李志强 靳丽芳 张俊兰

摘 要：物理教材中的单元通常指的是以同一任务或同一主题为主线进行串联的内容，一般都会具有一定的规律，符合学生的认知思维与逻辑思维。在新课改背景下，依据相关标准，高中物理教师应致力于提升学生的物理核心素养。单元教学设计将单元视为整体，进行科学化、系统化的设计，有助于培养并提升学生的物理学科核心素养。本篇文章以人教版高一物理必修第一册第三章“相互作用—力”为例，进行高中物理单元教学设计探索。

关键词：核心素养;高中物理;教学设计

在传统教学模式中，一线教师在设计教学方案时，一般以课时为单位。这样的方式有利于学生学好每一节课的内容，却很难从整体上掌握一个单元的内容，也无法理解单元内容的内在关联[1]。久而久之，学生掌握的知识点就会缺乏系统性，呈现割裂化和零碎化的局面。通常情况下，教材设计者所编排的单元内容常常是可以相互关联的整体。若是教师在备课时没有整体思维，只是单一地设计课时教学，不进行总体构思与归纳，会导致学生的学习存在较大的局限性。高中物理教师实施单元教学设计，可以以单元为单位，将所有内容看作整体进行科学化与系统化的教学设计[2]。立足于单元教学设计观察课时教学设计，就是从整体看局部，有助于改变课时知识点零碎的局面，使得学生更容易整合学科知识点，进一步降低学习难度，提升学生的学科核心素养。对于教师而言，心中应既有课也有课程，真正提升教学质量与效率。

一、流程和案例

（一）流程

高中物理教师在明确单元和课时数以后，应根据学生的实际情况，立足于整体角度做好单元课时教学设计。通常情况下，若是所教内容与概念规律有关，教师可以设计一个小实验或是创设一个良好的课堂引入情境。若是所教内容侧重于实验实践，教师可以划分学生小组，引导学生展开自主探究。若是所教内容侧重于复习巩固，教师可以多教给学生有效的学习方法。总而言之，单元教学设计也应包含许多基本环节。首先，应立足于整个单元角度，围绕单元主线来设计单元教学任务与单元教学目标，并引导学生了解单元教学的重点、难点，以及相关的活动，并以此为基准，做好以课时为单位的教学设计工作，从整体上归纳整个单元的内容，并进行整合复习与评价。在这个过程中，教师所教授的单元内容就会形成闭环结构，从一定意义上避免以课时为单位教学设计所出现的弊端，让学科知识点不再碎片化，呈现结构化模式。要注意的是，高中物理教师在进行单元教学设计和课时教学设计时，应合理分解单元教学目标，并把重点放在目标之间的关联点，并根据教学内容，结合学生实际情况，采用多元化的教学方法开展教学活动，让课堂不再千篇一律，提升教学质量与效率。如此一来，教学设计也会变得更加具有针对性，进一步提升学生的学科核心素养。

（二）案例

以人教版高一物理必修第一册第三章“相互作用——力”为例。

1.单元教学任务

高中物理教师在进行单元教学设计时，应明确单元教学任务，以力的概念为纲，将单元教学内容串联起来，让学生循序渐进地掌握本单元基本知识点，包括弹力、重力、摩擦力、力的合成分解、受力分析、共点力的平衡等。

2.单元教学目标

高中物理教师在进行单元教学设计时，应明确单元教学目标。首先，掌握常见力的基本特点以及方向、大小、作用点等要素。常见力包括重力、弹力、摩擦力。学会在具体情境或具体问题中进行分析，了解其基本物理观念。其次，设计研究弹簧弹力大小的实验，掌握其决定因素，了解力的分解与合成应遵循的基本物理法则。完成探究实验，获得科学合理的实验成果。在完成实验的过程中，感受科学探究的趣味性，分享实验成果，培养学生踏实严谨的态度，让学生真正体验科學猜想——实验验证——形成结论的探究过程，让每一个学生都能养成良好的科学思维[3]。最后，引导学生学会学以致用，让每一个学生都能掌握合成或分解力的方法，进一步解决共点力平衡的相关问题。通过培养学生解决实际问题的能力，提升学生的物理学科核心素养。

3.单元教学重难点

高中物理教师在进行单元教学设计时，应明确单元教学重难点。首先，讨论弹力方向，设计相关实验，研究胡克定律;其次，产生静摩擦力与滑动摩擦力的条件、方向、大小等因素;最后，学会正交分解法和合成法，能够解决共点力平衡问题。

