中学物理单元教学设计指南

1、 97/97中学物理单元教学设计指南研究报告从1998年至2018年，上海课程改革历时30年，取得的成效有目共睹。“为每一位学生的终身发展奠基”的课程理念已经深入人心，构建了培养学生基本素质和健康个性的课程体系。为将课程改革的“红利”真正释放出来，把课程的理念落实在课堂，上海市教育委员会教学研究室在2015年启动了各学科单元教学设计指南的研究，本研究报告主要反映了物理学科的研究内容和研究成果。一、研究背景（一）课改需求十九大报告提出“要全面贯彻落实党的教育方针，落实立德树人的根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。各学科课程标准反映了国家对学生学习

2、结果的期望，承载了落实立德树人根本任务在各个学科中的具体要求，刚刚颁布的普通高中物理课程标准（2017年版）（以下简称为“课标”）将成为今后一段时期内深化课程改革的指导性文件，对于课标中外显与内隐的物理学科核心素养需要广大物理教育工作者进一步理解和研究，它所包含的学科核心概念、核心思想、核心方法、核心能力等也需要在教学中进一步突出和落实。我国基础教育改革与发展已经进入了一个新的阶段，实现教育公平、提高教育质量、促进教育内涵发展成为当前的重要任务。徐淀芳学业质量绿色指标实践研究J教育发展研究，2012(15-16)：1-6进入21世纪之后，当代教育变革的主题是促进学生核心素养的发展。林崇德21世

3、纪学生发展核心素养研究M北京：北京师范大学出版社2016：2要实现促进核心素养发展这一教育目标，学校教育担负着重要的职责，而学校教育的核心内容是学科教学，因此提升学科教学的质量是基础教育改革的关键。另外，教师的教学专业能力是影响教学水平的重要因素，当今从事基础教育的教师，在经过系统的专业学习之后，已经基本具备必要的学科知识基础，他们教学专业能力提升的重点在于教学设计能力的发展。郭玉英，姚建欣基于核心素养学习进阶的科学教学设计J课程教材教法，2016(11)：64-70从操作层面来说，就是教师依据对课标、教材、学情的分析，在明确教学目标的前提下，系统地规划教学活动过程和关键节点，有效引导学生发展

4、学科核心素养。在科学教育领域，专家提出通过围绕大概念的整合设计和基于学习进阶的发展规划来统筹学生核心素养的整体发展。郭玉英，姚建欣，张静整合与发展科学课程中概念体系的建构及其学习进阶J课程教材教法，2013(2)：44-49这也成为当前教学设计改进研究的热点。其问题的焦点是如何以整合的视角整体性地建构学生的学习过程。（二）现状分析这一轮的基础教育物理课程改革实施已有十八年了，课堂教学也在静悄悄地发生改变，但在平时的教学中，应试的训练还是非常突出，学生的学习负担依然较重。1课时设计占据主导地位在当前的教学实践中，教师仍主要按照课时进行教学设计，教学活动的基本单位也是一个课时。因此每个课时之间的联

5、系往往不被重视，这就导致教学目标往往只能停留在知识层面，而过程与方法、情感态度价值观等方面的目标则需要在长期学习过程中循序渐进地达成，在一节课中因很难落实，而常常遭到忽视。另一方面，物理是一门注重逻辑思维的学科，物理概念、物理规律、科学方法、科学思维等内容之间有着紧密的联系，现有的按课时进行的教学设计将这些联系不断削弱，逐渐形成一个个碎片化的知识，学生很难通过学习建构起完整的知识结构，更不能奢望其发展进行科学推理、参与科学探究、对科学问题进行论证等能力。2教研活动主要聚焦“三课”活动学校的教研组活动侧重研讨学期课时计划、课堂教学、课题研究、校本作业、教研组建设等工作，其中的磨课、听课、评课（“

6、三课”活动）是最常见的教研活动，也是最受欢迎的教研活动。但是目前的三课活动主要是针对课时教学的研究，积累了大量优秀教案和课时教学设计的资源。区域教研也以听、评课为主。在国家教育资源公共服务平台开展的“一师一优课，一课一名师”活动中，以“单元教学设计”为主题的物理学科资源主要集中在单元复习上，并不是真正意义上的单元教学。大部分教师已经习惯“课时设计思维”，忽视对单元的结构化分析，如知识的逻辑结构、学生的认知结构、活动结构、作业结构等，常常出现课时设计精益求精，却始终“只见树木、不见森林”，更重要的是对单元整体学习价值（尤其是培育核心素养）的缺失。由此可见，将“基于标准的单元设计”作为切入点，聚焦

7、单元结构分析，挖掘单元育人价值，在一定程度上可以切中要害，有利于解决存在的问题。3“以练代教”现象普遍存在目前已经有一些学校和教师为摆脱应试教育的束缚做出了不懈的努力，但是总体上来看，中、高考等选拔性考试对教学影响仍然不容小觑。通过仔细审读目前市场中流行的教辅练习和学校自编的校本练习，我们可以发现，大多直接对接最后的考试，怎么考就怎样练的现象普遍存在，只为考试设计的题型在作业练习中被大量引用。如：初中学业水平考试中的选择性填空题，在课后作业中普遍存在。再审视目前的物理课堂，任意压缩新授课教学时间的现象比比皆是，课堂教学仍然充斥“以练代教”的现象，通过让学生做大量练习发现学生学习中的问题，进而帮

