摘 要：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確提出培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，并劃分了物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等核心素養(yǎng)維度。在這一背景下，教師應(yīng)以核心素養(yǎng)為目標(biāo)，精心進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，以落實(shí)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的要求，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展?；诖?，文章探討了基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)的意義，并從明確單元學(xué)習(xí)主題、優(yōu)化單元教學(xué)目標(biāo)、整合單元實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)單元探索任務(wù)四方面深入探究了基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)策略，旨在為教師的教學(xué)設(shè)計(jì)提供思路。

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；單元教學(xué)

中圖分類號：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " nbsp;文章編號：2097-1737（2024）35-0036-03

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中的必備能力與關(guān)鍵品格。自《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）出臺(tái)以來，物理單元教學(xué)開始從以往單純的知識和技能傳授，逐步邁向以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)為核心的新階段。單元教學(xué)倡導(dǎo)遵循整體性思維設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)通過整合并優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建獨(dú)立的教學(xué)單元，并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵知識點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)，以完善與優(yōu)化教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)?；谝陨媳尘埃诟咧形锢斫虒W(xué)中，教師應(yīng)有針對性地策劃并開展圍繞核心素養(yǎng)的單元教學(xué)活動(dòng)。

一、基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)意義

（一）有益于鞏固學(xué)生的主體地位

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)有助于鞏固學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中的主體地位。以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)的物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與、主動(dòng)探索，旨在改變傳統(tǒng)單一課時(shí)下的灌輸式教學(xué)模式。在這一背景下，學(xué)生不再只是被動(dòng)地接受物理知識，而是成為主動(dòng)的學(xué)習(xí)者和探索者[1]。教師通過指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生在物理單元學(xué)習(xí)中發(fā)揮更大的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，這對充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位具有重要作用。

（二）有益于豐富物理課堂教學(xué)內(nèi)容

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)能夠使物理教學(xué)內(nèi)容將更加豐富和多元。教師在教學(xué)中引入對前沿科技成果、物理史實(shí)的介紹以及跨學(xué)科的綜合應(yīng)用等內(nèi)容，能夠優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時(shí)拓寬知識視野，不斷加深對物理世界的認(rèn)識和理解。這樣的單元教學(xué)內(nèi)容不僅有助于學(xué)生構(gòu)建完整的物理知識體系，還可以培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和人文精神。

（三）有益于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新能力

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。這種單元設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)通過幫助學(xué)生解決物理問題、完成學(xué)習(xí)任務(wù)等方式，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識和方法分析和解決實(shí)際問題。學(xué)生在單元學(xué)習(xí)過程中需要不斷思考、推理、判斷和驗(yàn)證，從而鍛煉和提升自己的科學(xué)思維能力。同時(shí)，在面對復(fù)雜多變的物理問題時(shí)，學(xué)生需要發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，提出新的解決方案和思路，這對培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力具有重要意義。

（四）有益于提升學(xué)生的物理實(shí)踐能力

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)有助于提升學(xué)生的物理實(shí)踐能力。這種單元設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)將理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過物理實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生親身體驗(yàn)物理知識的魅力和力量。實(shí)驗(yàn)是高中物理單元教學(xué)中的重要內(nèi)容，要求教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理知識、實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，進(jìn)而鞏固核心素養(yǎng)培養(yǎng)成果，提升單元整體教學(xué)有效性。在這樣的單元整體教學(xué)過程中，學(xué)生既可以在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中積累經(jīng)驗(yàn)，加深對物理原理的理解和掌握，又可以通過實(shí)踐探究鍛煉自己的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能，提升物理實(shí)踐能力。

二、基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)策略

（一）明確單元學(xué)習(xí)主題，樹立正確物理觀念

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)需要從選定單元主題入手。教師從物理觀念出發(fā)，圍繞既定目標(biāo)或任務(wù)確定單元學(xué)習(xí)主題，可以助力學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展，讓單元教學(xué)更高效[2]。因此，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合教材單元章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，從特定物理問題出發(fā)，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，串聯(lián)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的知識，構(gòu)建全新主題單元，將有關(guān)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的資源納入單元教學(xué)設(shè)計(jì)，提高相關(guān)教學(xué)設(shè)計(jì)的邏輯性和完整性，助力學(xué)生樹立正確的物理觀念。

以人教版高中物理必修第一冊第三章“相互作用——力”為例，本單元圍繞“力”系統(tǒng)介紹了包括重力、彈力、摩擦力等在內(nèi)的知識內(nèi)容，旨在通過一系列知識學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生理解力學(xué)觀點(diǎn)。對此，教師可以整合重點(diǎn)知識內(nèi)容，設(shè)計(jì)“身邊的力”單元學(xué)習(xí)主題，要求學(xué)生從身邊的重力、彈力、摩擦

