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摘要：普通高中新一版的课程标准《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）颁布后，我国的学科培养要求由三维目标转变为学科素养的培育，“这要求教师必须提升教学设计的站位，即从关注单一的知识点、课时转变到大单元设计”。大单元设计是以完成真实情境下的“主题”或“项目”为任务而展开的教学设计，将核心素养目标、活动任务、知识点、情境等有机整合，帮助学生建构起课时教学与学科课程之间的联系、理论知识与实际生活之间的构架，引导学生在自主解决问题的过程中发展高阶思维能力，在情境中通过自我感受构建学科核心素养，最终实现立德树人的根本任务。基于此，本文从核心素养角度出发，对高中物理大单元教学设计与实施进行探究。

关键词：核心素养；高中物理；单元教学；力与运动

引言：在新课程标准指导下，高中物理教学应加强对核心素养培养的关注。单元教学增强了物理知识的整体性，大单元物理教学有助于增进学生对所学知识和方法的深刻理解，有助于学生解决在生活中遇到的问题，拓展了学生认识世界的广度和深度，增进了学生的学力与学习，实现了课程改革从知识本位向以学生发展为本的转变，对于提升高中物理教学质量以及促进学生核心素养发展均具有重要意义。本文以鲁科版必修一“力与运动”单元为例，探究核心素养视角下高中物理单元教学设计与实施。

一、核心素养视角下高中物理单元教学设计

核心素养视角下高中物理单元教学设计需要教师综合“力与运动”单元的学习内容、逻辑顺序以及知识结构等要素，根据新课标要求，以促进学生核心素养发展为导向，重组单元内容，在提升教学效率与效果的同时帮助学生实现高效学习、深度学习，确保教学目标的达成。

（一）明确单元教学主题

单元教学主题是单元教学的关键，主题是单元教学内容的凝练、核心与关键，同时也是学生学习的指引与方向，因此高中物理单元教学设计首先要明确单元教学主题。“力与运动”单元传统的教学会结合不同的课时内容结构设置不同的情境，这样的教学会人为的割裂单元知识之间的联系，不利于学生对单元知识逻辑关系的整体把握，不利于学生构建完整的知识体系，容易导致学生对物体运动的概念以及相关定律的理解和认识不够全面、不够深入，难以针对复杂的物理问题做出综合分析。单元整体教学则应借助单元教学主题将单元知识串联起来，增强单元知识之间的联系与整体性，同时单元教学主题还应尽量联系生活实际，拉近物理知识与现实生活之间的距离，以此来激发学生的学习热情与探究积极性。物理学在很多领域均发挥着重要作用，如科技领域、工业领域以及工程领域等。汽车是最主要的交通工具之一，同时汽车也是最常见的物理学应用，因此“力与运动”单元教学主题可以确定为“初步探究运动中的赛车”。这样的主题既与单元教学内容密切相关，也紧密联系现实生活，能够引导学生主动探究单元知识，更好的理解物体运动的本质、规律以及特点等，有助于单元教学的高效开展。

（二）确定单元教学目标

单元教学目标是单元教学的起始点与落脚点，同时也是学生努力的方向，确定单元教学目标是单元教学设计的重要环节。确定单元教学目标应建立在课程标准、教材内容以及学情分析的基础上，同时还要结合单元教学主题，以促进学生核心素养发展为导向制定科学的单元教学目标。对于“力与运动”单元教学而言，涉及的内容为运动和力之间关系的基础，要帮助学生理解物体之间相互作用的规律，并熟练运用牛顿定律解决问题。高一学生在初中阶段已经对力、运动、速度等概念有所了解，并且初步接触了牛顿运动定律，通过本单元的学习可以使学生进一步深入理解牛顿运动定律。综合考虑上述内容，可以将“力与运动”单元教学目标确定为以下几点：