8、助学生修正对概念、规律的理解，物理学的魅力湮没在题海中。应试能力终究不是真实能力，充其量不过是记忆和低阶“应用”罢了。这些现象与当前发展核心素养的要求格格不入，为此急需找到一条有效路径来帮助学生脱离这一苦海。（三）拟解决的问题在此背景下，上诲市教育委员会教学研究室（以下简称为“市教研室”）启动了各学科单元教学设计指南的研究工作。中学物理单元教学设计指南（以下简称为“指南”）应运而生。指南从实践的角度来审视教师的教学设计及教学过程，明确提出学校教研组应聚集体智慧完成单元教学设计。单元教学设计要求教研组组织教师对单元内容进行教材教法分析，确定单元教学目标，据此再设计单元学习活动，并同步或交叉进行单

9、元作业、单元评价、单元资源的设计与实施。通过单元教学设计的研究与实施，拟解决以下几个问题。1物理学科的育人价值需要加强落实学科课程是教育思想、教育目标和教育内容的主要载体，学科教学的设计与实施是中小学实现教学目标，立德树人的最主要工作。由于种种原因，物理学科教学仍然普遍存在重知识、重应试训练，追求分数和升学率，轻学科育人价值和学科核心素养培养的状况。因此通过单元教学设计的研究和实践，希望能够提升教师对学科教学育人价值的认识，发挥物理学科教学的育人功能，起到提升学生核心素养的作用。“核心素养”赋予了传统的“基础素养”以新时代的内涵 钟启泉“核心素养”赋予基础教育以新时代的内涵J基础教育论坛(综合

10、版)，2016(15)：64，它是课程改革进入新时期之后的全新中心，是对过去三维目标的继承与发展。2物理教学的结构化实施需要加强研究研究首先针对教学的结构性、整体性问题，旨在通过指导教师开展单元设计，使教师建立起对物理学科的整体认识，并促进教师厘清教学目标，把握学段的整体要求。最终让教师形成单元的整体设计思路，牢牢把握教学的重点和难点，使原本离散在“课时”中的教学整合到“单元”麾下，体现单元的整体结构。3物理课程的校本化实施需要经验积累开展中学物理单元教学设计的研究，编制单元教学设计指南，希望能够指导学校的教研组针对学情展开单元教学设计的实践活动，形成学校教师共享的教学资源。教师在此基础上根据

11、学生和自己的教学风格，完成各自的课时教学设计，最终要将促进学生学科核心素养的形成和发展落实在课堂中。在此过程中积累大量研究和实施的案例，形成优质资源。4教学与评价的一致性需要技术路径支持教学与评价的单元整体设计需要经历从课标中的学科目标到学段目标，再到单元目标，最后落实到课时目标的过程，这些目标的层层分解需要技术路径保障。整个单元设计的环节也需要整体把握，因此，将单元设计分解成若干个环节和要素，通过案例研究，以提炼单元教学的基本路径、方法，并通过设计流程图、属性表、问题链等提升单元教学设计的品质。二、研究方法整个研究主要采用行动研究的研究范式。教研员与一线教师一起有计划地对教学实践中产生的问题

12、共同合作，边研究边实践，最终形成中学物理单元教学设计框架，以解决实际教学中存在的问题与不足。（一）文献研究以单元、单元教学、物理学科单元教学设计等为关键词全面检索已有的相关研究成果，为本次开展物理学科单元教学设计指南的编制提供参考和借鉴。（二）案例研究收集一定数量的单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元作业设计、单元评价设计等案例。通过对已有案例的梳理和学习，理解单元设计的基本精神和核心要点，提炼优秀案例的技术实施路径。（三）实践研究初步形成研究结论后，在基地学校继续进行实践，对指南提出的单元设计的要素、路径、方法作进一步修订和简化，增加其有效性和可操作性。三、研究过程与内

13、容研究体现自下而上与自上而下相结合的路径：研究过程有区教研员和一线教师参与，充分组织区教研员和一线教师参与讨论；按照市教研室总项目组的要求，加强教研室内部各学科之间的研讨。（一）研究过程1文献研究，顶层设计阶段项目研究的开局之时，通过对单元、单元教学、物理学科单元教学设计等进行全面检索，梳理已有的相关研究成果，完成文献综述的梳理，明晰一些概念的界定。从最初做单元教学设计到做单元教学设计指南，经历了从摸索到逐渐清晰的过程。明确了研究定位之后，完成本研究的顶层设计。本研究主要通过做物理学科的单元教学设计，提炼做单元教学设计的一般规格，通过关键要素的流程、属性表及问题链，引导学校教研组、备课组聚焦单

14、元教学设计的校本教研，提升课堂教学的质量。2初步实践，案例开发阶段在基地学校开展前期的实践研究，从案例积累入手，收集一定数量的单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元作业设计、单元评价设计、单元资源设计等案例。在实践过程中，不断组织参与的教师团队进行相关理论的学习，通过对已有研究的梳理和学习，理解单元设计的基本精神和核心要点，以理论指导实践，不断打磨，提升案例的质量。3归纳分析，规格提炼阶段采用案例归纳方法提炼做单元教学设计的规格。组织教师团队对所开发的案例进行充分的探讨和完善，分析案例编制过程中遇到的困难及解决问题的思路，研究提升案例品质的方法，提炼做单元教学设计的程序流程

15、、关键要素的属性和需要思考的问题链等，形成单元教学设计的规格。4深化实践，规格精简阶段以最终形成的单元教学设计规格为工具，开发并完善单元教材教法分析、单元目标设计、单元学习活动设计、单元作业、评价、资源的设计等案例，并从整体建构的视角对这些案例做进一步的修改与整合，形成较为完整的单元教学设计案例，为后续其他教师开展单元教学设计的工作提供指导和示范。同时，重新审视单元教学设计规格，从实施的效果反思设计，进一步精简设计的规格，增加指南的可操作性。（二）研究内容1文献综述当前物理学科中有关单元教学的探索相较于化学、数学、语文等学科还不十分丰富。一些教师认为，物理单元教学就是一种“单元整合教学”，即以

