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核心素养视域下初中物理单元教学设计初探―以“电与磁”单元教学为例论文

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2024-08-13 10:26:29    来源:    作者:zhouxiaoyi

摘要:核心素养是学科育人价值的集中体现。从核心素养视域出发开展单元教学,有利于完善学生的知识结构,促进学生全面发展。文章结合“电与磁”教学案例,说明了单元教学设计的内涵,分析了核心素养视域下初中物理单元教学的价值追寻,最后基于实际教学案例研究了核心素养视域下初中物理单元教学的具体设计策略,指出教师可按照设计单元教学框架、设计单元教学实施方案、设计单元评价体系的思路开展相关工作。

  摘要:核心素养是学科育人价值的集中体现。从核心素养视域出发开展单元教学,有利于完善学生的知识结构,促进学生全面发展。文章结合“电与磁”教学案例,说明了单元教学设计的内涵,分析了核心素养视域下初中物理单元教学的价值追寻,最后基于实际教学案例研究了核心素养视域下初中物理单元教学的具体设计策略,指出教师可按照设计单元教学框架、设计单元教学实施方案、设计单元评价体系的思路开展相关工作。

  关键词:初中物理;核心素养;单元教学

  《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)明确当前初中物理课程教学要以素养培养为本位,关注学生物理观念、科学思维等核心素养的生成情况,确保学生在学习过程中取得进步。作为教学工作的主导者,教师有责任研究核心素养视域下的初中物理单元教学设计策略,并将其作为教学实践的理论支撑,为优化物理教学模式、推进物理教学发展奠定基础。

  一、单元教学设计概述

  著名心理学家、科学教育学奠基人约翰•弗里德里希•赫尔巴特在研究中最早提出“单元”这一概念,指出“单元”指的是基于确切目标、主题的,由教师按照科学知识逻辑与学生认知规律进行统整、规划后组成的教学模块或系统,包括学科单元与经验单元[1]。其中,学科单元指的是以理论知识为主要构成内容的单元,经验单元指的是基于学生的生活、学习经验经过结构化组织的单元。单元教学常以单元主题为支点,以教学活动为框架,借助文本、图片、视频等教学素材构建单元情境,推动学生探索主题,并在此过程中实现核心素养的培养[2]。由此可见,单元教学可被视作一种实现教学目标的教学手段。单元教学设计是为了确保单元教学获得理想效果而开展的一项工作,主要包括确定教学主题、教学目标、教学内容、教学活动及活动的开展顺序等。基于单元教学设计,教师可把握教学过程,采取恰当的教学手段有序开展教学活动,引导学生对学科原理、实践技能进行深度探究。

  二、核心素养视域下初中物理单元教学的价值

  (一)追求物理观念的有效树立

  学生对具体事物的主观看法、客观认识的集合被称为观念[3]。初中物理课程以物质的形态与变化、物质的属性、结构与物体的尺度、多种多样的运动形式、能量及其转化与转移、能源的可持续发展等知识为主要教学内容。指导学生基于已掌握的物理知识和已形成的物理经验看待事物与具体现象,学会用科学知识解释与解决确切问题,是核心素养视域下初中物理单元教学的价值追求。以“电与磁”单元教学为例,教师应追求物理观念的有效树立,以指导学生从物理学视角出发观察摩擦起电现象、了解静电现象等,使其认识到物理学与现实生活的密切关联为教学目标,驱动学生在单元学习中形成从物理学视角出发看待问题、用能量观念解释自然现象的学习观念。

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  (二)追求科学思维的进阶发展

  核心素养视域下,物理单元教学追求学生科学思维的进阶发展,重视学生从物理学视角探析物质的本质属性、内在规律与相互关系的思维发展情况,强调概括思维、模型思维、推理论证思维等思维教学。以“电与磁”单元教学为例,教师要使学生在实验过程中明确磁场概念,了解电流周围的磁场,探究电螺线管外部磁场的方向并在此过程中形成探究思维、科学论证思维、抽象思维等科学思维。