1.理解牛顿第一定律，理解力与运动之间的关系，认识到质量是惯性大小的度量，并运用相关知识解释常见的生活现象，体会牛顿运动定律的应用价值和重要意义。

2.以实验探究的方式加深对牛顿第二定律的理解，理解力是改变物体运动状态的原因。

3.理解牛顿第三定律，认识超重、失重现象并理解相关现象的物理本质，体会物理知识以及物理规律在现实生活中发挥的作用。

（三）设计单元学习活动

高中物理单元教学设计过程中，教师应设计更具挑战性与探索性的学习活动，引导学生主动学习、主动探究，在帮助学生实现高效学习与深度学习的同时培养学生的核心素养，设计具有挑战性与探索性的学习任务不仅能激发学生的学习热情，而且能够促进学生深度思考，并运用所学知识解决问题，同时在此过程中获取新知识、新发展。教师设计的单元学习活动应具有亲历性、完整性、体验性。要让学生能够亲身参与并且进行实际操作，这样才能实现理论与实践相结合，提升其学习效率与效果。教师设计的学习任务要完整，包括提出问题、分析问题、探究问题、解决问题以及总结反思等环节，帮助学生形成解决问题的思路与方法，培养其解决问题的能力。除此之外，设计的学习活动还要有体验性，即让学生在探究过程中能有所感悟、有所收获、有所发展，通过深刻地体验加深对所学知识的理解与印象，帮助学生实现深度学习与高效学习。

设计单元学习活动首先要确定单元学习大任务。在“力与运动”单元教学设计过程中，结合单元内容可将单元学习大任务确定为“初步探究运动中的赛车”，并在此基础上进一步单元学习大任务细化为若干子任务，子任务1：如何保证车辆行驶安全？子任务2：怎样提升赛车加速度？子任务3：赛车提速时赛车手会有怎样的感受？子任务4：赛车腾空与落地时赛车手又有怎样的感受？子任务5：无处不在的牛顿运动定律。其中不同的子问题对应不同的问题与知识点，详见表1。

这样的学习活动设计，借助相关子任务引导学生逐步探索单元知识，最终将单元知识引入到现实生活之中。整个学习活动过程不仅呈现出知识结构的进阶，而且体现了核心素养的提升，有助于强化教学质量和效果，促进学生核心素养的发展。

（四）设计活动过程

完成单元学习活动设计之后教师还应设计具体的活动过程，以便单元教学活动的顺利开展，通过合理的设计，能够更好的保障活动过程的科学性、趣味性，引导学生积极参与探究活动，并在探究过程中加深理解与锻炼能力，促进学生的全面发展。本文以子任务1为例，介绍单元学习活动过程。

1.情境引入

首先，播放一段精彩的赛车比赛视频，以激发学生的兴趣和好奇心。随后，通过提问引导学生进入子任务1的思考：“在赛车比赛中，为什么赛车手能够在高速转弯时保持稳定？这背后涉及哪些物理原理？”

2.伽利略理想斜面实验探究

（1）向学生介绍并演示伽利略理想斜面实验，引导学生观察实验现象并思考：“这个实验采用了什么样的物理思想方法？它对我们理解物体的运动有什么帮助？”

（2）进一步提问：“我们能否通过实验来验证‘物体不受力的情况始终保持匀速直线运动状态或者静止状态’这一观点？”鼓励学生进行思考和讨论。

3.惯性概念的引出与探究

（1）展示冰壶运动的视频，让学生观察冰壶在赛道上的运动状态，并引出惯性概念：“冰壶为什么能够在赛道上保持较长时间的匀速直线运动？”

（2）引导学生思考：“赛车手在比赛中需要采取哪些安全防护措施来保证其安全？这些措施与惯性有什么关系？”

4.惯性大小影响因素的探究

（1）演示气囊缓冲模拟实验，让学生观察并思考：“为什么需要使用气囊来缓冲冲击力？这与惯性有什么关系？”