16、物理课标为依据，以物理教学相关的理论为指导，对教材中的高中物理知识进行综合整理，重构教学单元，使教学内容更加丰富和完善，突出教学重点，使各教学环节层层相依、环环相扣，提升高中物理教学内容的缜密性与逻辑性，使学生更容易理解和记忆物理相关知识。 倪杰高中物理单元整合教学研究J中学教学参考，2017(9)：48-49在碎片化信息铺天盖地的时代，这种“整合”视角下的教学显得尤为重要，一些教师和研究者将其视作培养学生核心素养的必要条件，基于“整合”的单元教学有效实施是课堂教学转型的关键。不同学段的物理教师都在教学实践的过程中尝试这种整体化教学，并构建了多样式的单元教学模式，如杨贵等人提出的物理单元教学设

17、计框架 杨贵，杨为民，李燕琼高中物理单元教学设计框架的构建及其实施探讨J物理教学探讨，2014(1): 70-72、岑海平建构的小学科学单元教学范式 岑海平小学科学单元教学范式的构建研究J新课程研究（下旬刊），2014(10)：61-62等。这些教学模式有一个共同的特点，都认为物理教学内容应当有一种内在的体系和结构，教学设计应当首先明确知识的结构，进而重新编排教学。从这些实践者构建的模式中可以看出，单元教学与一般教学的本质区别在于教学设计时是否有“整合”的眼光、整体的构想。这与教育家的观点不谋而合。钟启泉教授指出，“单元不是把教学内容碎片化地当作知识点来处置，而是有机地、模块化地组织与构成的。

18、”“单元设计不是单纯知识点传输与技能训练的安排，而是教师基于学科素养，思考怎样描绘基于一定目标与主题而开展探究活动叙事的活动，目的是为了创造优质的教学。” 钟启泉学会“单元设计”N中国教育报，2015-6-12 (009)2概念界定单元：单元是整体中相对独立且自成系统的组成部分。教学中的单元一般是指依据课标，按照学科知识逻辑、学生认知规律，对内在联系比较密切的若干学习材料进行结构化组织而形成的学习单位。单元教学：单元教学通常以单元主题与任务为线索，关注单元学习活动、单元作业、单元评价与单元教学目标一致性，循序渐进地完成一个系列的教学活动。单元教学设计：单元教学非常强调整体性有序设计。单元教学设

19、计是指以一个单元学习内容为整体，统筹、规划既能统揽单元教学的全局，又能够按步骤有序地开展的系列教学活动，以取得最佳的教学成效。 马兰整体化有序设计单元教学探讨J课程教材教法，2012(2)：23-313编制单元教学设计指南，明确研究定位1988-1997年是上海市课程改革的第一阶段，简称“一期课改”，从最初试行新教材的实际情况来看，教学思想、教学手段和方法的更新，是亟待解决的问题。1996年，上海市教育委员会教学研究室就在本市邀请一些有经验的教师编写了一套学科课堂教学研究与指导丛书课堂教学设计，为广大教师提供一定的教学样式和教学思路。物理学科是以教材中的章节为序，对新教材的每一节都提供了优秀的

20、课堂教学设计。1998年至今是上海市课程改革的第二阶段，简称“二期课改”，当课改进入全面推进阶段，也曾组织有经验的教师，编写过每一节新授课的教学设计、教学用的PPT以及相应的教学资源，成为当时倍受物理教师欢迎的数字化资源库。前两期的课程改革，物理学科都将课堂教学设计作为课改推进的突破口，组织全市优秀教师编写每节课的教学设计，旨在为广大教师提供基本的教学水平保障。在新形势下，学科核心素养是学生学习该课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力，是学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的整合。我们认为推进课堂教学、落实学科核心素养的抓手和突破口是“单元教学”。那么，是否需要组织全市的力量，

21、做好每个单元的教学设计，为基层学校提供统一的范式呢？这一次我们选择了“否”，首先，无论是课时教学设计还是单元教学设计，我们认为都应该针对不同的学生而有所不同。其次，课程的校本化实施原来主要集中在学校的学案编制、校本作业编制等零散的项目中，统一的学案和校本作业会抹杀教师个体的创造性。最后，我们希望学校教研组成为学校单元教学设计的主体，将教材教法分析，教学目标、学习活动、作业、评价资源设计整合在单元中进行设计与实施。因此，本项研究最终定位在编写中学物理单元教学设计指南，组织优秀教师通过实践形成单元教学设计的案例，提炼做单元教学设计的规格，最终以一系列基本流程、属性表、问题链等规格导向的一种操作指引

22、引导基层学校教研组进行学科单元教学设计。4提炼单元教学设计要素，厘清要素之间关系单元教学设计的起点应该是有明确的单元划分，因此，单元规划建议（具体详见本书第一章）应该在单元教学设计之前，依据学科特征确定单元划分依据、原则及划分结果。四、研究结论（一）形成“自上而下”单元教学设计的规格在单元教学设计的初期，基层教师会不会做单元教学设计呢？在基地学校的实践过程中，我们发现教师是“自下而上”的设计思路，这有悖于单元设计的初衷。最初做单元目际设计时，教师将本单元每一节课的教学设计拿出来，然后将每一节课的目标抽出来，按知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度进行汇总，最后形成单元教学目标。如：基

