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“大单元”教学设计研究

课题研究设计与论证

(一)课题的核心概念及其界定

1、核心概念

学科核心素养是物理学科育人价值的集中体现，是学生通过物理学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。

大单元教学设计是在一个完整的“大任务”驱动下，组织成一个围绕目标、内容、实施与评价的“完整”的学习事件。大单元是由素养目标、课时、情境、任务、知识点等一系列要素组成，在大情境、大任务与大问题的驱动下，将这些要素按某种需求和规范组织起来，形成一个有机整体。教学设计是通过系统化分析学习的各项条件来解决问题的过程。

2、易混概念

单元，即教学单元，是教材和教学活动的基本单位。通常代表课程中相对独立的学习模块。教学单元的确立依据:一是学生的思维结构和过程，对应形成概念的思维活动的段落;二是学科知识的逻辑体系，把性质相同或有内在联系的部分组织在一起。

3本概念界定

物理学科的核心素养是由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四方面构成。物理观念代表知识的内化,是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识。科学思维代表关键理论能力，包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。科学探究代表关键行为能力，包括基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并做出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。科学态度与责任是必备品格，是要求学生能够逐步形成探索自然的内在动力，形成严谨认真实事求是和持之以恒的科学态度，遵守道德规范，具备保护环境并推动可持续发展的责任感。

大单元教学设计是指采用整体备课的思想，以学年、学期或月份等为单位，进行“大单元”式授课，先从形式上给予学生整体性的观感，在日后教学中通过各种教学环节的设计，逐步实现综合性的视角和思维。

所以，指向高中学科核心素养的大单元教学设计就是基于学习立场、以培养学生的正确价值观念、必备品格和关键能力为宗旨，打破教材单元的编排局限，以重构学科知识逻辑体系和情境下运用为内容的教学方案的设想与计划。

(二)国内外同一研究领域现状与研究的价值

1、国内外关于“物理学科核心素养”的研究现状以篇名中包含“物理学科核心索养”为索引条件，找到与主题高度相关的论文共计147篇，由下方的走势图可以看出自2015年起，该主题的研究热度逐年上升，为近几年的热点话题，具备可挖掘价值。由下方的饼状图，筛选与本课题研究相关度较高的主题后，笔者发现更多的研究者偏向于研究基于物理学科核心素养的“物理知识”“教学设计”“教学策略”。其中“物理知识”中主要包含:1.物理知识结构、发展模型的构建;2.物理知识生活化研究;3.物理概念、规律的情境研究等。“教学设计”则采用案例研究方法居多，大多是一节课或一小部分知识的研究，不具整体性、总结性。“教学策略”也多以某节课为例，简单阐述对这节课实施了什么和怎么实施了教学活动，没有归纳总结出一般模式。

(数据图数据不易公开，省略)

2、国内外关于“大单元教学设计”的研究现状以篇名中包含“大单元”为索引条件，论文共计215篇，从走势图中可以看出在2019年，该主题的研究篇幅呈陡崖式上升,再以“大单元教学设计”为索引条件，论文则只有12篇，同样也是在2019年陡然升高，纵观这12篇论文，其中语文、体育学科居多，地理、生物较少，而基于物理学科的大单元教学设计几乎没有，这是研究领域中的空白区域，值得我们去研究。(数据图数据不易公省略)

已有针对“大单元教学设计”的研究主要集中于大单元教学的内涵与特征研究、实践中的要素和步骤研究、与传统教学的对比分析研究、教学模式探究、对教学及学生的影响研究。笔者认为，针对“大单元教学设计”的现有研究存在一定问题:1.大单元教学的设计与撰写缺乏宏观和系统的策略分析。大量文章仍旧针对某一单元、某一课时进行教学片段的撰写或课例研究，拘泥于微观细节的探讨上。2.研究结果中呈现教师缺乏“基于学生能力的大单元教学设计”意识。不少教师盲目的，甚至错误的认为“创造性使用教材”就是拼凑单元教学内容，为了追求主题的扩大化、多样化，将关联不大的内容归入同一主题下，生搬硬套格格不入，无形之中增加了学生的负担。

3、本题研究价值

大单元教学设计，是撬动课堂转型的一个支点，是对重视学生综合素养的突出体现，在“核心素养一课程标准一单元设计一学习评价”环节中，处于关键地位。

从物理课程角度，大单元设计提升教学设计的站位格局指向学科核心素养本质。大单元设计改变物理学科教学碎片化、单一化局限，其出发点不再是一个知识点、技能点，而是指向学科核心素养的教学倡导大观念、大项目、大任务与大问题的设计。

从教师角度，大单元设计改变了教师的教材观、学生观和教学观。大单元教学设计有利于提升教师专业化水平，反映教师对整堂课的构思。尤其是从关注知识、习题、分数等，到着眼于关键能力、学科思维、品格与观念的培养。

从学生角度，大单元设计与实施确立了“学生是学习主体”，“以学习者为中心”的观念。大单元教学有利于学生把握学科知识的重难点，有利于学生构建系统的知识体系，有利于培养学生的实践探究能力。

总之，大单元教学设计，优化教学内容的逻辑体系，克服以课时内容组织教学的弊端;有助于教师角色的转变以及学生的学习方式的转变，突显学生的主体性;提升教师教学设计能力，是学科核心素养落地的关键路径。