（2）组织学生开展“用嘴吹书”游戏活动，通过比较不同质量的书本在吹气时的运动情况，探究惯性大小的影响因素。让学生体会惯性与质量之间的关系，并进行记录和总结。

5.总结与作业布置

（1）教师对本次活动进行总结，强调牛顿运动定律在日常生活中的重要性。

（2） 布置作业：“观察透明水平中小气泡运动情况”，让学生观察并记录小气泡的运动轨迹，思考其背后的物理原理。

6.动手实验与知识巩固

（1）教师提供木板、苹果、筷子等材料，让学生将筷子插入苹果，并用手扶住筷子另一端。提问：“用木板敲击筷子另一端会出现什么情况？”引导学生预测并解释可能的现象。

（2）让学生动手实践，观察并记录实验现象。学生会发现苹果不仅没有掉下去，反而顺着筷子“向上爬”。

（3）教师引导学生用所学知识解释这一现象，让学生进一步加深理解并巩固所学。同时，鼓励学生在日常生活中寻找更多与牛顿运动定律相关的现象，培养观察和思考的习惯。

（五）持续性学习评价

持续性学习评价是单元教学设计的最后环节，同时也是单元教学设计的重要环节之一。评价是教学的重要组成部分，贯穿于教学的始终，是教学质量、效果的重要影响因素，关乎着学生核心素养的发展，因此应给予高度的重视。持续性学习评价即对学生学习全过程进行评价，关注学生学习过程中的表现，及时作出反馈，激励学生的学习，引导学生的探究方向。另外持续性学习评价还要确定具体的评价项目、评价内容以及评价标准。以认知水平的评价为例，应将学生对牛顿运动定律的熟悉程度作为评价内容，将学生对概念以及相关定律的掌握和理解情况，对应用所学知识解决问题的情况等作为评价标准。再以实践能力的评价为例，应将学生掌握牛顿运动定律的实际操作能力作为评价内容，并将学生是否能顺利完成实验并得到正确的实验结论作为评价标准。

二、核心素养视角下高中物理单元教学的实施

选择高一年级两个平行班作为研究对象，将其分为对照班与实验班，前者采用传统教学方式，后者采用单元教学，按照单元教学设计实施教学，最终根据问卷调查结果以及单元测试成绩等来判断单元教学效果。

结合问卷调查结果分析，实验班学生多数都能跟随教师的教学进度积极思考，其学习态度更端正，学习动机更强，学习效率更高。除此之外，实验班学生在学习过程中遇到问题时会更多的主动思考、主动探究，会积极尝试运用所学知识与不同的方式方法去解决问题。但对照班学生在学习中遇到难题时则会更多的选择将问题搁置，等待教师的讲解。这说明实验班学生的学习积极性更高，而对照班的主动学习意识则偏弱。在生活中遇到问题时，对照班多数学生都会更加倾向于求助他人，只有少部分学生会尝试动手解决问题。实验班学生则更多的会运用所学物理知识独立解决问题。这说明实验班学生的解决问题能力更强，能够进行知识迁移运用。整体来讲，相较于对照班，实验班学生的学习更积极、更主动，更多地表现出高效学生以及深度学习的特点。实验班学生更多的经历了批判性与主动性的学习过程，对所学知识的理解和印象更深刻。

结合单元测试成绩分析（表1），相较于对照班，实验班学生的单元测试成绩更优，学生的进步更大。这说明核心素养视角下的高中物理单元教学效果要明显优于传统教学方式，能够促进学生成绩的提升以及促进学生核心素养的发展。

整体来讲，核心素养视角下高中物理单元教学设计与实施达到了预期效果，能够帮助学生更好的理解与掌握物理知识，并且有助于学生构建更加完善的知识体系。高中物理单元教学做到了以学生为主体，能够引导学生主动学习与深入探究，使学生加深对学习过程的体验，加深对学生知识的理解。在学生主动探究过程中不仅可以获取相关知识，同时也能锻炼学生的综合能力。除此之外，高中物理单元教学中学生的学习态度更加积极，在很大程度上提升了课堂效率，有助于构建高中物理高效课堂。高中物理单元教学增强了单元知识之间的联系，有利于学生形成结构化知识体系，有助于学生物理核心素养的发展。整个教学过程中涉及大量的真实情境，不仅能够调动学生的学习积极性，而且可以使学生在探究过程中发展自身的模型构建、推理论证以及学科思维的发展，认识到物理知识在现实生活中的作用和价值，增强其学习物理的动力。因此大单元教学在高中物理教学中的开展具有一定的必要性与可行性。

结束语：

核心素养培养是高中物理教学的主要目标之一，教师需要围绕核心素养培养进行教学设计以及实施教学。单元教学以单元为整体进行教学设计，增强了单元知识之间的联系，转变了以往知识点相互割裂以及零散的问题。核心素养视角下高中物理单元教学设计与实施是教学创新的重要尝试，同时也是教学质量和效果的重要保证，积极探索相关策略，科学进行单元教学设计对于提升教学效果以及培养学生核心素养均具有重要意义。

本文系三明市沙县区基础教育科学2022年课题《指向科学思维培养的高中物理大单元教学设计研究》（立项批准号：SXJYKT-22185）的研究成果。

参考文献：

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[4]戴小民.大概念统摄下的高中物理单元教学设计与实践——以“牛顿运动定律”教学为例[J].物理教学，2021，43（12）：10-13+66.