23、地学校教师在高中物理第四章周期运动的单元教学目标设计中共提出30条目标，其中18条知识与技能目标，8条过程与方法目标，4条情感态度与价值观目标。教师在汇总每节课的目标时发现过程与方法、情感态度价值观目标是有重复的，于是做了一些归并，知识与技能目标因为针对具体知识而无法归并，因此条目多且具体。在与教师的交流中，我们发现了一些问题：首先，教师还是觉得知识与技能目标实在，有抓手、可落实，往往把目标聚焦在此。其次，教师做单元教学设计是“先分再合、自下而上”的设计思路，这样出来的“合”很难“纲举目张”。由此，我们开始思考能体现新的理念和要求的单元教学设计应该如何做，应该如何指导基层学校有效地开展单元教学

24、设计。最后我们结合案例提炼出单元教学设计的六个基本要素，厘清了各要素之间的关系，形成了“自上而下”的单元教学设计的路径与方法。（二）形成有利于结构化、整体性落实的流程与属性表首先，单元的结构化、整体性表现为单元知识的内在逻辑结构和整体性，避免知识点的碎片化学习所带来的狭隘性，使学生对知识的理解更深刻、更全面，从而有助于形成学生的物理观念。因此，在“单元教材教法分析”中，属性表中要求教师必须通过列出单元教学内容、绘制知识结构图，准确地理解单元教学的重点，为后续结构化设计单元活动奠定基础。其次，单元的结构化、整体性设计更符合学生的认知规律，有利于促进学生思维发展的连续性、系统性和有效性，有助于提升

25、学生的科学思维能力。单元的结构化、整体性设计也更能体现注重科学探究各环节的递进性、完整性的实施，使科学探究更充分、更完整、更深入。因此，在“单元教学活动设计”中，流程要求教师先要完成单元教学活动框架设计，整体规划本单元的重点教学活动，并且用结构图来体现教学的逻辑，同时也可以通过系列活动的设计，体现对学生思维活动、探究活动的递进性要求。最后，单元的结构化、整体性设计有利于活动、作业、评价、资源设计的丰富性和全面性，提升活动、怍业、评价和资源的品质。因此，在“单元学习活动设计”“单元作业设计”“单元评价设计”“单元资源设计”中，我们提供了各种类型的属性表。通过对属性表进行汇总，可以看出设计结构和整

26、体布局，从而有利于提升各类设计的品质。唯有科学有效的单元规划，针对某一单元的教学设计才有意义。单元教学设计就是规划单元教学的全过程，可以针对教学五环节（备课、上课、作业、辅导、评价），从设计层面提炼相应的环节要素。经过实践、反复推敲，本研究最终确定中学物理单元教学设计包含六个要素，分别是单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元评价设计、单元作业设计和单元资源设计。各要素的具体操作路径详见本书第二章第七章，图0-1呈现了各要素之间的关系。图0-1各要素之间存在着密切关系。其中，单元教学目标设计是关键，单元教材教法分析结合学情分析确定单元教学目标，而单元教学目标又为后续要素的设计

27、提供依据，在目标引导下，进行单元学习活动、作业、评价、资源的设计。中间为主干，体现了由上至下的设计顺序，其中单元学习活动设计是重点，体现课堂教学的主阵地。左侧的单元资源设计伴随着活动设计、作业设计、评价设计的全过程。右侧的单元评价设计可以分为过程性评价和形成性评价，而过程性评价也是伴随着学习过程而融入活动、作业设计中，形成性评价则可以通过单元形成性测评检测学生学习的成效。过程性评价和形成性评价综合反映了学生该单元的学习情况。（三）形成有利于教学与评价一致的技术路径将课标的内容与要求融入教学，做到教学与评价的一致性，需要一系列技术路径的支持。单元教学目标的确定在整个单元教学设计中处于承上启下的关

28、键地位。承上就是通过对单元做教材教法分析，对学生做学情分析，明晰单元的重点、难点，结合单元学习内容，将学科课标中的学科核心素养转化为单元教学目标；启下就是将单元教学目标逐级分解为活动目标、单元作业与评价目标，将课标与学习活动、作业、评价建立关联，使课标的目标在“自上而下”的单元教学设计中进行有效传递，从而做到教学与评价的一致，最终达成教学与评价的一致。（四）积累课程校本化实施的资源，提升校本教研的品质在每年两次的课程与教学调研中，我们发现很多教研组的教研活动通常都是以课时为单位开展的“三课”活动，或仅仅停留在统一教学进度、统一目标要求、统一学案、统一作业等零散的项目中。这样做确实可以确保教学进

29、度的正常推进和教学质量的把控，但同时也会抹杀教师个体的创造性，不利于教研组成员的发展。本项研究将学校教研组推为单元教学设计主体，教研组应根据中学物理单元教学设计指南的规格作为指导，通过全体成员的讨论，针对本校学情，根据提供的流程，思考问题链，填写属性表，进行教材教法分析，聚焦重点难点、梳理单元教学目标、将活动、作业、评价设计等整合在单元中进行设计，形成相应校本化的单元教学设计。教师则针对自己班级学生的学情，结合单元教学设计方案，根据自己的个性化特点，设计成课时方案并加以实施。通过上述这些措施，最终实现提升教研品质、将教研工作落到实处的目的。在调研中我们还发现，学科课程实施档案（经验）在教研组层

30、面更多表现为“进度表”或“教师个体教案”，教研团队对学科课程校本化实施的资源主要集中在零散的项目中，如校本作业、课时学案等。因此，教研组应该重视教学经验和资源的积累。在校本化单元教学设计的基础上，利用多种途径收集和积累诸如情景与任务、活动案例、阅读材料、科普书籍、视频材料等教学资源，形成学校教学资源库。再利用教研组相互听课和外出听课，虚心向同行学习等活动，充实学校教学资源库。最后，随着单元教学的推进，通过不断研究、讨论、听课、评课，进而不断修正，最终形成较为完善的学校教学资源库。第一章 单元规划建议一、概述（一）界定单元是整体中相对独立且自成系统的组成部分。教学中的单元一般是指依据课标，按照学