二、教学设计活动

本章节探究主题为力的概念，教师可以引导学生先了解与力有关的实例，然后教导学生掌握处理力的相关问题的有效方法，并鼓励学生应用所学知识与方法解决与力有关的实际问题。高中物理教师单元教学设计的重点应放在培养学生的科学思维能力上，让学生可以借助抽象的方法构建物理理想模型，立足于物理视角看待生活中与力有关的现象，并掌握物理的内在规律。

教学设计一：生活中常见的力

主题内容为认识生活中常见的力，主要包括重力、弹力、摩擦力。主题任务为借助演示实验、生活实例、探究活动等手段，引导学生了解重力、弹力、摩擦力，分析具体情境或具体问题中的力。主题划分为两个课时，课时一为重力和弹力，课时二为摩擦力。教学设计的核心问题包括以下几个：第一，力的本质;第二，力的三要素;第三，重力是如何产生的？重心有什么含义？第四，弹力的种类？产生弹力的原因？弹力的方向特点;第五，弹簧弹力的大小;第六，产生静摩擦力和滑动摩擦力的原因、方向、大小;第七，摩擦力的大小。主题评价要素包含学生的实践能力、归纳能力、合作意识、分享意识、处理数据的能力、表达语言的能力等。

高中物理教师在开展教学活动时，应借助实验活动，培养学生提出问题与解决问题的能力、猜想问题与假设问题的能力、获取数据和处理数据的能力、基于数据做出结论的能力、分享实验过程和结果的能力，提升学生的物理学科核心素养。所以本单元的重点活动内容为组织学生进行探究实验。

教学设计二：探究弹簧弹力与形变量的关系

活动名称为探究弹簧弹力与形变量的关系。活动目标为借助探究实验获得弹簧弹力大小与形变量成正比的关系。核心任务包括探究实验方向、设计实验方案、处理实验数据、归纳并得出结论。活动重难点为明确实验研究方向，即弹力大小与弹簧形变量有关。教师应引导学生学会用作图法来处理相关数据。活动资源包括弹簧、铁架台、刻度尺、钩码、做图纸等。活动评价标准包括学生的动手能力、合作意识、数据处理能力、归纳能力、语言表达能力等。

教师可以引导学生在弹簧下端悬挂质量不同的钩码，并在实验表格中进行记录，包括弹簧在不同质量钩码拉力下的长度。弹簧的弹力等于钩码的重力，学生可以以弹力F为纵轴，弹簧长度x为横轴建立直角坐标系，并依据实验数据进行描点，画出F-x图像，并由此归纳胡克定律。这个实验的重点在于明确实验探究方向，也就是要研究弹簧弹力与形变量的关系，并不是研究其与弹簧长度的关系。教师可以适当提示学生，也可以鼓励学生自己去尝试，必然会有学生画出弹力与弹簧长度的图像，物理教师则可由此进行改进并暗示学生寻找正确的方向。这样的实验活动过程非常接近真实的科学探究过程，学生在探究过程中会走一些弯路、犯一些错误，物理教师应花费一定的时间与精力将这些错误与弯路形成资源，教育学生，实现对学生的正确引导，学生在这样的探究过程中更容易加深印象，提高自己的物理思维能力。在初中阶段，因为学生知识积累不足、处理物理问题的能力有限，很多实验活动无法深入进行，其局限性较强。到了高中阶段，物理探究活动一般应形成定量结论，其中最常见的图像法在处理实验数据时简洁而直观，是学生容易学会的数据处理方法。教师应引导学生深入探究物理知识，学会处理实验数据，并通过探究活动培养学生的良好习惯与良好意识，提升学生的物理学科核心素养[4]。

三、单元教学设计的期待

在高中物理课堂上，单元设计的说法由来已久。在新课改背景下，高中物理教师在进行单元设计时也应创新理念與方法，做到以生为本，调动学生的主观能动性，提升学生的物理核心素养。在传统教学模式中，高中物理教师的单元设计往往以课时为单位，着眼点于每一节课上。换言之，高中物理教师的设计观念中有着丰富的“树木”，却不存在与之对应的“森林”。零碎的知识点很容易设计，但若是将其统筹、整合则具有一定的难度，需要高中物理教师进行科学的设计。高中物理教师应立足整体角度，以新的视角看待单元设计，始终位居单元高度，从微小知识点入手整合所有资源。这样一来，高中物理教师就可以在准备课程内容的过程中把不同课时中的微小知识点整合起来，整体规划单元内容的难度，甚至是每一个单元中每一节课中微小内容的难度。若有必要，高中物理教师也可以不按照教材中的章节安排进行授课，可以依据学生的实际情况将其组合打乱，重新安排教学。在这样的模式下，高中物理教师更容易整合同类知识点，学生在学习高中物理知识时也会感到较为容易，有助于学生更加系统地掌握高中阶段的物理知识。要注意的是，高中物理教师无论是基于何种理念或何种目标进行单元教学设计，在开展教学活动时应始终以课时为单位，在单元设计方面一定要注意课时安排，将整体单元设计转化为课时设计。

