核心素养引导下的单元复习设计及策略

蒋文远

摘   要：本文以 “力与运动”单元复习为例，论述了如何在“核心素养”理念下进行物理单元复习课的设计与教学，让物理复习课向提升学生的科学素养转型。

关键词：科学素养;单元复习;教学策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）4-0032-5

笔者有幸参加了2016年江苏省初中物理教师基本功大赛，上课前有3小时封闭备课，上课环节的课题是“力与运动的单元复习课”，授课对象是初三的学生。命题立意非常好，因为初三的物理教学有将近一个学期全是复习，复习课的优劣直接影响到物理教学的好坏，不仅影响学生成绩，而且还对学生的兴趣、习惯、方法等产生影响，影响到学生科学素养的提升。本文通过对单元复习课教学设计的反思，提出通过复习提升学生科学素养的教学策略。

1    基于核心素养的“力与运动”单元复习教学设计赏析

【教学分析】

（1）课标要求

认识力与运动的关系;用惯性解释生活中的现象;知道牛顿第一定律;知道二力平衡的条件。

（2）教材分析

苏科版教材，从生活中的力引入力的概念，弹力、重力、摩擦力，逐渐建构力的概念与理解。然后，解释力的作用是相互的，二力平衡、牛顿第一定律，最后从力的作用效果引入力与运动的关系。很好地体现了从生活走向物理、从物理走向社会的理念，符合学生的认知特点，降低了学生学习的难度。

【学情分析】

初三的学生，已经学习过力与运动、简单机械、机械能。这是一堂复习课，重在对知识的网络建构，是在一个新的高度反思学习的过程，提升对知识的理解与运用。还要注重通过实例进行复习，避免知识的重复。

【教学目标】

通过实例与实验，回顾力与运动的相关知识。

通过对知识的梳理与展示，学会整理知识的方法，建构知识网络结构。

通过对典型情境的分析，提高运用物理知识解决实际问题的能力。

【教学重点、难点】

（1）教学重点

运用力与运动的关系解释实例;运用惯性解释实例;二力平衡的条件;整理知识的方法。

（2）教学难点

运动状态的判断;惯性的理解。

【教学准备】

教学设计、课件PPT及多媒体资料，必要的实验器材，每人一张白纸。

【教学流程】

引入：

如图1所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。从A点到B点的过程中，小球做什么运动？原因是什么？

模块一：唤醒记忆——知识的呈现

同学们，我们已经学习过力与运动的相关知识，你能说出你知道的内容吗？并举例说明。

【学生活动】

回顾力与运动的相关知识，并举例。

【设计意图】

学生汇报自己的想法，互相补充，不断完善。教师参与，适度追问。从而构建出“力与运动的关系”知识网络。

模块二：重构知识——知识的结构化

你能根据力与运动的知识，有条理地整理它们之间的关系吗？可以方便记忆与复习。

教师介绍知识整理的方法：提纲形式、表格形式、树形结构、网状结构等。

【学生活动】

学生根据自己的特点，建构自己的小结。

【设计意图】

让学生经历知识梳理的过程，选择一种方式进行知识的重构，感受不同形式的整理方法的优缺点，学会更好的学习方法。

模块三：评价与反思——运用知识解释现象

评价1：反思“运动与阻力的关系”的实验

在做图1所示的实验时：

每次都让小车从斜面上的同一点开始下滑，这样做的目的是什么？

分别选用棉布、木板和玻璃板进行实验，这样做的目的是什么？

牛頓第一定律是由实验直接得来的吗？

【设计意图】

通过三个问题，考查学生是怎么知道“牛顿第一定律”知识的。既有对实验方法与实验目的的反思，又有对“认识知识的历程”的再认识。突出了实验的方法与思想。

评价2：反思“测量摩擦力的实验”

在上一章“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，是用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块来测量摩擦力大小的。现在，你知道为什么要用这种方法吗？实际操作中，弹簧测力计的示数时大时小，这是什么原因造成的？

【设计意图】

通过对“测量摩擦力的实验”的解释，不仅运用了力与运动的关系，而且运用了二力平衡的知识。学生在解释中运用知识，提升解决问题的能力。通过对实际操作的观察与反思，提出改进的方法，体现了对精确实验不断追求的精神。

评价3：水平方向上匀速圆周运动的分析

【设计意图】

竖直方向上的摆动的分析。摆球从B点运动到最高点A处，若绳突然断了，摆球将做什么运动？若在绳断的同时，重力消失，摆球又做什么运动？摆球从B点运动到最低点时，绳突然断了，摆球做什么运动？若在绳断的同时，重力消失，摆球又做什么运动？

