学习进阶视角下高中物理单元教学设计的探析——以“万有引力与宇宙航行”为例VIP免费

学习进阶视角下高中物理单元教学设计的探析——以“万有引力与宇宙航行”为例摘要：在培养学生的核心素养的教育背景下，“学习进阶”“大单元教学设计”已成为当前教育教学研究的热点，本文笔者通过“万有引力与宇宙航行”大单元教学设计为例，借助着“学习进阶”的方式，在分析新课程标准、教材内容、学生学习情况的基础上，探析了学习进阶视角下高中物理大单元教学设计。关键词：学习进阶；单元教学设计；万有引力与宇宙航行高中物理大单元教学设计师促进学生学科核心素养目标达成的主要路径之一，而单元教学设计聚焦“大概念，大思路，大情境，大问题”是发展学生核心素养的内在要求，是单元教学设计的灵魂[1]。物理学科核心素养主要体现在四个方面：“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学责任与态度”，学生通过物理学科学习逐步形成正确的价值观，必备品格和关键能力。针对高中物理教学，“学习进阶”能不断促进学生思维的提升。在学习过程中，由浅入深，由简单到复杂驱动学生学会思考与解决问题。基于学习进阶的高中物理单元设计，让学生从碎片化的经验或是事实，通过课堂教学活动逐步构建系统的知识体系，提升了课堂教学质量。为此，本文以“万有引力与宇宙航行”为例，就学习进阶高中物理单元教学设计简述了一些具体的做法。一、单元教学内容分析“万有引力与宇宙航行”是人教版必修第二册第七章，这一章由5节内容组成，本单元的大概念是运动与相互作用观，单元核心知识是万有引力定律及其在天体运动、人造卫星运动的应用。该单元教学的大思路是建构匀速圆周运动物理模型，运用牛顿运动定律分析万有引力与向心力的关系解决相关的问题。从学习进阶视角整合单元教学内容，可以分为4个进阶点，下面是由“万有引力与宇宙航行”单元教学内容建构的知识体系进阶框架图，如图1所示。图1：“万有引力与宇宙航行”知识体系进阶框架图二、学生学习情况分析从学生学习的知识结构看，高一学生学生运动与相互作用观的一些生活经验，已经学习了牛顿运动定律和圆周运动的相关概念和规律。但我校学生基础薄弱，对相关的概念和规律容易模糊不清，建构物理模型的能力较弱，而且本单元内容是从陆地转移到星空，要求学生空间思维较高，此外，学生缺乏对天体运动观察的条件，缺乏对天体运动的感性认识。所以本单元教学内容对学生来说是比较抽象，特别是应用万有引力定律解决天体运动等相关问题的大思路对学生要求是较高，学生在解决问题过程中，往往不知道如何选择公式，对公式中出现的物理量容易混淆。这就需要教师从学生认知水平出发，找好进阶点，使学生在学习过程中达到进阶的目标。三、单元教学目标的制定依据课程标准的要求，结合分析教材内容和学生学习情况，在学习进阶视角下制定了本单元教学的进阶层级教学目标及核心素养发展规划。1.进阶层级1教学目标：了解了“地心说”和“日心说”，知道了开普勒行星运动的定律的表述，了解开普勒行星运动三大定律的发展过程。核心素养发展规划：认识了行星运动的物理观念，经历了正确认识事物本质的思维方法，体会了科学探究过程的艰辛和成功的喜悦。2.进阶层级2教学目标：了解发现万有引律定律的思路，能推导万有引力定律并理解其含义，知道引力常量G及其意义。核心素养发展规划：构建自然界任何物体都存在引力作用和天体运动模型的物理观念，完善了运动与相互作用观，培养学生科学推理论证的能力，体会科学研究需要具有长期艰苦奋斗的精神。3.进阶层级3教学目标：了解地球表面物体的万有引力与重力的关系，会“称量”地球的质量。会运用万引力定律计算天体的质量。了解万有引力定律在天文学上具有重要的作用。知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度，理解人造卫星运行的快慢与轨道半径的关系。了解世界及我国航天事业发展史。核心素养发展规划：学生更清晰天体运动模型的物理观念，进一步完善了运动与相互作用观，能对卫星发射与运行的原理进行分析推理，培养了学生的时空观和善于观察、善于思考、善于动手的能力，发展学生从理论联系实际进行科学探究的能力，增强了民族自信心和自豪感。1.进阶层级4教学目标：认识经典力学的局限性...