基于核心素养的高中物理大单元教学设计探讨-----以光的波粒二象性为例

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张涛涛

库车市第四中学

摘要


关键词

正文

 

引言

以往的课堂教学教师按课本章节授课,学生获得的知识比较零散,无法形成体系,对知识的体系不够了解。大单元教学给了我们一个解决问题的思路。大概念、大问题、大情境,将零散的知识以某个情境或问题为主线串联起来,更好的帮助学生构建完整的知识体系。笔者以高中选择性必修三中的“光的波粒二象性”为例,整合选择性必修一中波动光学的内容,探讨大单元教学设计。

基于核心素养的大单元教学设计

大单元教学是基于核心素养的教学主题和教学情境而组织的教学活动,能有效帮助学生构建结构化的物理知识体系,促进学生关键能力的提升,从更好的培养学生的物理学科核心素养。大单元教学的设计流程是:(1)根据课标要求,围绕大概念、大问题或大情境组织、规划单元教学内容,对单元内容及学情进行分析,结合核心素养的培养要求,确定单元教学目标,并创设相关真实情境;(2)基于情境提出问题串,在一个个问题的驱动下,帮助学生明确解决问题的思路,使学生在解决问题的过程中,构建自己的知识体系,同时根据教学中的实际情况和实时反馈,不断对教学设计进行调整改进。

     基于核心素养的大单元教学设计案例

.1 单元内容分析与组织

对于“光的波粒二象性”这部分内容,课标对于光的波动性方面要求:“观察光的干涉、衍射和偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用。知道光是横波,会用双缝干涉实验测量光的波长。课标对光的粒子性方面要求:“通过实验,了解光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。能根据实验结论说明光的波粒二象性”。光的波动性不容易在生活中观察到,而粒子性方面又特别抽象,所以要给予学生足够的提示,围绕“光的波粒二象性”这一核心内容,从“光是什么”这一大问题出发,按照“光有没有波的性质?”“光有没有粒子的性质?”这两个思路展开探索,对相关知识进行组织,这样就使整个单元内容成为一个有机联系且环环相扣的整体。

3.2单元教学任务与目标

为了让学生更好的理解光的波粒二象性,重新将课本上的章节内容整合,整合出以“探索光的本质”为主题的单元教学设计,本单元内容包括光的干涉,衍射,偏振,黑体辐射,光电效应,康普顿效应等内容。根据课标要求。我们制定以下单元教学目标;

核心素养

教学目标

物理观念

1.了解光的干涉,衍射,偏振现象及其应用,

2.知道黑体,黑体辐射,光电效应,了解康普顿效应及意义。

 

物理思维

1.理解干涉,衍射,偏振现象的成因及条件,

2.能用爱因斯坦光电效方程解释光电效应,

3.能结合实验结论说明光的波粒二象性。

 

 

科学探究

1能利用实验仪器观察光的干涉,衍射现象,偏振现象。推断产生这些现象的原因。

2 能通过观察光电效应实验现象,理解光电效应方程,对微观世界加深理解

 

科学态度与责任

深刻认识到物理学对社会发展的重要性,逐渐形成探索自然的内在动力,潜移默化地培育学生的科学态度与责任。

 

3.3  单元设计思路

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4单元问题主要情景

大单元教学设计中创设的情境是在学生现实生活基础上设置的综合化、适合学生学习的真实情境。这就需要基于情境发现并提出大问题,然后根据大问题解决的步骤、所使用的知识和方法、情境所涉及的范围等因素,对大问题进行分解,分解为一个个具体的小问题,再运用相关的物理知识进行解决,这一过程可切实帮助学生提升运用物理知识解决实际问题的能力,培养学生的物理核心素养。 “波粒二象性”大单元中可以创设以下问题。

大问题

次级问题

具体问题

对应教学内容

课时数

 

 

 

 

 

光是什么?

 

 

光有没有波的特性?

如何观察到干涉现象?

光的干涉

1

如何观察到衍射现象?

光的衍射

1

光是纵波还是横波?

光的偏振

1

 

 

光有没有粒子的性质?

光的能量是怎样的?

黑体辐射

1

如何证明光具有能量?

光电效应

1.5

如何证明光具有动量?

康普顿效应

0.5

 

3.5 反馈性评价设计

反馈性评价是调整教学和衡量教学目标达成度的最直接手段,教学中一般采用的评价方式有形成性评价和总结性评价两种。“光的波粒二象性”单元的形成性评价主要包括两部分,一是课堂探究活动的开展,如光的干涉,衍射,偏振和黑体辐射,光电效应的知识构建以及光电效应实验现象及爱因斯坦对光电效应解释的探究等,二是课堂习题和课后作业的完成情况。本单元的总结性评价,应以能量观念、模型建构、科学探究等为中心,以真实情境为载体,编制单元测试卷,对学生进行考查,并根据评价结果的反馈,对此单元的教学设计进行调整与优化。

   结语

  物理大单元教学设计强调在大概念、大问题、大情境统领下对单元内容进行整体构建,帮助学生建构结构化知识体系,提倡大单元教学设计并不意味着忽视课时教学,因为大单元教学设计最终还是通过课时教学来实现的。大单元教学设计只是从一个更高的站位对教学内容进行整体设 计,把课时教学设计下相对割裂、碎片化的知识有效连接起来,从而有效帮助学生构建结构化的物理知识体系,促进学生学习能力和关键能力的提升,最终达成 培育学生核心素养的目标。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

[2]崔允漷.学科核心素养呼唤大单元教学设计[J]. 上海教育科研,2019(4).

[3]张玉峰.以大概念、大思路、大情境和大问题统领物理单元教学设计[J].中学物理,2020(5).

4]潘苏东,童大振,汪大勇.中学物理单元教学设 计流程的探讨[J].物理教师,2021,42(04).

 


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