要。然而，在目前的高三一輪復(fù)習(xí)中，往往存在課時(shí)緊張、知識內(nèi)容多、復(fù)習(xí)進(jìn)度難以把握、學(xué)生復(fù)習(xí)收益不高、效果不如預(yù)期等難題。

2 ? ?基于“觀念建構(gòu)”重構(gòu)知識模塊

基于對高考評價(jià)體系中“必備知識”的理解和物理核心素養(yǎng)中“物理觀念”的理解，為提高高三一輪復(fù)習(xí)的效率，筆者提出了針對一輪復(fù)習(xí)課的基于“觀念建構(gòu)”的知識模塊重構(gòu)的教學(xué)策略。

2.1 ? ?“觀念建構(gòu)”的框架

蔡鐵權(quán)和鄭瑤[3]認(rèn)為，物理觀念是上位概念，物理觀念和一般的概念、事實(shí)經(jīng)驗(yàn)之間可以形成一個(gè)框架，并且相互之間緊密聯(lián)系。他們提出的在物理教學(xué)中物理觀念養(yǎng)成的框架如圖1所示：

高三學(xué)生經(jīng)過高一、高二兩年的物理知識學(xué)習(xí)，已經(jīng)完成了從事實(shí)經(jīng)驗(yàn)到概念規(guī)律的過程，即已有基本概念和基本規(guī)律。核心概念是基本概念基礎(chǔ)上的一種聚合，反映了部分概念的共性，展示了相關(guān)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，為物理觀念的形成提供了支架，可以看成基礎(chǔ)概念和物理觀念之間的橋梁。在一輪復(fù)習(xí)中，教師應(yīng)該重點(diǎn)把握核心概念的建構(gòu)，通過核心概念的整合，使學(xué)生養(yǎng)成從物理學(xué)的視角去解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題，并建構(gòu)成相對完整的對物理世界的認(rèn)知，即形成物理觀念。物理觀念形成后，可以更好地分析和解釋物理現(xiàn)象，有利于物理實(shí)際問題的解決，即達(dá)到應(yīng)用實(shí)踐，能完成應(yīng)用性試題。最后，學(xué)生能將所學(xué)的知識和方法合理地遷移到新的問題情境中去，同時(shí)還必須具備在質(zhì)疑的基礎(chǔ)上進(jìn)行批判性思維的能力，即達(dá)到遷移創(chuàng)新，能完成創(chuàng)新性問題的解決。

2.2 ? ?知識模塊的重構(gòu)

知識模塊的重構(gòu)即知識整合，知識結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化。良好的知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)是學(xué)生形成良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)的前提。只有教師形成了結(jié)構(gòu)化的課程內(nèi)容并進(jìn)行合理的教學(xué)引導(dǎo)，學(xué)生才有可能形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而形成物理觀念，達(dá)到學(xué)科素養(yǎng)的水平要求，能達(dá)到高考要求的必備知識和關(guān)鍵能力。

知識模塊的重構(gòu)以“單元教學(xué)”的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，在課堂教學(xué)中落實(shí)?！皢卧笔菂^(qū)別于“課時(shí)”而提出的，單元設(shè)計(jì)是課程開發(fā)的基礎(chǔ)單位。單元教學(xué)設(shè)計(jì)是在整體思維的指導(dǎo)下，將基于某一主題構(gòu)建出的單元內(nèi)容作為教學(xué)內(nèi)容，通過編制單元目標(biāo)及課時(shí)教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計(jì)連續(xù)的課時(shí)教學(xué)方案、進(jìn)行單元評價(jià)的環(huán)節(jié)來完成的復(fù)雜教學(xué)設(shè)計(jì)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)被認(rèn)為是“撬動(dòng)課堂轉(zhuǎn)型的一個(gè)支點(diǎn)”，成為近些年的研究熱點(diǎn)[4]。

在一輪復(fù)習(xí)中，教師要改變教學(xué)中就題做題、就題講題的低效教學(xué)行為，必須要有中觀層面的“單元”設(shè)計(jì)意識和能力。只有從微觀的課時(shí)設(shè)計(jì)走向中觀的單元設(shè)計(jì)，完成復(fù)習(xí)單元目標(biāo)的確定—課時(shí)計(jì)劃的解構(gòu)—課堂教學(xué)的實(shí)施—教學(xué)評價(jià)的設(shè)計(jì)，才能促使學(xué)生自主地構(gòu)建知識，引領(lǐng)學(xué)生走出“題海”，最終達(dá)成提升學(xué)生核心素養(yǎng)和培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力的教育目的。

3 ? ?實(shí)踐案例分享

下面，筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，介紹基于物理觀念中“運(yùn)動(dòng)與相互作用觀”的知識模塊重構(gòu)，分別以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”“相互作用”“運(yùn)動(dòng)與相互作用的關(guān)系”為主題的單元設(shè)計(jì)。

3.1 ? ?構(gòu)建學(xué)科核心概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元知識層級結(jié)構(gòu)，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化