  (三)追求探究能力的持续锻炼

  指导学生基于实物、实验观察发现物理现象,提出确切问题并基于问题形成猜想或假设,围绕假设制订实验论证的计划,形成发现问题、探究原理的能力,是物理学科教学的重要目标[4]。科学探究素养是初中物理学科核心素养的构成之一,体现了探究教学的目的与方法。基于核心素养的初中物理单元教学更加注重探究教学质量,强调在教学中鼓励学生提出问题、收集证据、科学解释与实践操作。以“电与磁”单元教学为例,教师要指导学生基于相关案例发现通电导线在磁场中受到力的作用,组织学生设置实验探究磁场对通电导线作用力的方向与哪些因素有关,并使学生在此过程中提升科学探究能力,这也是单元教学的重点。

  三、核心素养视域下初中物理单元教学的设计策略

  (一)着眼整体设计单元教学框架,明确教学方向

  核心素养视域下的初中物理单元教学设计应着眼整体,梳理章节基本结构,明确学生发展现状[5]。基于分析结果确定单元整体教学目标,可为理论、实践与素养培养教学的有机融合确定方向。“电与磁”单元可分为一般磁现象、电磁三现象、电和磁应用三个专题。其中,一般磁现象主要围绕磁场、磁现象等知识展开,是单元基础教学内容。电磁三现象涉及电生磁、磁生电、磁场对电流的作用三方面知识,是该单元的核心内容。电和磁应用围绕电和磁在生产生活中的典型应用展开,是核心教学内容的延伸。

  根据单元整体结构,教师可以确定单元核心教学任务:使学生掌握电磁三现象的相关知识与技能,并在此过程中提升其核心素养。围绕此核心任务,教师可确定单元整体教学目标:使学生认识电和磁,能从物理学角度出发将物理知识与现实生活现象联系起来,养成从物理学视角观察周围事物、解释有关现象、解决简单问题的物理观念;使学生学会基于所掌握的物理模型解释物理现象,在面对实际问题的过程中联想物理概念、原理、模型进行分析并得出结论,学会运用所掌握的证据表达自身的物理观点,形成良好的科学推理、论证、分析等能力,提升科学思维;使学生通过实验了解电流周围存在磁场、了解通电导线在磁场中受到力的作用等知识,并在此过程中提升科学探究素养;使学生在应用单元知识解决现实问题的过程中认识到“电与磁”研究的重要性,形成科学态度与实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。通过综合分析确定单元教学内容的基本结构及其与物理学科核心素养的深刻关联,教师可以确定单元教学要完成的教学任务及教学目标,为后续的活动设计、实施方案设计、评价设计等指明方向。

  (二)围绕教学目标设计实施方案,设计教学活动

  教学目标的实现依赖于各类教学活动。核心素养视域下,初中物理单元教学不应只重视理论知识的讲解教学,还要重视操作教学、应用教学等,为学生营造理想环境,确保其在学习过程中建立理论知识与现实生活的深刻关联,形成核心素养。教学目标明确了单元教学的方向与要点。在此基础上,教师应研究达成教学目标的策略,并结合核心素养培养的相关要求优化教学实施方案。

  1.以素养为导向设计教学活动

  初中物理学科核心素养由四部分构成,分别指向学生物理学习的意识形态、思维品质、探究能力及学习态度。教师可以围绕核心素养的培养需要设计教学活动。一方面,教师可基于单元内的理论知识组织联想、探究、讨论、抽象等教学活动,在活动中引出与物理原理相关的现实事物,使其学会基于现有的物理知识、学习技能解决抽象问题,形成科学思维。另一方面,教师可基于单元内的实践教学内容组织实验活动,在活动中要求学生记录实验现象,运用各类专业的实验器材组装实验设备,运用常见的工具组装物理机械设备等,在此过程中锻炼学生的操作、分析、设计等综合能力,提升其科学探究素养。以“电与磁”单元教学设计为例,教师可设计对话交流、猜想分析等教学活动,由身边常见的“指南针指向南北”“磁悬浮列车”等现象引出磁现象、磁与电现象等,引导学生从物理学视角出发观察事物、探究原理。教师还可以设计奥斯特实验活动、永动机制作活动等实验操作活动,为学生演示物理原理,使其在观察、思考、分析的过程中提高认知能力并学习更多操作层面的知识,形成科学思维、探究能力等。

