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上海市教委教研室高級(jí)教師湯清修老師

進(jìn)入21世紀(jì)，全球政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技迅猛發(fā)展，人類的知識(shí)獲取方式、生活方式、經(jīng)濟(jì)運(yùn)作模式以及職業(yè)領(lǐng)域等都發(fā)生了劇烈轉(zhuǎn)變。新時(shí)代對(duì)提高全體國(guó)民素質(zhì)和人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了新要求，如何讓現(xiàn)在的孩子適應(yīng)未來的世界，是世界各國(guó)教育共同面臨的巨大挑戰(zhàn)。

為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，各國(guó)紛紛圍繞個(gè)體面向21 世紀(jì)生存和發(fā)展最為關(guān)鍵的“核心素養(yǎng)”（key competencies） 開展基礎(chǔ)教育課程改革，我國(guó)亦不例外地啟動(dòng)了中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的研究。

2014年，在深入總結(jié)21世紀(jì)以來我國(guó)普通高中課程改革的寶貴經(jīng)驗(yàn)、充分借鑒國(guó)際課程改革優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，以普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂為標(biāo)志的基礎(chǔ)教育課程改革深化工程正式啟動(dòng)。這次高中課程修訂特別關(guān)注對(duì)中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果的轉(zhuǎn)化與落實(shí)，聚焦各學(xué)科課程本質(zhì)，充分挖掘?qū)W(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的獨(dú)特價(jià)值。

2018年1月國(guó)家教育部制定并頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，明確提出學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面。高中物理課程要在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生以上四個(gè)方面的核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。

課堂教學(xué)中如何落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)將成為今后一段時(shí)間內(nèi)學(xué)科教學(xué)研究的重中之重。針對(duì)核心素養(yǎng)的特征：綜合性、可遷移性、高階性、情境性等，許多專家都一致認(rèn)為“單元教學(xué)”是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的抓手。其中有華東師范大學(xué)的鐘啟泉教授說“單元設(shè)計(jì)的作用——撬動(dòng)課堂轉(zhuǎn)型的一個(gè)支點(diǎn)”，崔允漷教授發(fā)表過一系列文章，強(qiáng)調(diào)教學(xué)設(shè)計(jì)也必須由課時(shí)轉(zhuǎn)向單元。

在當(dāng)前的教學(xué)實(shí)踐中，教師仍主要按照課時(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)活動(dòng)的基本單位也是一個(gè)課時(shí)。因此每個(gè)課時(shí)之間的聯(lián)系往往不被重視，這就導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)大多情況下只能停留在知識(shí)層面，而過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面的目標(biāo)則需要在長(zhǎng)期學(xué)習(xí)活動(dòng)中循序漸進(jìn)地達(dá)成，在一節(jié)課中很難體現(xiàn)其落實(shí)，往往容易被忽視。

另一方面，物理是一門注重邏輯思維的學(xué)科，物理概念、物理規(guī)律、科學(xué)方法、科學(xué)思維等內(nèi)容之間有著緊密的聯(lián)系，現(xiàn)有的課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)將這些聯(lián)系不斷削弱，逐漸形成一個(gè)個(gè)碎片化的知識(shí)，學(xué)生很難通過學(xué)習(xí)建構(gòu)起完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，更不能奢望其發(fā)展進(jìn)行科學(xué)推理、參與科學(xué)探究、就科學(xué)問題進(jìn)行論證的等能力。

PISA考試使上海的基礎(chǔ)教育被國(guó)際認(rèn)可，許多國(guó)外的教育同行都到上海來，他們發(fā)現(xiàn)我們的教研制度可能是上海PISA成績(jī)突出的一個(gè)重要因素。目前，英國(guó)引進(jìn)了上海的小學(xué)數(shù)學(xué)教材，還互派教師進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。

上海的數(shù)學(xué)老師在英國(guó)不僅用上海的教材教英國(guó)的學(xué)生，還把上海的教研也帶進(jìn)了英國(guó)?，F(xiàn)在英國(guó)的一些市教育局也設(shè)定了相當(dāng)于我們區(qū)教研員的角色，這個(gè)職位的老師可以去該地區(qū)的各個(gè)學(xué)校聽課，甚至自己跑到學(xué)校上示范課。