31、科知识逻辑、学生认知规律，对内在联系比较密切的若干学习材料进行结构化组织而形成的学习单位。单元规划是在对课标、教材等进行深入解读和剖析后，根据对教学内容的分析和学生的实际情况，形成具有特定主题的单元系列的过程。单元规划是开展单元教学的第一步，是以单元为整体，考虑单元教学目标，设计单元教学过程和方法，形成单元教学评价等过程的基础。（二）依据中学物理学科的单元规划是一项专业的系统工程，它需要具备专业的物理课程知识和丰富教学经验的物理教师在深入研读物理课标和教材的基础上，系统地思考物理知识逻辑结构和学生的认知规律，形成以主题与任务为线索的教学结构单元。在实际教学中，划分单元的依据主要有以下几种。1依

32、据教材章节规划单元现行的中学物理教材的章节本身就是由教材编写的专家团队，在综合考虑物理课标的内容与要求、课程方案的课程设置及课时安排等因素后进行单元规划的产物。教材的章节内容具有较强的关联性、结构性，有利于学生整体理解学习内容，自主建构知识体系。中学教材必须通过中小学教材审查委员会审查后才准予使用，因此，教材结构的科学性是可以得到充分保证的。教材又是学生和教师所共有的教学资源，将教材中的章规划为新授课的单元是最直接和最有效的做法。目前，上海市的中学物理教材采用螺旋式上升的编写形式，初中、高中的基础部分以及高中的拓展部分基本都是围绕力学、热学、电磁学、光学及原子物理等内容，采用学习要求不断深入的

33、方式编写。按照教材的章作为单元，有利于引导教师研究现有教材，领会教材章节编写的意图，有效落实教材承载的教育理念，实现课程价值。基于教学实践的需要和学生的实际情况，也可以对教材章的内容做出适当调整。如：教材中有些章特别大，需要较多的课时数完成该单元的学习，对于初中学生或薄弱学校的学生，教师可以将一章合理地拆成两个单元进行教学。另外，上海市高中有近90%的学校在高二年级实行走班教学，其中又有50%的学校对于选考物理的学生，采用基础与拓展课时合并教学的方式。因此，这些学校为了提高教学效率，要求学校教研组将高二基础型课程的教学内容与高三拓展型课程内容进行重组，对重组后的内容进行单元规划。这些也需要教研

34、组进行集体研讨，达成单元划分的共识。2依据课标主题规划单元中学物理学科的单元规划也可以依据物理学科课标中的内容与要求，从课程的视角进行划分。例如：在2004版的上海市中学物理课程标准“内容与要求”部分中可以看到四大主题：物质、机械运动、电磁运动、能量。还可以看到初中、高中基础、高中拓展各部分的内容要求不断螺旋上升。通过学习，学生逐步建立起正确的物质观、运动与相互作用观、能量观等物理观念。从观念的视角进行划分会导致主题比较大，并不适合新课的学习，但是可以作为复习阶段的一种单元规划，从更高层面重新认识原来的学习内容，形成清晰、系统的物理观念，进而引导学生从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能灵活

35、运用所学的物理知识解决实际问题。3依据项目学习规划单元项目学习是指学坐围绕复杂的、来自真实情境的、具有一定挑战性的项目主题，在精心设计任务活动的基础上进行的自主探究过程，最终帮助学生建构起知识、能力、品格等学科核心素养。项目学习一般是以学生为中心，强调真实世界的问题和实践。每一个项目都含有相互联系的、能持续一段时间的任务和活动，因此物理学科的单元规划，也可以通过设计的一个一个项目，完成整体的单元规划。如：“自行车中的物理奥秘”可以引导学生学习圆周运动、机械传动、直线运动、光学等知识，学生在完成一个个设定的任务后，达到学会知识、促进思维、提升能力、获得体验的目的。项目学习能调动学生学习的兴趣，吸

36、引学生进行自主学习，但项目学习式的单元规划是一项原创性的工作，项目的选取、项目学习涉及的内容要覆盖物理课标的内容与要求，这些在操作上是非常困难的。目前，可以采用“找到一个合适的载体就开发一个”的方法，将它作为学习的补充，或作为复习阶段的综合实践。（三）原则新授课的单元规划可以按照教材的章节进行划分，但也不排斥学校、教师在教学上的自主性和创造性。学校、教师在自主规划单元时，依然要遵守一些原则，以保证所制定的单元规划能满足中学物理课程的要求，符合课程所追求的教育价值，遁合该校学生的学习。1教育性中学物理课程是自然科学学习领域的一门重要课程，在上海市中学物理课程标准中指出了它的主要功能有：物理学及其

37、课程有严密的理论体系和完备的实验方法，可以指导人们正确认识客观世界；物理学及其课程与科学、技术、社会的联系紧密，它是人们适应社会生活和实现职业理想的基础；物理学及其课程蕴含深邃的思想和哲理，在形成人们正确的世界观、人生观、价值观，提高人们的思维品质和科学素养方面都能发挥显著作用；物理学及其课程自身的发展就是不断开拓进取、求真创新的过程，可以培养人们的创新精神和实践能力，充分发展人的潜能。因此，单元规划必须发挥物理课程的教育功能，符合物理学的结构体系，符合知识建构的顺序。2适切性适切性主要指两个方面。一方面是指适合学生认知水平。如初中生对运动的认识只要求分析沿直线的运动，到了高中阶段，学生学习的