(三)研究目标研究目标

1.形成基于物理学科核心素养的大单元主题内容的确定标准;2.梳理物理学科大单元教学设计的基本流程，构建物理学科大单元教学设计模式;3.形成物理学科大单元教学设计体系及案例库;4.构建物理学科大单元教学设计模式的评价机制。

(四)研究内容

1.厘清物理学科核心素养目标体系

物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任这四个大方面，这是我们进行教学设计的“照明灯”。为了使得目标指向性更为明确、具体，我们还要对物理学科核心素养进行解读。

11理观

有学者认为物理观念指的就是以往说法中的物理概念和规律。《普通高中物理课程标准》对物理观念的阐述是:“物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识。是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华。是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。”显然物理观念不仅包括最基本的认识，还包括从物理概念与规律中提炼、升华之后的为了解释自然现象和解决实际问题的上位观念。

12科学思维

通过学习物理学科，我们希望学生不只是掌握了这些揭示自然界的诸多真理，更希望能够在建立这些知识体系的过程中发展科学思维和研究方法，《课标》中就科学思维指出"科学思维"是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构物理模型的抽象概括过程，是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用，是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判、检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。从以上阐述中,《课标》希望学生能够在学习过程中逐步形成建构模型、抽象概括、分析综合、推理论证、质疑创新的能力。笔者认为对于这些能力的具体体现就是学生掌握了具有物理特色的学科方法，例如能够熟练运用抽象法、极限法、比值定义法、控制变量法、理想实验法等等，这些具体的方法中都蕴含着丰富的科学思维。1.3科学探究

关于科学探究，相信大家并不陌生，提到科学探究，可能脑海中就会冒出“做实验”的想法，《课标》中将原来的“进行实验和收集证据”改为了“获取和处理信息”，其目的就是避免大家认为科学探究就是实验探究，这对学生的要求有所提高，希望学生除了实验探究，还要掌握其它探究方法，例如理论探究。不过，掌握科学探究的大致步骤仍旧是问题一猜想一求证一解决问题。

1.4科学态度与责任

与原有三维目标中的“情感、态度与价值观”不同之处在于科学态度与责任更增加了“科学本质”的渗透，让学生明白自然界是可以被认知的，科学理念是会发生变化的，科学并不能为所有问题提供完整答案，让学生能够揭开科学的面纱，理解学科的本质。

2、研究提高学生核心素养的方式方法

明确了大任务、大目标之后，接下来便是找到完成任务、实现目标的方法，笔者通过文献综述发现现有的学习方式多种多样，可分为:(1)讲授式，如传统讲授方式、微课教学方式。(2)探究式，如课题探究式、导研式。(3)讨论式，如自主互助式。(3)体验式，如情境式体验教学。(4)对话式(5)自主式，如导向型自主学习、自主互助式(7)合作式，如小组合作式、同伴互助式(8)差异式，如分层教学。(9)翻转课堂。(10)第二课堂。每种教学方式都不是完全独立、对立的关系，每种教学方式都有其优势与劣势，将它们有机整合为“大单元教学设计”服务才是我们所要研究的。

3、以方式方法为引导、以学生情况为背景，重组教学内容、重设教学思路

笔者认为没有一种方式是万能的，只有根据已有的方式，匹配与之合适的教学内容，将教学内容进行梳理重组，才是用这些合适的方法提升学生核心素养的有效途径。以“电场”部分为例，其一，我们希望学生能够成为具备科学观念的人，那么“电场”中的主干内容库仑定律、电场强度、电势仍旧采用讲授模式，区别于传统讲授模式，笔者认为可以采用“问题串”“专题辩论”、“预先发布演示实验视频并撰写报告”“概念测试题”等方式为学生创造各种学习思考的情境，让学生充分表达自己的认知，在辩论、质疑、讲演中牢固树立物理观念。其二，我们希望学生成为具有科学思维的人，这些能力是指学生自身所具备的，是在其独立自主的学习过程中逐步养成的。教材“电场”部分中的“静电平衡”具备大篇幅描述性文字，虽然静电平衡过程复杂，但逻辑清晰有条理,非常适合自学模式。当然学生进行自主学习不代表教师可以放任不管，与此同时，笔者打算采用目标驱动策略，利用我校睿易派平板平台发布自学专题的目标要求、预习前问题串和预习后检测题，利用答疑功能进行网上辅导讨论与交流。其三，我们希望学生具备科学探究能力，“电场”中的“电容”部分则可采用专题探究模式，给出明确目标:探究电容的影响因素是什么，跟这些影响因素有怎样的关系，开放课程基地实验室，实验后撰写实验报告。其四，学生的科学态度与责任培养则是渗透在整个学习过程中,如若我们希望将其单独划分出来,笔者认为物理学史课程便是很好的载体，通过感受物理学体系的不断修正和物理科学家的不懈努力，来培养学生的科学态度与责任。

(五)研究方法

1研法

利用“中国CNKI学术文献总库”“万方据”及参考学术文献等途径，收集相关文献，对文献资料进行梳理与分析。了解高中物理单元教学设计现状，分析已取得成果和存在问题，为研究奠定坚定的研究基础。从理论上，探索物理大单元教学设计的基本框架并分析要素、特点与策略。

2案分析法

搜集物理单元教学案例，针对高中物理单元教学设计多角度分析，论证教学策略的可行性，并对实施环境中出现问题进行反思和总结。

3分析法

制定调查表对我校师生进行问卷调查和现状分析，反思并及时改进研究过程和方法，优化设计过程。4、行动研究法

在完成一轮实践的基础上反思总结，优化方案后进行二