依据新课程标准，各个学科教师在开展教学活动时都必须以培养学生的核心素养为目标。所谓素养一般指的是学生在学习时所具有的基本能力与品质。对于物理学科而言，学生在学习物理知识的过程中，应当具备科学的思想观念、科学的学习态度、科学推理能力、科学探究能力等，其本质上是培养学生批判性思维能力、创造性思维能力、解决问题的能力。高中物理教师从单元的角度开展教学设计工作，在实际备课过程中也应遵循以生为本的教学理念，让学生成为课堂的主体。在以课时为单位进行备课时，应立足于整个单元的角度先加工整体内容，然后以单元为概念划分主题，科学地规划教学重难点，引导学生从易到难展开学习，让学生从被动学习转化为主动学习，尽可能地提升学生的批判性思维能力和创造性思维能力，促进学生物理核心素养的进一步发展。

四、综合分析与思考

力学是物理学的基础，是学生必须熟练掌握的基本概念，学生学习物理通常是围绕力的概念铺开深化的，包括牛顿运动定律、能量的转化与守恒、电场、磁场作用等内容，均与力息息相关。学生从初中时期开始接触物理知识，已经了解过基本的力学知识点，在生活中也具备与力有关的体验，很容易解决较为简单的二力平衡问题。到了高中阶段，学生要解决的问题变得更加复杂，有多力不在一直线的受力分析，也有力的平衡问题。要完美解决这些问题，学生必须具备较高的逻辑思维能力、物理推理能力、知识归纳能力与问题探究能力。要知道，高中教学方式与学生以前所接触到的教学方式不太相同，不再只是简单的重复，而是根据学生的知识积累情况不断夯实基础，提升学生的物理分析能力。根据力的概念，弹力、重力、摩擦力等内容都可看作与力有关的实例。因为在初中阶段时学生已经了解了部分与力有关的内容，教师在设计教学方案时可以把弹力与重力放在一个课时内，以此来进行对比教学。当学生能够真正掌握力的处理方法时，就可以解决较为复杂的力的问题，这也是本单元的重难点。力的合成与分解互为逆运算，但其具有相同的本质，在不同情况下教师可以引导学生不同选择，所以力的分解与合成也可以视作同一课时，新教材的编排已经有所体现。当学生了解完以上内容后，就可以学习共点力的平衡，这是属于力的应用问题，难度较大，几乎是学生高中学习时遇到的第一个难题。如果学生可以掌握力的概念与常见方法，就可以让原本零散的知识点变得系统化，降低物理问题的难度，并为之后的学习打下牢固的基础。

结束语

综上所述，在传统教学模式中，教师的教学设计以课时为单位，其眼中只能看到树木而无法看到森林。因此，教师应变换自己的视角，以单元为单位，整合教学资源，既可以避免课时知识的零碎化，也可以合理规划单元中的重难点知识，甚至可以根据学生的实际情况重新组合知识点开展教学活动。这样一来，学生可以更好地整合知识点，降低了学生的物理学习的难度，有助于更加系统地掌握不同内容。当然，教师也应认识到，无论基于何种因素进行教学设计，都要始终尊重学校教学的课时，单元教学设计也需要借助课时来安排，实际上还是转化为课时设计，学科核心素养背景下的高中物理单元教学设计可以有效提升学生的核心素养。

参考文献

[1]余冬冬.基于学习进阶的高中物理单元教学设计：以“圆周运动”学习为例[J].数理化解题研究，2021（6）：65-66.

[2]朱肖敏.追求理解的教学在高中物理单元教学设计中的运用：以“运动的描述”单元为例[J].新课程，2021（18）：116-117.

[3]王美芹，柴丽苹.基于核心素养的高中物理单元教学目标设计：以“磁场”单元为例[J].物理教师，2020，41（6）：15-19.

[4]韩晓宇，芦小刚.基于“大概念”思想的单元教学设计初探：以“安培力和洛伦兹力”单元教学为例[J].新课程，2022（4）：20-21.

本文系吕梁市2020年度课题“基于核心素养的物理单元教学设计研究”（课题编号：LK—19056）的成果。