上海聚焦“三課”（即磨課、聽課、評(píng)課）的教研是很強(qiáng)的，也深受老師歡迎，有助于快速獲得直接、具體的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。長(zhǎng)此以往圍繞一節(jié)課的教學(xué)研究活動(dòng)使教師習(xí)慣了“課時(shí)設(shè)計(jì)思維”，忽視對(duì)單元的結(jié)構(gòu)化分析，如：知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)、學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、教學(xué)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)、課后的作業(yè)結(jié)構(gòu)等，常常出現(xiàn)課時(shí)設(shè)計(jì)精益求精，卻始終“只見樹木、不見森林”，更重要的是對(duì)單元整體學(xué)習(xí)價(jià)值（尤其是培育核心素養(yǎng)）的缺失。

由此可見，從“基于標(biāo)準(zhǔn)的單元設(shè)計(jì)”作為切入點(diǎn)，聚焦單元結(jié)構(gòu)分析，挖掘單元育人價(jià)值，在一定程度上切中要害，有利于解決存在的問題。

在課程與教學(xué)調(diào)研時(shí)，發(fā)現(xiàn)許多學(xué)校喜歡搞校本練習(xí)，他們認(rèn)為教材練習(xí)量不夠，買來的練習(xí)冊(cè)有可能不符合本校學(xué)生學(xué)情，于是針對(duì)本校的學(xué)生設(shè)計(jì)了校本練習(xí)大量出現(xiàn)。仔細(xì)審視這些學(xué)校的校本學(xué)案，發(fā)現(xiàn)許多校本學(xué)案相當(dāng)于學(xué)案加練習(xí)，內(nèi)容特別多，整體感覺作業(yè)練習(xí)與考試評(píng)價(jià)不分，考什么就練什么。

考試是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成、要有知識(shí)的覆蓋面等要求，所以考試時(shí)會(huì)有一定量的選擇題和填空題，以保證考試覆蓋率達(dá)到規(guī)定范圍。甚至于有的初中考試，為了避免學(xué)生考試時(shí)出現(xiàn)答題混亂、批改困難，出現(xiàn)了選擇填空題，結(jié)果在相應(yīng)的作業(yè)中大量出現(xiàn)這樣的題，老師批改時(shí)就是對(duì)和錯(cuò)的評(píng)價(jià)，作業(yè)的復(fù)習(xí)和診斷功能都不能達(dá)成，更談不上素養(yǎng)的提升。

現(xiàn)在許多學(xué)校一天一套練習(xí)，其中很多是重復(fù)訓(xùn)練，老師還不滿意，說自己已經(jīng)講過很多遍，學(xué)生依然做錯(cuò)，其實(shí)學(xué)生更不滿意，也不感興趣。這樣的學(xué)習(xí)有用嗎？我曾就此跟一位大學(xué)老師交流，他對(duì)我講：“現(xiàn)在的大學(xué)生很奇怪，就是一模一樣的題，只要將有明確已知求解的物理題目改成解決一個(gè)真實(shí)情境問題，學(xué)生就變得束手無策了?！笨梢娺@種長(zhǎng)期脫離實(shí)際的考試，使我們的作業(yè)、評(píng)價(jià)等都走上應(yīng)考這條路。

單元教學(xué)設(shè)計(jì)，大的方面講，需要做好四個(gè)方面的規(guī)劃。

新授課不建議打亂教材章節(jié)規(guī)劃單元，不然會(huì)耗費(fèi)老師們大量的時(shí)間和精力，為單元重新配置相應(yīng)的資源。鼓勵(lì)教師仔細(xì)研究教材的章和節(jié)的安排，理解教材這樣安排的意圖，為章選擇合適的大任務(wù)，將單元學(xué)習(xí)能夠有機(jī)的整合和結(jié)構(gòu)化，體現(xiàn)單元設(shè)計(jì)的思想，當(dāng)然個(gè)別內(nèi)容也可以根據(jù)自己學(xué)校條件、學(xué)生情況做適當(dāng)調(diào)整。

下面將現(xiàn)行上海使用的教材篇章與人教版的做一對(duì)比，大家會(huì)更清楚這種基于教材的調(diào)整。如下圖：

第一章第四節(jié)周期運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在的上海教材就跟人教版不太一樣，上?，F(xiàn)行教材將“圓周運(yùn)動(dòng)”“振動(dòng)”“波動(dòng)”整合在一起，強(qiáng)調(diào)它們共同的特征——周期性，就有了“周期運(yùn)動(dòng)”這個(gè)標(biāo)題。這樣，學(xué)習(xí)內(nèi)容要求也不一樣，我們主要從運(yùn)動(dòng)的描述角度去講，相關(guān)動(dòng)力學(xué)部分內(nèi)容放到拓展型課程，供部分學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)。但2017年版新的普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)頒布統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)后，上?，F(xiàn)行教材的安排明顯存在該章內(nèi)容過多的問題。