通过对水平方向上匀速圆周运动的分析，考查学生对速率不变、方向改变也是运动状态改变的认识。当绳断开后，小球的运动将如何？考查学生对惯性的理解与运用（图2）。

【课堂小结】

方法与过程的总结。

【作业布置】 略。

【板书的设计】 （图3）

2    基于“核心素养观”的单元复习课的功能及要求

作为单元复习，由于知识与实验较多，加上各种知识的应用，内容就比较丰富。如果对知识进行一一重现，一节课就讲不完。而且学生的收获往往是零散的，容易忘记，若干年后留下的有价值的东西不多。因此，从对学生发展的长远影响考虑，关注有科学价值的方法与思想显得尤为重要。从复习的角度看，单元复习不是简单的重复和强调，而是通过回顾知识，梳理知识结构，对知识和方法进行再认识的过程。

2.1    完成知识的结构化

单元复习的重要目标之一是如何指引学生学习并梳理物理知识，形成有序的知识结构。上述教学设计能立足课标，合理地设置单元复习的目标，强调用知识解释生活，在解释中对知识进行温故。能通过对知识的梳理，让学生学会对知识的整理与重构，使知识结构化，体现知识间的本质联系。但是，实际教学中，笔者对知识梳理的方法没有进行深入的介绍与对比，使学生仅仅学会了树状图与网状结构图的整理方法，而对表格法没有深入的体会。

2.2    评估学生的观念是否内化

单元复习课要设置情境，暴露学生的前概念，从而评价学生是否撼动已经存在的重要的前科学概念、是否领会重要知识的得来过程、在解释实际现象或解决实际问题中是如何思考问题的。上述设计有一定的暴露学生前概念的意识，让学生在思维冲突中进行复习与再认识，但对素材的开发与利用没有深入，没有暴露核心问题。例如，引入部分，笔者为了让学生好回答，仅仅设置了“小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。从A点到B点的过程中，小球做什么运动？原因是什么？”这样一个问题。学生回答没有难度，也就没有深层次的思维，没能暴露学生对“物体运动是否需要力来维持”这一核心问题的认识。

2.3    显化科学方法

单元复习课要实现从回顾探究过程中，提升学生对科学方法的理解。这也是复习课与新授课的不同目标之一。新授课要求学生知道怎么做，而复习课要求学生知道为什么要这么做？在教学设计的第三模块，评价板块很好地体现了这样的理念。通过对“阻力对运动的影响”实验的回顾，再认识了“牛顿第一定律”得来的方法——实验加推理的方法。通过对“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验的分析，用二力平衡的知识解释为什么要水平匀速拉动木块，并通过实践对实验方法进行了改进。

2.4    凸显物理的文化价值

单元复习还要实现人文精神的渗透，关注物理文化的熏陶。由于笔者的能力有限，除了要求学生对自己回顾的知识进行举例说明，体现证据意识之外，没有在设计中很好地体现凸显物理文化价值的要求。没有突出“力与运动”是人类物理世界认识史上的重大事件，体现其中的文化价值，有点遗憾。

3    基于核心素养的单元复习课策略

3.1    创设情境暴露前概念，引起学生深层次思考

创设问题情境，暴露学生对力与运动存在的问题，以引起学生深层次思考。我们现在的教学，往往是教师把知识嚼得细而碎，逐步铺垫，让学生不用深层次思考就能得出结果。教师根据得到的结果，再把教学引向下一阶段。这种“喂养”方法，不利于学生良好思维习惯和批判精神的形成。在上述的教学设计引入部分，如果让学生画出球从斜面滚下后，在水平面静止前某点的受力情况，就能较好地暴露学生有关力与运动的相关前概念问题。再如，让学生进行快速抢答，减少思考的时间，从而暴露前概念。问题可以是“由于地球自转，人在竖直方向跳起来落在前方、后方还是原地？”或“运动员将链球抛出时，如果重力消失，则链球将如何运动？”考查学生对惯性是否真的理解。

3.2    自由回顾知识，在举例解释中获得自信

复习课不能是对知识的逐条重复，不是老师问问题学生被动回答。可以采取自由回顾的形式进行，学生想到什么知识点就回答相应的知识点。教师根据学生的回答，适当地进行设问或追问，要求学生举例对知识进行解释，或者要求学生说出是如何认识到这个知识的。通过不同学生的不断回顾与补充，最终呈现出完整的知识结构。这种形式既有利于激发学生的主动性，又有利于触发学生对前面学生回答的反思，还很好地体现了知识的解释功能，使学生获得自信與满足感。