力、作用力、合成力、分解力、共點(diǎn)力等案例入手進(jìn)行研究，感受“物理就在身邊”，同時(shí)促進(jìn)正確力學(xué)觀念的樹立。具體地，教師可以設(shè)計(jì)以下問題鏈：生活中存在哪些力？不同的力之間是否存在關(guān)系？各種力之間的相互影響能否催生新的力？力有什么規(guī)律？由此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索，使之理解“胡克定律F＝kx、滑動(dòng)摩擦力跟壓力的大小比Ff＝μF壓、靜摩擦力”等重點(diǎn)知識內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，教師可回顧實(shí)際生活，要求學(xué)生立足單元學(xué)習(xí)主題，分析自然界中各種各樣的力，并結(jié)合身邊事物形態(tài)、狀態(tài)等多方面的變化，進(jìn)一步理解所學(xué)物理知識，抽象力的概念，樹立正確的物理觀念。

（二）優(yōu)化單元教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)科學(xué)思維

單元教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，也是教師前期教學(xué)和學(xué)生前置學(xué)習(xí)的開端，更是教學(xué)評價(jià)的參考依據(jù)，影響著核心素養(yǎng)的培養(yǎng)效果。因此，高中物理教師在制訂教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要深入分析教學(xué)要素及其涉及的核心素養(yǎng)，在把握學(xué)情和分析教材的基礎(chǔ)上深挖物理要素，優(yōu)化單元教學(xué)目標(biāo)，提升相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的整體性、邏輯性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維[3]。

以人教版高中物理必修第二冊第八章“機(jī)械能守恒定律”為例，機(jī)械能守恒定律及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)是本單元的重點(diǎn)內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械能守恒意識。本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容既是力學(xué)問題的基礎(chǔ)和綜合，又是其他物理知識的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)以下單元教學(xué)目標(biāo)。

（1）物理觀念：區(qū)分功與功率，理解化變力為恒力、處理變力做功的思想；認(rèn)識重力做功與路徑無關(guān)，理解重力勢能的相對性；解釋生活中的動(dòng)能現(xiàn)象；了解機(jī)械能的各種形式，理解機(jī)械能守恒定律。

（2）科學(xué)思維：明確功是標(biāo)量，知道W＝Flcosα的適用范圍，會(huì)用P＝計(jì)算功率，并能根據(jù)P＝推導(dǎo)出P＝Fv；會(huì)用重力勢能Ep＝mgh進(jìn)行計(jì)算；能夠由牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)能定理，并能理解動(dòng)能的意義；會(huì)用Ep＝mv2進(jìn)行計(jì)算；能夠結(jié)合物理定理，推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律。

（3）科學(xué)探究：模擬力做功的幾種情況，理解正功和負(fù)功；通過“曲面下滑”和“自由下落”實(shí)驗(yàn)，了解彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系；通過“打夯”實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用動(dòng)能定理來求力；通過“斜面”實(shí)驗(yàn)，根據(jù)機(jī)械能守恒條件來判斷機(jī)械能是否守恒；正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶，測定物體下落距離，學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)誤差。

（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：理解正功和負(fù)功的物理意義；理解重力勢能、彈力的物理意義；體會(huì)運(yùn)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性；理解任何人類活動(dòng)都離不開能量。

以上高中物理單元教學(xué)目標(biāo)既符合當(dāng)前學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又能為培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)提供指導(dǎo)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)的不足，提高核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果。

（三）整合單元實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究能力

物理實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供感性學(xué)習(xí)材料，幫助學(xué)生檢驗(yàn)物理理論假說的正確性，使學(xué)生加深對重難點(diǎn)概念、原理、定理的理解，培養(yǎng)他們良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＲ虼?，高中物理教師?yīng)當(dāng)在單元教學(xué)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為驅(qū)動(dòng)，在科學(xué)探究過程中強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力[4]。