學(xué)科核心概念是組織、整合學(xué)科內(nèi)容的少數(shù)關(guān)鍵概念，是基礎(chǔ)概念和物理觀念之間的橋梁。筆者在“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”為主題的單元設(shè)計(jì)中，提出了“宏觀物體的運(yùn)動(dòng)需要引入相應(yīng)的物理量描述，通過模型建立及簡化可以準(zhǔn)確描述特定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”核心概念。在此核心概念的統(tǒng)領(lǐng)下，構(gòu)建單元知識層級結(jié)構(gòu)（圖2），完成單元基本概念進(jìn)階學(xué)習(xí)，構(gòu)建“運(yùn)動(dòng)觀”。

筆者在“相互作用”為主題的單元設(shè)計(jì)中，提出了“用共點(diǎn)力的平衡解決問題”的核心概念。并以此概念統(tǒng)領(lǐng)該主題，完成一次純力學(xué)的受力分析訓(xùn)練。此核心概念是基于“運(yùn)動(dòng)與相互作用觀”的構(gòu)建而提出，是為強(qiáng)化學(xué)生用運(yùn)動(dòng)與相互作用關(guān)系的視角解決物理問題的本領(lǐng)，真正做到具有物理觀念，能應(yīng)用實(shí)踐、遷移創(chuàng)新，具有解決物理實(shí)際問題的能力。另外，筆者提出“用共點(diǎn)力的平衡解決問題”這一核心概念也是考慮到“力”與“運(yùn)動(dòng)”的緊密聯(lián)系，并認(rèn)為對物體的受力分析不能脫離運(yùn)動(dòng)，這與教材中所提到的分析物體受力的兩個(gè)思路（一是根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化來分析和判斷其受力情況，二是根據(jù)各種力的特點(diǎn)，從相互作用的角度來分析物體的受力）的第一個(gè)思路是吻合的，也是依據(jù)對教材的理解而提出的。在此核心概念的統(tǒng)領(lǐng)下，構(gòu)建單元知識層級結(jié)構(gòu)（圖3），完成單元基本概念進(jìn)階學(xué)習(xí)，構(gòu)建“相互作用觀”。

筆者在“運(yùn)動(dòng)與相互作用的關(guān)系”為主題的單元設(shè)計(jì)中，提出了“用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題”的核心概念，這里的牛頓運(yùn)動(dòng)定律指的是牛頓第一定律和牛頓第二定律，牛頓第三定律已經(jīng)在“相互作用”單元學(xué)習(xí)了。在此核心概念的統(tǒng)領(lǐng)下，構(gòu)建單元知識層級結(jié)構(gòu)（圖4），完成單元基本概念進(jìn)階學(xué)習(xí)，構(gòu)建正確的“運(yùn)動(dòng)與相互作用觀”。

通過以上三個(gè)實(shí)例，不難發(fā)現(xiàn)，在學(xué)科核心概念的統(tǒng)領(lǐng)下，重新構(gòu)建的單元知識層級結(jié)構(gòu)，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，能在課堂上大大減少學(xué)生的無關(guān)認(rèn)知加工，重點(diǎn)增加生成認(rèn)知的加工，促進(jìn)其形成良好的認(rèn)知，逐步建構(gòu)成相對完整的對物理世界的認(rèn)知，即形成物理觀念。

3.2 ? ?以單元知識層級結(jié)構(gòu)為教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，使觀念建構(gòu)落地課堂

單元知識層級結(jié)構(gòu)，打破了教師與學(xué)生“見樹木不見森林”的局面，使師生獲得“先有森林再有樹木”的整體感?；诖苏w感而進(jìn)行的單元教學(xué)設(shè)計(jì)，是具體的課堂實(shí)施，是使觀念建構(gòu)落地生根的保障。完整的單元教學(xué)設(shè)計(jì)包括單元教學(xué)目標(biāo)的確定、課時(shí)計(jì)劃的解構(gòu)、課堂教學(xué)的實(shí)施、教學(xué)評價(jià)的設(shè)計(jì)等要素。

3.2.1 ? ?復(fù)習(xí)單元目標(biāo)的確定及課時(shí)計(jì)劃

單元教學(xué)目標(biāo)的確定，需要依據(jù)以下三個(gè)方面：一是課程標(biāo)準(zhǔn)要求，二是單元學(xué)習(xí)主題與核心內(nèi)容，三是學(xué)生的學(xué)情表現(xiàn)。因此，制訂單元目標(biāo)及課時(shí)計(jì)劃時(shí)，重點(diǎn)在于教學(xué)內(nèi)容的細(xì)化、教學(xué)目標(biāo)的細(xì)化和教學(xué)重難點(diǎn)的把握三方面。以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的描述及其規(guī)律”為例，其具體的課時(shí)計(jì)劃如圖5所示，解構(gòu)為 5 個(gè)課時(shí)和 4 個(gè)主題。