  2.以活动为中心设计课时方案

  初中物理单元教学内容繁多,而物理课堂教学时间有限,难以用一节课完成所有教学活动。围绕单元教学活动进行课时教学安排,可减少学生单节课的学习任务量,避免其压力过大产生负面情绪。同时,有序安排课时,可为学生提供更多内化吸收及迁移应用学习的时间,增加其学习的深度和广度。在实际教学中,教师可根据学生的认知发展规律进行课时安排。以“电与磁”单元教学的课时设计为例。在学习这一单元前,学生对相关知识了解不够,缺乏深刻认知,具备浅层识记相关知识的潜能,但无法掌握相关原理及实验方法。经过阶段性学习,学生能够深刻理解具体的物理规律,同时学会用科学思维设置实验方案,用恰当方法完成物理实验。教师可以根据分析结果进行课时安排:第一课时围绕磁现象展开,通过播放微课视频介绍概念,利用条形磁铁、蹄形磁铁、塑料直尺、铁屑、大头针等工具组织简单实验,使学生初步了解磁场、地磁场、磁体周围磁场的分布、电流周围的磁场等知识,形成物理观念;第二、三课时围绕电磁三现象展开,演示奥斯特实验提高学生对电流磁场的认知,组织“通电螺线管的磁场”实验活动,驱动学生感悟通电螺线管的极性与电流之间的关系,形成科学思维与探究能力;第四课时应用填空、选择、探究等习题组织学生运用所掌握知识解决问题,进一步强化其应用意识与科学态度。

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  (三)设计单元评价体系,改善教学效果

  核心素养视域下的初中物理单元教学要结合使用形成性评价与终结性评价,保证学生在提升物理观念、科学思维等核心素养的同时及时发现自身问题。教学评价体系的设计可分为两部分,一是教学评价标准设计,二是教学评价方法设计。在设计评价标准时,教师应关注《课程标准》对物理观念、科学思维等核心素养的培养要求,综合学生的发展现状、单元主要教学任务细化评价标准,为教学评价的实施提供参考。在设计评价方法时,教师应明确不同教学活动的具体要求和学生的个人心理需要。当教学内容简单且学生学习兴致高涨时,教师可提高评价标准,指出学生思维方式、探究学习行为等方面的问题,利用评价促进其科学思维发展,培养其科学态度与责任等。当教学内容复杂、学生存在畏难心理时,教师可适当放宽评价标准,并用鼓励的评价语言挖掘学生的“闪光点”,为其树立科学探究的自信心,引导其基于已掌握的物理知识、实验方法攻克学习难题,促进其物理观念、科学探究能力的提升。

  以“电与磁”单元教学评价体系设计为例,教师可围绕单元目标,细化评价标准,如:学生是否认真观察摩擦起电现象并产生探究意识,是否学会用物理知识解释相关情况,形成物理观念;是否对静电防止与利用技术产生研究兴趣,并掌握其原理;是否通过实验认识磁场,知道地磁场,了解电流周围存在磁场,通电螺线管外部磁场的方向等,形成科学思维;是否能在参与实验的过程中掌握实验设备布置、现象观察、规律总结等方法,形成科学探究能力;是否了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响,形成科学态度与社会责任。在细化评价标准后,教师可据此设计自我评价、学生评价、教师评价等评价方案,为单元教学的灵活评价提供更多设计参考,确保学生能在学、练、用等学习过程中得到恰当评价,进一步提升核心素养水平。

  四、结束语

  本文从单元教学的视角出发,结合“电与磁”单元教学案例探讨了单元教学设计策略。基于本文,教师要明确单元教学工作思路,如先确定单元教学设计要点,再基于已有理论对设计问题展开研究,最后基于具体单元设计教学评价体系,以改善教学效果。

  参考文献

  [1]吴弟斌.物理学科核心素养视域下的初中物理单元教学设计:以“质量和密度”单元为例[J].理科爱好者,2022(6):131-135.

  [2]黄绍福.基于物理学科核心素养的大单元教学研究课例[J].广西物理,2022,43(4):119-121.

  [3]王敬辉.核心素养引领单元设计:科学方法点亮物理课堂[J].天津教育,2022(35):99-101.

  [4]曹宏.强化“三环节”研究,实施“化知识为素养”教学:以苏科版初中物理“力弹力”为例[J].物理教师,2022,43(12):33-35.

  [5]章强.关注科学思维能力发展的初中物理单元教学设计:以“光现象”为例[J].物理之友,2022,38(11):42-44.