此外，我們看一下即將要使用的人教社必修一的教材前兩章的安排，

發(fā)現(xiàn)，將現(xiàn)行上海教材第一章“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”拆成兩章，一章叫“運(yùn)動(dòng)的描述”，另一章叫“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究”，放慢起步學(xué)習(xí)的節(jié)奏，讓學(xué)生盡快適應(yīng)高中定量研究的要求。

在“運(yùn)動(dòng)的描述”里面，包含質(zhì)點(diǎn)、參考點(diǎn)；時(shí)間、位移；位置變化快慢的描述——速度；速度變化快慢的描述——加速度。但是我們站在學(xué)生學(xué)習(xí)的視角去審視這些內(nèi)容，規(guī)劃大任務(wù)時(shí)，我們也感到還可以做一些變化和調(diào)整，更利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的描述中，運(yùn)動(dòng)快慢學(xué)生比較容易觀察和理解，但是速度變化為什么也要引進(jìn)速度變化的快慢？這個(gè)內(nèi)容也不宜直接觀察，硬塞給學(xué)生，學(xué)生還是需要在下一章的學(xué)習(xí)中，不斷加深理解。是否可以將該內(nèi)容調(diào)整到第二章中呢？下圖就是我們做的嘗試。

• 摘自《普通高中新課程資源系列 物理 學(xué)與教指南 必修一》，詳情見文末閱讀原文
  

根據(jù)大單元教學(xué)設(shè)計(jì)理念，我們也將這些內(nèi)容分成兩個(gè)單元，第一單元叫“基于現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)動(dòng)研究”，相當(dāng)于是運(yùn)動(dòng)的描述，側(cè)重運(yùn)動(dòng)的記錄s-t圖像和v-t圖像，沒有急于引入加速度的概念。

加速度的概念被放在第二單元，我們用任務(wù)形式寫標(biāo)題，就叫“研究落體運(yùn)動(dòng)”。為什么我們會(huì)想到用“研究落體運(yùn)動(dòng)”來開始我們的勻變速運(yùn)動(dòng)的研究？大家知道，自由落體運(yùn)動(dòng)是生活中一個(gè)典型的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以這個(gè)單元就從落體運(yùn)動(dòng)的研究，得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，最后將規(guī)律運(yùn)用到對(duì)生活中各種運(yùn)動(dòng)的分析。在落體運(yùn)動(dòng)的研究中去發(fā)現(xiàn)落體的規(guī)律，然后進(jìn)一步提出“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”，再進(jìn)一步提出加速度的概念。

目前上海的一些學(xué)校也對(duì)這兩章的教學(xué)做了一些試驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生用現(xiàn)代化的手段，重走伽利略的研究之路，體會(huì)物體沿不同斜面下滑的v-t圖像，尋找規(guī)律，引出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念和加速度的概念。

另外，這次上課展示內(nèi)容中就是將原來傳統(tǒng)的一章“機(jī)械能守恒定律”拆成兩章，如下圖所示，這樣主要是基于單元大任務(wù)設(shè)計(jì)的思考。

我們發(fā)現(xiàn)，從初中到高中的學(xué)生，他們對(duì)能的認(rèn)識(shí)往往比對(duì)功的認(rèn)識(shí)更直接。功的知識(shí)初中學(xué)生也學(xué)過，但功很抽象，學(xué)生學(xué)到后面討論問題都是能而不是功，所以我們就先講清楚一件事——登樓過程中的機(jī)械功與能，單元教學(xué)設(shè)置也是先講動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能，再講功，重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，然后講功率。主要是在真實(shí)情境登樓過程中，理解機(jī)械功、機(jī)械能以及功和能之間的關(guān)系。