38、内容从一维直线上的运动逐渐过渡到二维平面内的运动最后发展到三维空间内描述、分析运动。另一方面是指适合课程的设置。如现在有些专家过度强调学科体系的完整性，但是随着人的认识能力的提高，物理学科体系不断扩大和完善，内容越来越多，而学生在校学习物理的时间是有限的，初中136课时，高中136课时。因此必须做出选择，哪些物理知识是高中毕业时必须达成的，让他们能够对接高校的学习。此外，还应关注物理知识背后的能力与方法、科学态度与责任的培养。从这两方面因素的综合考虑，找到中学物理学习适合的量和适合的序。3结构性单元规划应当体现单元教学的优势，即强调在一个单元内的内容之间紧密关联的结构。因此需要思考将内容结构紧

39、密的知识放在一个单元中学习，强化内容之间的联系与结构。结构性还需要将各个单元放在整个课程中思考，思考各个单元之间的结构与关联。二、规格及说明（一）流程中学物理单元教学设计的前提是必须要有明确的学科教学单元，因此，单元规划应先于单元教学设计进行。物理学科的单元规划可以分为三个步骤，具体流程如图1-1所示。图1-1说明：1研读课标，提取内容与要求，分析内容的结构。2选择单元规划的依据，确定单元名称，设计单元大任务及其分解，根据课程方案规定的课时数进行单元课时分配。3用属性表清晰地表述单元规划的结果。（二）属性表将单元规划流程中所涉及的要素汇总于属性表1-1中。根据规划的内容，教师需要按步骤和要求进

40、行分析，并不断用问题链中的问题进行反思，看是否达成了单元规划的要求。最后将分析与思考的结果填写在属性表中，完成了物理学科的单元规划。表1-1适用课型新授课 复习课分析内容内容结构单元规划依据依据课标主题 依据教材章节 依据项目学习表述单元规划的结果单元名称大任务及其分解对应课标的内容对应课时数（三）问题链1研读课标、分析内容1-1-1内容的结构是否科学？是否能够与学科核心素养建立关联？2确定依据、划分单元1-2-1确定单元规划的依据，是否符合教学需求？是否与课型匹配？3表述结果1-3-1大任务能否统领单元学习内容？1-3-2大任务及其分解之间的逻辑关系是否清晰？1-3-3单元内容与对应课时数是

41、否匹配？1-3-4在表述单元规划的结果中是否清晰地反映了单元与单元之间的逻辑顺序？三、案例对普通高中物理课程标准（2017年版）中必修一内容进行单元规划，具体规划的结果见表1-2。表1-2适用课型新授课 复习课分析内容内容机械运动与物理模型1.1.1了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。1.1.2经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。1.1.3理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理

42、解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。1.1.4通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。相互作用与运动定律1.2.1认识重力、弹力与摩擦力。通过实验，了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。1.2.2通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。1.2.3通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。通过实验，认识

43、超重和失重现象。1.2.4知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要意义。结构质点、速度、加速度匀变速直线运动规律自由落体运动规律矢量、标量重力、弹力、摩擦力力的合成与分解共点力的平衡牛顿运动定律力学单位运动和相互作用观运动观相互作用观单元规划依据依据课标主题 依据教材章节 依据项目学习表述单元规划的结果单元名称大任务及其分解对应课标的内容对应课时数物理学的魅力大任务：完成“物理实验社”的招生海报和20 min推荐活动。（1）实验科学的历史回眸（2）感受物理实验的魅力近代实验科学产生的背景实验对物理学发展的作用2运动的描述大任务：基于现代信息技术的运动研究（1）解读电子地图中的运动

44、信息（2）在实验室获取运动信息，绘制运动图像（3）百米飞人博尔特跑得有多快质点 物理模型矢量和标量位移与路程位移-时间图像速度（平均、瞬时）速度-时间图像5匀变速直线运动大任务：研究落体运动（1）解读跨越千年的对话（2）亲历伽利略的探索之路（3）验证伽利略对落体运动的推论（4）感受匀加速、匀减速直线运动（5）寻找生活中的匀变速直线运动对落体运动的研究过程匀变速直线运动加速度匀变速直线运动的规律及应用自由落体运动的规律8物体的平衡大任务：竞技场上的平衡（1）习以为常的存在（2）弩生于弓，弓生于弹（3）拔河比赛获胜的秘诀（4）500N+500N=500N？（5）四两拨千斤（6）寻找生活中的平衡现象

45、力重力弹力 胡克定律摩擦力力的合成力的分解共点力的平衡10大任务：直线加速赛车的初步探究（1）赛车如何获得更大的加速度（2）赛车中的安全装置所体现的物理规律（3）赛车加速时赛车手和火箭升空时宇航员所承受的巨大压力（4）从牛车到赛车的演变牛顿第一定律 惯性探究加速度与力，加速度与质量的关系牛顿第二定律国际单位制牛顿第三定律牛顿运动定律的应用（超重、失重）8第二章 单元教材教法分析一、概述（一）界定教材教法分析是教学设计中必不可少的重要环节。只有在对教材与教法做出正确、具体分析的基础上，才可能真正科学合理地进行教学设计，从而实现教学活动的有效开展。教材教法分析是以课标为依据，分析教材以及与教材内容

46、相适切的教学方法。单元教材教法分析是基于课标和教学基本要求，对某一教学单元的学习价值、教学内容、教学方法等进行深入解读和剖析，为制定教学目标、设计教学活动、实施教学评价奠定基础的教学研究活动。单元教材教法分析需要教师胸中有全局，对整个单元的知识结构了然于心，如此才能把单元的教学重点置于整个相关知识体系的核心位置来理解，才能够在单元教学设计过程中体现出该单元教学内容的本质特征、地位和作用。（二）原则为促进教师对单元整体结构的深入了解，掌握单元内各知识点之间的逻辑关系以及教学策略，中学物理单元教材教法分析主要可以遵循以下原则。1基于课标要求课标是教学的指导性文件。基于课标的要求是一种理念，它强调教

