基于物理观念的大单元设计落实方案研究

基于物理观念的大单元设计落实方案研究

邸超

内蒙古包头市第一中学 内蒙古 包头 014040

摘要：基于物理观念的大单元设计在高中物理教学中扮演着重要的角色，它作为连接课程标准和课时计划之间的纽带，能够有效地促进学生对物理概念的理解和应用。物理学是一个涉及多个概念和原理的学科，学生在初中阶段通常只接触到其中的一部分。通过大单元设计，不同的知识点可以被整合，形成一个完整的知识网络。这种综合性的学习方式有助于学生更好地理解物理学的整体框架，提高学习效果。本文对基于物理观念的大单元设计的落实进行了探究。

关键词：大单元设计；物理观念；落实方案

引言

近年来，随着教育教学改革的不断深入，如何提高学生的学习兴趣和学习效果，培养学生的综合能力成为了教育工作者关注的焦点。基于物理观念的大单元设计作为一种新的教学模式，受到了越来越多教师的关注和应用。通过大单元设计，可以将知识点与真实世界中的实际问题相联系，使学生能够意识到物理学在日常生活中的应用。这种联系可以激发学生的好奇心和求知欲，提高他们对物理学的兴趣和动力，并促使他们更加主动地参与学习。学生不仅能够掌握物理学中的基本概念和原理，还能够将这些理论知识应用于实际情境中解决问题。

一、巧设主题整合，提高学生系统学习能力

力学是物理学中的一个重要分支，研究物体运动和力的关系。为了帮助学生更好地理解力学知识，提高学习效果，我们可以巧妙地设计一个以力学为主题的整合学习单元。在力学大单元设计中，我们可以根据学生的学习能力和知识水平，合理安排各个知识点的学习顺序和深度。这样可以帮助学生逐步建立起力学的基本观念和原理，掌握重要的物理定律，如牛顿三定律、动量守恒、能量守恒等，并能够将这些知识应用于实际生活和工程问题的解决中。以人教版高一物理第一册第三章《相互作用——力》和第四章《运动和力的关系》为例，第三章中，我们学习了力的概念、力的性质和力的分类等基本内容。在教学中，我们可以引入一些有趣的例子来说明力的作用。例如，我们可以通过实验展示用力拉扯弹簧的现象，让学生观察和探究弹簧的变形与力的关系。同时，我们还可以以运动员的跳远为例，解释运动员利用运动力学原理实现跳远的技巧和窍门。通过这些具体例子，学生可以更深入地理解力的本质和作用。第四章中，我们学习了牛顿第一、第二、第三定律以及运动和力的关系等内容。在教学中，我们可以引入一些常见实例来解释这些定律的应用。例如，我们可以以汽车行驶的情景为例，让学生通过分析力的平衡和不平衡，理解车辆行驶的原理和条件。此外，我们还可以以滑雪、滑板、自行车等运动为例，让学生感受到力对运动物体产生的影响和探索运动与力的关系。通过这些具体例子，学生可以更好地理解牛顿定律和运动力学原理，并能够将其应用到实际问题中。除了以上例子，我们还可以结合生活中的其他例子来拓展学生的思维。例如，我们可以讨论日常生活中的摩擦力对我们的生活产生的影响，如何减小摩擦力以提高运动效率；我们还可以研究弹性力对于工程设计中的应用，如弹簧的设计和使用等。通过这些具体的例子和问题，学生可以更全面地理解力学的基本原理和规律，并能够将其运用到实际生活和工程实践中。

