核心素养背景下的高中物理大单元教学设计研究-以“交变电流”单元为例

核心素养背景下的高中物理大单元教学设计研究——以“交变电流”单元为例内容提要：大单元教学是提高学生核心素养的重要途径之一。本文主要以交变电流为主，确定单元内容学习主题，对单元素养目标进行设计，通过物理情境解决物理问题，探究大单元教学设计。主题词：核心素养大单元教学交变电流新物理课程标准提出教学目标和内容应基于物理学科核心素养，在设计教学和实施教学的过程中应注重核心素养的培养。以课时为单位的教学，针对的仍是较单一的知识点，没有将知识点进行有效的串联，对于建立完整的物理知识体系比较欠缺。单元教学设计能很好的解决这一问题，通过整体性的知识作为载体，围绕重点内容进行设计与教学，并贯穿整个单元，使单元内的教学思想一致，教学内容连贯。1、核心素养下的大单元教学设计物理学科核心素养是学科与人价值的集中体现，是学生在物理学习过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的关键能力与必备品格。核心素养无法由教师直接教授，是学生在问题情境中通过解决问题逐渐形成的。核心素养下的高中物理大单元整体教学过程中应以学生为主体，将单元的内容和素材按照一定的逻辑进行整合，创设情境，帮助学生建构系统化的知识体系，从物理学科的视角解决自然现象和生活中的实际问题，从而有效提高学生核心素养。2、核心素养下的大单元教学设计案例2.1单元内容学习主题对于大单元教学设计而言，教师必须根据新课程标准的要求，从问题，概念，情境三个方面入手，围绕一个核心主题，对教学内容进行重组。使单元教学环环相扣，让整个单元知识结构化，整体化。帮助学生理解知识之间的联系，形成结构化的知识体系，保障核心素养的培养。对于“交变电流”一单元的内容，课标要求：“通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。”“通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。”“了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。”由此可知“交变电流”这部分内容与生活、生产联系十分紧密，因此这一单元内容的教学可以从生活实际入手，围绕“交变电流”这一主题，从“电是从哪里来的”这一问题出发，按照“交变电流是如何产生的”“如何描述产生的交变电”“交变电流又是如何输送到我们身边”这一逻辑，对相关知识进行组织。整个单元内容就成为一个有机联系且环环相扣的整体。本单元中及很多理想模型的建构以及科学推理和探究，如发电机和变压器模型的建构、交变电流有效值的计算、高压输电的损耗等，能有效提高学生的科学思维和科学探究能力。本单元的内容与生活、生产联系也十分紧密，在教学过程中能让学生深刻认识物理学对社会发展的重要性，逐渐形成探索自然的内在动力，潜移默化地培育学生的科学态度与责任。2.2单元素养目标设计大单元教学设计是为了有效培养学生的核心素养，因此在进行大单元教学目标设计时必须考虑到核心素养的培育要求。结合单元内容和学情分析，确定本单元的教学目标。物理观念：通过实验认识交变流电，知道交流电产生的原理。能够描述交变电流，知道交变电流的峰值和有效值以及它们之间的关系。通过交变电流的产生及电能输送的学习，促进运动与相互作用观念和能量观念的形成。科学思维：经历发电机、变压器等理想模型的建构过程，学习模型建构的方法，体会物理模型在研究物理问题中的重要作用。通过交变电流的数学描述和有效值的计算，体会数学方法和等效替代思想在物理学研究中的意义。科学探究：通过提出问题、猜想和假设、基于证据得出结论、对结论作出解释和分析、交流的过程，提升科学探究能力。科学态度与责任：通过交变电流的产生和电能的输送的学习，深刻认识到物理学对社会发展的重要性，逐渐形成探索自然的内在动力，潜移默化地培育学生的科学态度与责任。2.3单元情境任务设计情境教学是实现物理核心素养的重要途径之一，对于大单元情境设计应当更为简化，若选择生活中一些较复杂较罕见的问题情境会很难让学生经历完成的系统思维过程。因此，核心素养背景下的大单元情境设计应当简化生活中的情境，以现实生活为基础，综合考虑物理核心素养而设定物理情境。基于物理情境提出问题，布置任务，用相关的物理知识分解具体的问题。在“交变电流”大单元的学习中，创设交变电流的产生与输送的情境。提出问题：电是如何产生并应用于生产生活中的？电是从哪里来的？布置两个任务，交流电是如何产生的？如何输送到我们身边的？引出“交变电流的产生”“电能的输送”两部分教学内容。在“交变电流的产生”这一部分的内容的学习中，可以提出具体的问题：如何描述交变电流？在“电能的输送”这一部分内容的学习中也可以提出以下问题：为什么要采用高压送电？送电过程中电能的损耗来源？如何降低电能的损耗？通过生活中的问题，创设情境引导学生一步一步解决复杂问题。这一过程可以促进学生迁移思维的发展，有利于提高学生的核心素养。2.4学习评价设计在大单元教学中，核心素养的培养是通过一系列任务的完成和问题的解决来实现的。要诊断学生素养水平和能力进阶的实际情况，就需要合理设置评价方案。主要通过学生在课堂上的活动和作业完成情况来评价学生对课堂内容的掌握情况。在单元结束后，也可以用单元测试的方式对其进行检测，对后面大单元教学设计及时做调整。“交变电流”这一单元的学习评价主要以两方面为主。一方面以课堂探究活动为主。如交流发电机和变压器模型的构建以及变压器原副线圈电压与匝数关系的探究等。另一方面以课堂习题和课后作业为主。以核心素养为中心，真实情境为载体，设计和编制试卷对其进行考查和评价。3、结语大单元教学围绕核心素养的培养目标展开，将知识更有效的串联在一起，帮助学生构建物理知识体系。提倡大单元教学并不意味着忽略课时教学，而是从更高的角度对内容进行整体的设计，激发学生的兴趣，提升其学习能力，最终完成培养学生核心素养的目标，参考文献：［1］中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）．[S]北京：人民教育出版社，2018.［2］姜民，张玉峰．“机械运动”单元教学设计[J]．中学物理，2020（13）