47、学、评价与课标的一致性，需要教师对课标进行“解构”，对教学目标进行“重构”，是教学资源的优化和重组的过程。显然，课标是教材教法分析最重要的依据。应针对课标捉出的学科性质、基本理念、课程目标（学科核心素养）、内容要求和学业质量标准进行分析，解读教材单元的内容、结构和认知要求，从而挖掘学习价值，梳理知识结构，提炼教学策略。2基于学科特征中学物理课程是以观察和实验为基础，以物理现象、物理概念和规律、物理过程和方法为载体，以科学探究为主线，以提高全体学生科学素养为基本目标的基础性自然科学课程，是中学自然科学学习领域的重要组成部分。在进行单元教材教法分析时，要基于物理学科的特征对教材内容进行梳理和分类，

48、厘清各个知识点之间的逻辑关系和层级关系，建构起一个相互联系的有序整体，从而进一步明确教学重点和教学策略。3基于认知规律在教材教法分析时，要从学生的认知规律出发设计教学策略。教学内容的呈现要遵循从具体到抽象、再到具体的顺序，实现螺旋式上升。教学的主体是学生，要站在学生的立场安排教学环节，展现知识发生、发展、形成和应用的过程，最大限度地调动学生参与活动的主体性、积极性与创造性。采用的教学方式要能够引发学生主动思考并有效帮助学生进行推理和论证。物理教学要以学生的认知结构为教学的出发点和归宿，把握好学生的最近发展区，提升教学效率。（三）要素按照中学物理单元教材教法分析的三个原则，单元教材教法分析应包含

49、学习价值、知识结构和教学策略三项基本要素。其具体的内涵和定义如表2-1所示。表2-1要素内涵和定义学习价值包括单元学习内容的地位以及该内容所承载的物理学教育价值两个部分，其中物理学教育价值主要指发展物理核心素养。知识结构教师将整个单元的教学内容按照物理学本身的内在逻辑搭建的具有整体性、层次性的有序框架。教师通过建构的知识结构能够直观地获取该单元教学的教学重点。教学策略实施教学过程的教学思想、方法模式、技术手段。此处的教学策略主要是针对教学重点所进行的教学策略优化，是为突破教学重难点而制定的切实有放的教学方式。二、规格及说明（一）流程单元教学设计的第一个关键要素就是单元教材教法分析。物理学科的单

50、元教材教法分析分为四个步骤，具体流程如图2-1所示。图2-1说明：1解读课标和分析单元教材可以同步、交叉进行。2明晰学习价值主要从两个视角进行。一是单元学习内容与前后单元之间的关系，确定该单元在知识体系中的地位。二是从学科素养的角度分析学科育人价值。3梳理知识结构，确定教学重点。先按知识类别列出单元的学习内容，包括物理现象、概念、规律、方法等，再用结构图来反映各学习内容之间的关系。根据结构图中各学习内容之间的关联度，找出单元学习重点。4依据教学重点及重点内容的学习特征，整体性地设计适合该单元的教学方法及教学策略。（二）属性表物理学科根据单元教材教法分析的基本要素和基本流程，设计了如表2-2所示

51、的属性表，帮助教师完成单元教材教法的分析。表2-2单元名称单元课时数单元学习价值地位价值学习内容现象概念规律其他知识结构教学重点教学策略（三）问题链1解读课标，分析单元教材2-1-1本单元与前后单元之间在知识、技能、思想方法等方面的关系是否清楚？2-1-2本单元内容分析是否符合课标要求？2明晰学习价值2-2-2单元的地位是否指出了本单元与前后单元之间的关系、作用？2-2-3单元学习价值是否体现了物理学科核心素养的养成？3梳理知识结构2-3-1本单元的知识结构图是否完整？2-3-2知识结构图能否清晰地反映本单元的学习重点？4优化教学策略2-4-1教学策略是否围绕教学的重难点？2-4-2教学策略的

52、选择是否体现了学习价值？三、案例案例1 初中“光”单元教材教法分析单元来源：上海市九年义务教育课本（上海教育出版社）物理（八年级第一学期）第二章 光案例提供：上海音乐学院实验学校贾晓岚陶晓明上海市鞍山初级中学陈敏媛单元名称单元课时数光9单元学习价值地位在七年级科学的学习中，学生已经接触了光的直线传播的初步知识，知道了光的反射和折射现象以及部分光学仪器。本单元在此基础上继续让学生学习光的反射定律、光的折射规律及其应用。通过这部分的学习，学生基本完成了中学阶段几何光学的学习内容，并为高中继续学习物理光学打下基础。价值学生通过先的反射定律及应用、光的折射规律及应用和光的色散现象等知识的学习，知道它们

53、的内在联系，初步形成对几何光学的认识。本单元学习中，运用类比的思维方法学习光的反射定律和光的折射规律，同时运用光线模型研究光的传播规律和成像特点等。本单元内容具有“来源生活、易于实验、规律性强”的特点，在活动中应着重突出学生的探究性学习，使学生在参与实验探究的过程中，感受“猜想、假设、验证和归纳”的科学方法。光现象在现代生活生产中有着广泛的运用，如投影仪、显微镜、照相机等光学仪器都利用了光的知识。学习中可以联系实际，培养学生对自然和科学技术的兴趣，形成合作交流、实事求是的科学态度。学习内容现象概念规律其他光的反射光的折射光的色散入射点、入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角、折射光线、折射角