二、进行探究式学习，培养学生批判性思维

探究式学习是一种基于问题解决和自主探索的学习方式，可以帮助学生培养批判性思维和解决问题的能力。在学习人教版高一物理第二册第八章《机械能守恒定律》时，我们可以借助具体的例子和实践活动，引导学生进行探究式学习，培养他们的批判性思维。首先，我们可以通过一个简单而有趣的实验来介绍机械能守恒定律。例如，可以设计一个小球从斜面上滚下的实验。学生可以观察小球在滚动过程中的动能和势能的变化，并利用实验数据进行计算和分析。通过这个实验，学生可以亲自体验机械能守恒定律的奇妙之处，理解机械能的转化和守恒。接下来，我们可以引导学生通过提出问题、进行观察和实践，来进一步探究机械能守恒定律的应用。例如，我们可以提出一个问题：为什么在日常生活中，人们总是选择用斜面或者楼梯来搬运重物？学生可以通过实际操作和观察，思考为什么使用斜面可以减少力的消耗。通过分析斜面的角度、长度以及物体的重力势能和动能的转化，学生可以得出结论：利用斜面的力学优势可以减少搬运物体所需的力量，使工作更加轻松高效。此外，我们可以组织学生进行一些小组探究活动，让他们自主选择研究关于机械能守恒定律的具体题目。例如，小组可以选择探究弹簧的弹性势能与机械能的转化关系，或者是研究摆的运动过程中重力势能和动能的变化。通过自主设计实验、收集数据、进行分析和讨论，学生可以全面了解机械能守恒定律在不同情景下的应用。

三、结合不同学科，合理运用到实际生活

热学是物理学中的一个重要分支，研究与热量和温度相关的现象。为了帮助学生更全面地理解热学知识，并提高对环境和能源问题的认知，我们可以将热学相关知识点组织成一个大的学习单元，并结合不同学科进行实际生活中的应用。在学习人教版高三物理选择性必修第三册第三章《热力学定律》时，我们可以引入物理观念和实际例子，帮助学生理解热传导、热辐射、热容等热学概念和原理，并将这些知识应用于能源利用、气候变化等现实问题的解决中。首先，我们可以以能源利用为切入点，结合物理、化学和环境科学等学科，让学生认识到能源的重要性和有限性，以及不同能源形式的特点和利用方式。例如，通过研究太阳能的利用，学生可以了解太阳能的热辐射特性和转换原理，并思考如何将太阳能转化为可存储和利用的能源。另外，学生还可以研究并讨论其他能源形式的利用，如水力能、风能和地热能等，探索其在实际生活和工业生产中的应用。其次，我们可以以气候变化为主题，结合地理、生物学和环境科学等学科，让学生认识到温室效应和全球变暖等现象与热学的关系。通过分析温室气体的热辐射特性和作用机制，学生可以深入理解温室效应的原理，并探究人类活动对气候变化的影响。同时，学生还可以研究并讨论减少温室气体排放、开发清洁能源等措施，以应对气候变化的挑战。此外，在学习热容和温度相关概念时，我们还可以结合生物学和健康科学等学科，探究人体的热调节机制和热适应能力。例如，学生可以研究人体在不同环境温度下的反应和适应过程，如高温环境中的蒸发散热和低温环境中的体温调节，以及相关的生理和健康问题。通过这样的学习，学生可以更好地理解温度与生物体的相互关系，并将其应用于实际生活和健康管理中。

结束语

基于物理观念的大单元设计落实探究和实践的教学理念，不仅能够帮助学生全面系统地学习力学的相关知识，更重要的是培养学生的科学思维和解决问题的能力。这种基于实践的学习方式不仅能够提高学生的学习兴趣和动机，还能够培养他们的观察、实验设计、数据分析和问题解决等能力，为他们未来的学习和发展打下坚实的基础。这样的大单元设计不仅有助于学生在物理学科中的学习成绩提高，更重要的是为他们未来的科学研究和职业发展打下坚实的基础，培养他们成为具有创新精神和解决实际问题能力的优秀科学人才。

参考文献

[1] 基于物理学科核心素养的单元教学设计现状分析[J]. 李俊鹏;魏洁.物理教师,2021(01)

[2] 浅谈学科素养视角下的大单元教学[J]. 王翠改.现代农村科技,2023(05)

[3] 核心素养下初中物理大单元教学实施策略[J]. 黎文建.基础教育论坛,2022(18)