下面是知识回顾的一段案例。

师：我们今天进行力与运动关系的复习。你还知道哪些有关力与运动的知识？

生1：如果不受力，物体将保持静止或匀速直线运动状态。

师：你找到物体不受力的情况了吗？你是怎样知道的？

生2：伽利略的理想实验。

师：非常好！你对物理学之父的这个理想实验都清楚，其他同学课后也可以查一查。那么，我们上课时，是如何认识到这一点的呢？（初中对伽利略理想实验不做要求）

生3：我们是做实验的。回顾“阻力对物体运动的影响”实验。

师：这个实验说明了什么？

生3：阻力越大，对物体运动的影响越大。

师：很好！那么不受力的情况呢？

生3：如果阻力越小，小车运动得越远。我们可以推理，没有阻力的话，小车就一直运动下去，而且速度不变。

师：非常好！我们通过实验然后利用想象进行推理，得到理想状态（没有阻力的情况）。这是重要的方法。

那么，保持静止又是什么情况？你能用身边的物体进行举例说明吗？

……

上述案例中，学生不仅回顾了知识，还回顾了知识获得的过程，回顾了“阻力对物体运动状态的影响”实验，提炼出科学的方法与思想。从而实现了知其然到知其所以然的提升。

3.3    对知识进行梳理，建立知识间的联系

知识之间是存在联系的，在进行复习时，引导学生对知识进行梳理，建立起知识间联系的结构，不仅有利于学生对知识间的关系的理解，也有利于学生产生新的认识与理解。从而不仅提升了认识，而且提高了学习知识的能力。下面是笔者的一段课堂实录。

师：通过同学们的共同努力，我们将力与运动的相关知识一点点地回忆起来了。但是，这样的知识是零乱的、不系统的，我们要对其进行梳理。你有哪些整理知识的方法与经验？

生1：树状图。

师：有什么优点？

生1：可以清晰地反映知识间的关联。

师：（学生对知识梳理的形式并不是很熟悉，教师进行补充介绍）是的，我们可以用提纲形式、表格形式、树形结构、网状结构等形式整理知识。下面请你选择一种形式，对力与运动的相关知识进行梳理。

学生活动：选择自己喜欢的形式，梳理知识。

师：收集部分学生的作品进行展示。（有树状图、有提纲形式、有网状结构，但没有一个是按照表格形式进行的）

师：展示教材提供的两种形式。（问学生表格形式有什么优势）

生3：通过表格，很容易发现不同点与共同点。例如，加速、减速、运动方向改变都是运动状态改变的情况。

生4：是的，表格方便比较。例如，不受力与受平衡力，物体的运动状态不变;物体的运动状态不变包括静止与匀速直线运动。

师：很好！每一种形式都有它的优点与作用，以后要根据知识内容合理地进行选择。

3.4    用好物理史料資源，渗透人文价值

物理老师要将物理科学方法和科学求真、求实、求美的精神传递给青年一代，教师自身首先要能认识到物理学的文化价值。牛顿揭示了“左右物体运动的规律”，从而不仅能够对自然进行合理的解释，而且改变了人们对自然和世界的认识方式;不仅为技术革命开辟了新的领域，而且改变了人们的思维方式和生活方式。因此，“阿波罗”8号宇宙飞船从月球返回地球的途中，当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候，指令长回答说：“我想现在是牛顿在驾驶。”

“力与运动”是人类在物理世界认识史上的重大事件。对现代人而言，是形成科学自然观的重要物理教育资源。在回顾这一章时，我们不能不提及科学史上的这一页以及艰难探究的原因。亚里士多德的观点是符合实际的，是有很多事实支持的，但是他没有揭示事物的本质。而揭示本质是一场艰难的智力苦斗。本章复习始终要围绕这一主题，也应当把这一立题作为主线。通过创设问题情境，暴露学生对力与运动存在的问题。引导学生讨论亚里士多德为什么会有那么多支持者？他的观念为什么能持续统治千年之久？我们是怎样认识到他的观念是错的？从而引出对“为什么要做探究阻力对物体运动的影响实验？实验的结论是怎样得来的？”的思考。

一节单元复习课不要求面面俱到，但应当紧贴相关物理学的重大事件和困扰学生思维的基本问题，要有时代的气息。更多地让“解题”转变为“解释”，让“选择题”转变为“简答题”，让“你知道了什么”转变为“你是怎样知道的”，从而提升学生的科学素养。

参考文献：

[1]〔美〕阿特·霍布森.物理学：基本概念及其与方方面面的联系[M].上海：上海科学技术出版社，2001.

[2]刘炳昇.基于转变学生错误前概念的课堂教学设计——以“牛顿第一定律”的教学为例[J].物理之友，2014（5）：9-13.

[3]刘炳昇，李容.义务教育物理教科书8年级下册[M].南京：江苏科学技术出版社，2013.

（栏目编辑    邓   磊）

收稿日期：2018-11-02

基金项目：本文为江苏省十三五规划课题“基于物理核心素养的课堂教学‘单元设计”（课题编号：R-C/2016/07）的研究成果。

作者简介：蒋文远（1978-），男，中学物理高级教师，市学科带头人，研究方向为初中物理教学、综合实践活动。