而在后一章中我們?cè)O(shè)立了“擺系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化”的研究任務(wù)，主要通過學(xué)生自主的研究，去發(fā)現(xiàn)在一定條件下機(jī)械能守恒定律。今天物理專場(chǎng)活動(dòng)講的兩節(jié)課，就是這個(gè)單元的第一節(jié)和最后一節(jié)。因?yàn)槭菙[系統(tǒng)，我們的主題就圍繞“擺”開始。第一節(jié)課以“擺”開始，最后一節(jié)課以“擺”結(jié)束。

今天周世平老師沒用到“擺”的實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)闀r(shí)間不夠，學(xué)生也不會(huì)用這些技術(shù)。實(shí)際上這節(jié)課最后要呈現(xiàn)的體育運(yùn)動(dòng)中朝鮮族姑娘蕩秋千（它的顯著特點(diǎn)是越蕩越高）。這種秋千運(yùn)動(dòng)很有意思，只要她在秋千上下蹲、站起與擺的節(jié)奏合拍，就可以蕩起來，靠運(yùn)動(dòng)員做功，將身體內(nèi)的生物能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

小朋友玩的秋千主要靠大人在后面推的過程中做功，不斷補(bǔ)充能量。讓學(xué)生在對(duì)擺的研究過程中明白，體會(huì)建模、守恒的條件等。這樣結(jié)束這個(gè)單元最后一節(jié)課，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)真實(shí)的功和能的關(guān)系，而不僅僅只是了解機(jī)械能守恒的問題。這就是為什么我們會(huì)對(duì)教材章節(jié)作調(diào)整的原因。

上面引用黃老師這四句話，是希望大家真正理解創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境在單元教學(xué)中的重要性。那么我們創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的設(shè)計(jì)思路是怎么做的？

首先，我們來看看現(xiàn)在的教材編寫會(huì)與原來有什么不同。

上海在編教材，如左圖

學(xué)習(xí)牛頓第一定律，一上來就是一張拔河的圖，單元內(nèi)容就圍繞這個(gè)真實(shí)情境展開。

人教版教材，如右圖

人教版教材也有很強(qiáng)的情境意識(shí)。每一節(jié)開頭都有情境和問題。通過天安門城樓前的照片，展示長(zhǎng)安街上的汽車。面對(duì)這個(gè)真實(shí)情境，討論汽車的位置等問題，理解時(shí)間，建立位移等概念。

圖為許文怡老師觀摩課上

學(xué)生正進(jìn)行擺的能量轉(zhuǎn)化問題探究

這個(gè)單元的最后一節(jié)課由上海市奉賢中學(xué)周世平老師呈上，因?yàn)檫@節(jié)課帶有很強(qiáng)的綜合性，它按我們的設(shè)計(jì)就是要體現(xiàn)核心素養(yǎng)，學(xué)生要學(xué)會(huì)用前面學(xué)過的知識(shí)對(duì)真實(shí)問題進(jìn)行分析，而且最后課堂結(jié)束時(shí)也應(yīng)該是回歸生活中擺的問題（秋千）探討。因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，這堂課最后沒能呈現(xiàn)，但書中我們提供了相關(guān)材料。

圖為周世平老師觀摩課上

學(xué)生用TRACKER軟件分析視頻中落體的運(yùn)動(dòng)

這里的任務(wù)跟活動(dòng)不一樣。任務(wù)的目標(biāo)性更明確，而活動(dòng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)學(xué)生被動(dòng)地跟著老師做，活動(dòng)完成了，學(xué)生并不清楚活動(dòng)的目的和意義。當(dāng)然，也不能簡(jiǎn)單地將過去常說的“活動(dòng)”換成了“任務(wù)”就能解決問題，而是關(guān)鍵要明確任務(wù)應(yīng)該如何布置，如何促成學(xué)生主動(dòng)參與任務(wù)的完成。

任務(wù)首先要目標(biāo)明確。看一下目前我們已經(jīng)編寫的一些單元任務(wù)，比如“研究落體運(yùn)動(dòng)”，過去單元名稱一般是“勻變速直線運(yùn)動(dòng)“，只是告訴你要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而現(xiàn)在用“研究落體運(yùn)動(dòng)”，明確這個(gè)單元的任務(wù)是老師和學(xué)生一起研究生活中最常見的一種運(yùn)動(dòng)（物體下落），找出這類運(yùn)動(dòng)的特征、規(guī)律，然后進(jìn)行推廣和遷移，運(yùn)用于其其它相關(guān)運(yùn)動(dòng)的分析與研究，這樣的任務(wù)貫穿整個(gè)單元的學(xué)習(xí)。