以人教版高中物理必修第三冊第十二章“電能 能量守恒定律”為例，本單元圍繞電路能量轉(zhuǎn)化、歐姆定律、電池測量、能源與可持續(xù)發(fā)展等重點(diǎn)內(nèi)容展開。對此，教師可以先整合單元內(nèi)的電學(xué)實(shí)驗(yàn)：電功率測量實(shí)驗(yàn)、電路能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、閉合電路小燈泡實(shí)驗(yàn)、干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)、水果電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)所需的公式：P＝UI（電功率）、Q＝I2Rt（焦耳定律）、P熱＝I2R（電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的功率）、E＝（電動(dòng)勢）、I＝（歐姆定律）、I＝/E＝U外＋U內(nèi)（閉合電路歐姆定律）。之后，教師可以為學(xué)生播放與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的微課，讓學(xué)生通過觀看視頻明確正確的實(shí)驗(yàn)方向，進(jìn)而科學(xué)研究電路中的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律，用能量守恒定律推導(dǎo)出閉合電路的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律。為了強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，教師可以在整合單元實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作的方式，重點(diǎn)研究串并聯(lián)電路中的電功率、純電阻電路和非純電阻電路、電動(dòng)勢與電壓的對比、測量電動(dòng)勢和內(nèi)阻的技巧。最后，教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生明白自發(fā)的能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化過程具有方向性，要懂得節(jié)約用電，科學(xué)用電，增強(qiáng)節(jié)能環(huán)保意識。這樣，教師在單元教學(xué)中，將零碎的物理知識整合為不同的模塊，串聯(lián)起單元中的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)，可以幫助學(xué)生從單元整體角度學(xué)習(xí)物理知識，構(gòu)建完善的單元知識體系，從而提高物理基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)效率。

（四）設(shè)計(jì)單元探索任務(wù)，增強(qiáng)科學(xué)責(zé)任意識

高中物理知識具有抽象性特點(diǎn)，學(xué)習(xí)難度相對較高?；诤诵乃仞B(yǎng)培養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)可以發(fā)揮單元任務(wù)的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、統(tǒng)整優(yōu)勢，促進(jìn)教與學(xué)的共同進(jìn)步，能夠讓學(xué)生把握知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，在完成任務(wù)的基礎(chǔ)上，形成靈敏的思維與質(zhì)疑和創(chuàng)新能力，由此落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。因此，教師要在單元教學(xué)設(shè)計(jì)中根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)深入挖掘核心素養(yǎng)要素，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使其在探索任務(wù)中運(yùn)用所學(xué)物理知識解決生活問題，提高科學(xué)責(zé)任意識[5]。

以人教版高中物理選擇性必修第一冊第三章“機(jī)械波”為例，本單元主要包含機(jī)械波的形成、反射、折射、衍射、多普勒效應(yīng)等知識點(diǎn)。教師可以整合單元教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)以下探索任務(wù)。

（1）波的形成：研究機(jī)械波的產(chǎn)生條件，區(qū)分橫波、縱波、波峰、波谷。

（2）波的描述：畫波形圖，判斷波的傳播方向，探索各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。

（3）波的反射、折射和衍射：在認(rèn)識波的反射、折射、衍射的過程中，關(guān)注生活現(xiàn)象并用所學(xué)知識進(jìn)行解釋，探究波的衍射現(xiàn)象是否明顯的條件。

（4）波的干涉：了解波的獨(dú)立傳播性、疊加原理，分析波的干涉現(xiàn)象，探索兩列波產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件。

（5）多普勒效應(yīng)：分析多普勒效應(yīng)在生活中的體現(xiàn)，根據(jù)“波源與觀察者相對靜止時(shí)、波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)”兩種情況，探索多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因，結(jié)合血流速度、車輛速度、天體運(yùn)動(dòng)速度，解釋多普勒效應(yīng)。

在單元探索任務(wù)中，學(xué)生能夠在教師的指引下，有針對性地進(jìn)行學(xué)習(xí)，并在這一過程中理解機(jī)械波的相關(guān)知識，學(xué)會(huì)觀察波的圖像，了解波的疊加原理，認(rèn)識波的干涉現(xiàn)象以及圖樣，解釋多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因以及相關(guān)問題。這不僅能使學(xué)生認(rèn)識到波的自然屬性和科學(xué)價(jià)值，還能使學(xué)生深刻理解波可能帶來的潛在危害，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)責(zé)任意識，學(xué)會(huì)利用波的特性來預(yù)防或減輕其可能造成的破壞。

三、結(jié)束語

綜上所述，基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)對學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展有積極影響。在單元教學(xué)中，教師應(yīng)明確學(xué)習(xí)主題，制訂科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)探索任務(wù)，為學(xué)生創(chuàng)造自主探究以及合作學(xué)習(xí)的條件，使其在學(xué)習(xí)與實(shí)踐中建構(gòu)知識、掌握技能，由此形成學(xué)習(xí)的關(guān)鍵能力與必備品格。在今后的教學(xué)研究中，教師應(yīng)以《課程標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo)，探索符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的教學(xué)策略，完善物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。

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作者簡介：崔紹紅（1982.10-），男，安徽亳州人，任教于亳州市第一中學(xué)，一級教師，本科學(xué)歷。