54、、镜面反射、漫反射、虚像、实像、光心、焦点、焦距、主光轴、像距、物距、单色光、复色光光的反射定律、平面镜成像特点、光的折射规律、凸透镜成像规律、光路可逆光学器材（平面镜、凹面镜、凸面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜、光屏等）知识结构【说明】：用六边形表示现象、矩形表示概念、圆形表示规律、菱形表示其他。教学重点光的反射定律、平面镜成像特点、光的折射规律、凸透镜成像规律。教学策略本单元主要研究光的传播规律和成像特点，重点内容的学习都涉及探究过程，因此本单元的教学策略主要是科学探究。1教学中要关注两个方面：从具体到抽象建模：教学中要创设情境，从具体的光现象引发问题，由具体到抽象，建立光线、法线等概念。从特

55、殊现象到普遍规律探究：在探究过程中，要紧紧围绕活动目标，牢牢把握“问题猜想设计实验结论应用”的过程，逐步培养学生用物理知识解决实际问题的能力。2光的反射定律、光的折射规律都是通过探究式学习获得的。探究平面镜成像特点和探究凸透镜成像的规律是初中起步阶段重要的探究性学生实验，关注学生经历猜想与假设、实验验证、归纳结论的全过程，关注探究过程中学生表达的完整性。案例2 高中“力和力的平衡”单元教材教法分析单元来源：上海市高级中学课本（上海科学技术出版社）物理（高中一年级第一学期）第二章 力和力的平衡案例提供：上海市奉贤中学 周世平单元名称单元课时数力和力的平衡8单元学习价值地位在初中“力”的概念基础上

56、，本单元进一步介绍“弹力、力的合成与分解、物体的平衡条件”。这不仅是学生学习“牛顿运动定律”单元的基础，也是学习整个力学及气体、电场、磁场、原子物理等单元的前提。具体而言，学生在第三单元“牛顿运动定律”将学习力和运动的关系及力作用的相互性，在第四单元“周期运动”学习力和圆周运动、机械振动之间的关系，在第五单元“机械能”将学习力的空间作用效果，以后还要学习分子间作用力、电磁力、核力等，会逐步形成对力的较为完整认识。此外，本单元涉及的矢量处理、等效替代、受力分析等方法技能也是学生后续学习的基础。价值通过学习“力和力的平衡”，可以促进学生进一步认识物体间的相互作用以及平衡状态与力的关系，能运用力的观

57、点分析、解释平衡现象，解决简单的平衡问题。学生学习“力、力的合成与分解、力的平衡”等概念或规律的过程，有助于提升他们对归纳演绎、等效替代等思维方法的认识，并逐渐形成相应的能力。“研究共点力的合成”实验有助于提升学生的科学探究意识，促进学生在观察和实验中发现问题、提出合理猜想、设计实验方案和获取证据等能力的发展。通过广泛联系生活中的平衡现象，可以激发学生学习“力和力的平衡”的求知欲，感悟“力和力的平衡”与技术、社会及环境之间的关系。在“研究共点力的合成”实验中，促进合作、严谨认真、实事求是等科学态度的形成。学习内容现象概念规律其他平衡现象力、重力和重心、形变与弹力、弹性形变、范性形变、摩擦力、分

58、力、合力、共点力、平衡状态平行四边形定则、平衡条件微小量放大、力的合成、力的分解、等效替代、受力分析知识结构教学重点力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡。教学策略本单元主要的教学策略是引导学生在初中相关概念的基础上，联系生活，创设力和平衡的相关情境，提出共点力的平衡条件问题，通过自主体验，建构生活中常见力的概念，实验探究得出“力的合成与分解、共点力平衡条件”等规律，通过问题解决、迁移应用等途径，培养学生的物理核心素养。1力的合成与分解力的合成采用实验探究策略。通过现象分析或体验引入分力、合力概念，然后创设情境提出问题，引导学生合理猜想与假设，根据提供的实验器材设计实验方案，然后进行分组实验，

59、对获得的数据进行处理，最终形成结论。力的分解采用问题解决策略。通过实际问题的简化，引导学生探究如何根据力的作用效果分解，可以借助教具、动画等工具提升学生的思维能力，形成问题解决方法。2共点力作用下物体的平衡平衡条件的获得采用理论推导和实验验证相结合的策略。首先，借助情景在初中二力平衡的基础上运用等效替代的办法拓展到三力及多力平衡，得出平衡条件。其次，通过定量演示实验进行平衡条件的验证。案例3 高中“内能 能量守恒定律”单元教材教法分析单元来源：上海市高级中学课本（上海科学技术出版社）物理（高中二年级第一学期）第七章 内能能量守恒定律案例提供：上海市风华中学 杨国强单元名称单元课时数内能能量守恒

60、定律7单元学习价值地位本单元是高中二年级第一学期物理教材的第一个单元。其内容围绕内能和能量守恒定律展开。能量守恒定律是自然界最普遍的规律，贯穿于整个物理学，乃至整个自然科学，是自然科学中最基本的定律之一。其中，内能是第六单元“分子和气体定律”中分子动理论学习的延续，同时也是本单元能的转化和能量守恒定律的基础之一。另外，本单元对能的转化和守恒定律的学习是在初中学习和高一第二学期第五单元“机械能”基础上的深化和提高，在今后的第八单元“电场”，第九单元“电路”，第十一单元“电磁感应电磁波”，第十二单元的“物质的微观结构”学习中，学生仍然在不断地加深对能量守恒定律的认识和理解。价值能量存在的形式众多，