任務(wù)還要有挑戰(zhàn)性。簡(jiǎn)單的任務(wù)學(xué)生沒有興趣，學(xué)生只是模仿著做一遍，也不會(huì)有很深入的學(xué)習(xí)。所以要設(shè)置有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，這也是深度學(xué)習(xí)理論中提倡的一種策略。比如現(xiàn)在有一個(gè)中學(xué)生的國(guó)際比賽，叫IYPT。今年已經(jīng)是第32屆了，上海在五年前引入該項(xiàng)賽事。每年國(guó)際上會(huì)提前一年公布用于比賽的17道題目，全部是真實(shí)問題的研究，對(duì)中學(xué)生有一定的難度。

曾經(jīng)有一題翻譯過來叫“跳舞的硬幣”，題目描述的是把一個(gè)空的玻璃瓶，放到冰箱里冷藏，然后拿出來，用硬幣蓋在這個(gè)瓶口，過一會(huì)兒會(huì)聽到瓶口硬幣跳動(dòng)的聲音，這就是“跳舞的硬幣”。學(xué)生首先要做出實(shí)驗(yàn)，然后才能進(jìn)行相關(guān)的研究。但是學(xué)生照著描述去做實(shí)驗(yàn)時(shí)，許多時(shí)候都是不成功的，做的次數(shù)多了，無意中發(fā)現(xiàn)，瓶口上有水時(shí)，硬幣密封了瓶口，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就能看到，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這個(gè)奧秘很是興奮?？梢?，這個(gè)液膜是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，也是后續(xù)可以研究的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，作為題目并沒有直接給出，就給學(xué)生的研究增加的難度和挑戰(zhàn)性。

學(xué)生自己研究，通過努力達(dá)成后，非常興奮，激發(fā)了后續(xù)研究的興趣和動(dòng)力?？梢?，任務(wù)具有一定的挑戰(zhàn)性能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，更主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。

因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)單元中的各項(xiàng)任務(wù)時(shí)，非常關(guān)注這兩個(gè)方面。如：

任務(wù)1 解讀電子地圖中的運(yùn)動(dòng)信息（1課時(shí)）。其中解讀確實(shí)是一項(xiàng)任務(wù)。

任務(wù)2 實(shí)驗(yàn)室獲取運(yùn)動(dòng)信息，繪制運(yùn)動(dòng)圖像（2課時(shí)）。這就不太像，后面我們改成學(xué)會(huì)獲取運(yùn)動(dòng)信息，繪制運(yùn)動(dòng)圖像的技能，把這個(gè)技能學(xué)會(huì)才是任務(wù)的完成。

任務(wù)3 百米“飛人”博爾特跑得有多快（2課時(shí)），現(xiàn)在改為“分析百米‘飛人’博爾特跑得有多快”，學(xué)會(huì)用一個(gè)視頻分析技術(shù)分析百米運(yùn)動(dòng)員的賽跑。這也是一個(gè)分析技術(shù)，相當(dāng)于今天給大家說的Tracker軟件圖像，但它是專業(yè)教練對(duì)競(jìng)技比賽的分析技術(shù)與方法。

今天展示的每一節(jié)課中，老師也設(shè)定一些挑戰(zhàn)性的任務(wù)來激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，其中周世平老師的課堂，學(xué)生表現(xiàn)得更為積極和主動(dòng)。

圖為周世平老師觀摩課上

學(xué)生用TRACKER軟件分析視頻中落體的運(yùn)動(dòng)

周老師設(shè)計(jì)的這些任務(wù)，一開始“神奇的薯片罐”這一任務(wù)就能明顯激起學(xué)生興趣，現(xiàn)象很神奇，教師提出課堂結(jié)束時(shí)，大家都能根據(jù)學(xué)習(xí)，理解為什么會(huì)這樣，并且還能自己動(dòng)手做一個(gè)，學(xué)生學(xué)習(xí)情緒高漲。接著，研究乒乓球自由下落可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？目的主要是學(xué)習(xí)一種視頻分析技能，為后面的任務(wù)完成做鋪墊。針對(duì)高空拋物現(xiàn)象，請(qǐng)同學(xué)們做一回偵探，用分析軟件分析高空拋物視頻，推斷是幾樓拋出的物體……，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，積極主動(dòng)地完成了一個(gè)又一個(gè)的任務(wù)。

（全文完）