3.2.2 ? ?創(chuàng)設(shè)問題情境，編制問題鏈，推進(jìn)課堂教學(xué)實(shí)施

高考評價(jià)體系中，明確指出情境與情境活動(dòng)是考查要求的兩類載體。單元教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)需要重視情境的創(chuàng)設(shè)，合適的情境是引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的前提。由于一輪復(fù)習(xí)的主要任務(wù)是夯實(shí)基礎(chǔ)、構(gòu)建知識體系，因此，基于問題情境編制一系列問題，緊扣教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)成邏輯嚴(yán)密的“問題鏈”，推進(jìn)課堂教學(xué)活動(dòng)，是使觀念建構(gòu)落地生根的行之有效的方法。以圖5課時(shí)計(jì)劃中的第4課時(shí)“生活中的勻變速直線運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容為例，設(shè)計(jì)如表1所示的課堂教學(xué)活動(dòng)。

3.2.3 ? ?教學(xué)評價(jià)的設(shè)計(jì)

評價(jià)是日常教學(xué)活動(dòng)的重要部分。適時(shí)、準(zhǔn)確的評價(jià)才能了解學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展情況，從而指導(dǎo)進(jìn)一步的教學(xué)活動(dòng)。這里所講的評價(jià)主要指課后作業(yè)設(shè)計(jì)。在“單元教學(xué)”復(fù)習(xí)課后，如果要使學(xué)生更加明確所復(fù)習(xí)的內(nèi)容，課后作業(yè)不可或缺。教師可以從以下兩方面改善作業(yè)的設(shè)計(jì)：

一是選用基于真實(shí)情境的習(xí)題，發(fā)揮課后習(xí)題的“提升素養(yǎng)”功能。如學(xué)完“豎直上拋”這一內(nèi)容后，可選用這道習(xí)題：

作業(yè)題：國際泳聯(lián)世界跳水系列賽富士站，在女子十米臺決賽中，中國選手張家齊以390.35分獲得第一名。張家齊在距水面10 m的跳臺上的最邊緣，她的重心離跳臺面的高度大約為1 m，當(dāng)她騰空躍起后其重心離跳臺面最大高度為0.2 m，下降過程中做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，這時(shí)她的重心離水面大約為1 m。不計(jì)空氣阻力，試估算從躍起到手觸及水面的過程中她完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間有多長？（g取10 m/s2，保留三位有效數(shù)字）。

這道習(xí)題需要學(xué)生提取有用信息，將人的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)，即建立質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型，同時(shí)依據(jù)題意不計(jì)空氣阻力，建立豎直上拋的理想化過程模型，將文字轉(zhuǎn)化為情境，再選用對應(yīng)的知識解決問題。這道題培養(yǎng)了學(xué)生用物理觀念解決實(shí)際問題的能力。

二是選用靈活多變的試題，突破某一學(xué)習(xí)難點(diǎn)內(nèi)容。如學(xué)習(xí)完“追及問題”這一內(nèi)容后，可選用這道習(xí)題：

作業(yè)題：一汽車在直線公路段上以54 km/h的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)在其正前方14 m處有一輛電動(dòng)自行車以5 m/s的速度同向勻速行駛。經(jīng)過0.4 s的反應(yīng)時(shí)間后，司機(jī)開始剎車。

（1）為了避免相撞，汽車的加速度大小至少為多少？

（2）若汽車剎車時(shí)的加速度只有4 m/s2，在汽車開始剎車的同時(shí)電動(dòng)自行車開始以一定的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)自行車的加速度至少為多大才能保證兩車不相撞？

（3）若汽車剎車時(shí)的加速度只有4 m/s2，在汽車開始剎車的1 s后，電動(dòng)自行車才開始以一定的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)自行車的加速度至少為多大才能保證兩車不相撞？

這道習(xí)題通過靈活多變的設(shè)問，改變問題情境，但都圍繞著一個(gè)核心——用圖像法解決追及問題。通過本題的訓(xùn)練，定能讓學(xué)生應(yīng)用圖像解決物理問題的能力得到提升，并很好地突破追及問題中能否追上的判斷這一難點(diǎn)。

4 ? ?結(jié)束語

一輪復(fù)習(xí)是以夯實(shí)基礎(chǔ)、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)的。因此，基于“觀念建構(gòu)”的知識模塊重構(gòu)有助于學(xué)生扎實(shí)掌握核心概念，通過核心概念串起零碎的基礎(chǔ)概念，克服“見木不見林”的弊端，形成解決物理問題的基本方法和思路，形成物理觀念。在模塊重構(gòu)的過程中，要打破傳統(tǒng)思維，打破模塊、章節(jié)的束縛，只要有利于學(xué)生理解，有利于學(xué)生思維，有利于學(xué)生掌握，就應(yīng)靈活機(jī)動(dòng)地去重構(gòu)和拓展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]潘蘇東，童大振，汪大勇.中學(xué)物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)流程的探討[J].物理教師，2021，42（04）：11-13+17.

（欄目編輯 ? ?趙保鋼）