中学物理单元教学设计指南研究报告

从1998年至2018年，上海课程改革历时30年，取得的成效有目共睹。“为每一位学生的终身发展奠基”的课程理念已经深入人心，构建了培养学生基本素质和健康个性的课程体系。为将课程改革的“红利”真正释放出来，把课程的理念落实在课堂，上海市教育委员会教学研究室在2015年启动了各学科单元教学设计指南的研究，本研究报告主要反映了物理学科的研究内容和研究成果。

一、研究背景

（一）课改需求

十九大报告提出“要全面贯彻落实党的教育方针，落实立德树人的根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。各学科课程标准反映了国家对学生学习结果的期望，承载了落实立德树人根本任务在各个学科中的具体要求，刚刚颁布的《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称为“课标”）将成为今后一段时期内深化课程改革的指导性文件，对于课标中外显与内隐的物理学科核心素养需要广大物理教育工作者进一步理解和研究，它所包含的学科核心概念、核心思想、核心方法、核心能力等也需要在教学中进一步突出和落实。

我国基础教育改革与发展已经进入了一个新的阶段，实现教育公平、提高教育质量、促进教育内涵发展成为当前的重要任务。[1]进入21世纪之后，当代教育变革的主题是促进学生核心素养的发展。[2]要实现促进核心素养发展这一教育目标，学校教育担负着重要的职责，而学校教育的核心内容是学科教学，因此提升学科教学的质量是基础教育改革的关键。另外，教师的教学专业能力是影响教学水平的重要因素，当今从事基础教育的教师，在经过系统的专业学习之后，已经基本具备必要的学科知识基础，他们教学专业能力提升的重点在于教学设计能力的发展。[3]从操作层面来说，就是教师依据对课标、教材、学情的分析，在明确教学目标的前提下，系统地规划教学活动过程和关键节点，有效引导学生发展学科核心素养。在科学教育领域，专家提出通过围绕大概念的整合设计和基于学习进阶的发展规划来统筹学生核心素养的整体发展。[4]这也成为当前教学设计改进研究的热点。其问题的焦点是如何以整合的视角整体性地建构学生的学习过程。

（二）现状分析

这一轮的基础教育物理课程改革实施已有十八年了，课堂教学也在静悄悄地发生改变，但在平时的教学中，应试的训练还是非常突出，学生的学习负担依然较重。

1．课时设计占据主导地位

在当前的教学实践中，教师仍主要按照课时进行教学设计，教学活动的基本单位也是一个课时。因此每个课时之间的联系往往不被重视，这就导致教学目标往往只能停留在知识层面，而过程与方法、情感态度价值观等方面的目标则需要在长期学习过程中循序渐进地达成，在一节课中因很难落实，而常常遭到忽视。另一方面，物理是一门注重逻辑思维的学科，物理概念、物理规律、科学方法、科学思维等内容之间有着紧密的联系，现有的按课时进行的教学设计将这些联系不断削弱，逐渐形成一个个碎片化的知识，学生很难通过学习建构起完整的知识结构，更不能奢望其发展进行科学推理、参与科学探究、对科学问题进行论证等能力。

2．教研活动主要聚焦“三课”活动

学校的教研组活动侧重研讨学期课时计划、课堂教学、课题研究、校本作业、教研组建设等工作，其中的磨课、听课、评课（“三课”活动）是最常见的教研活动，也是最受欢迎的教研活动。但是目前的三课活动主要是针对课时教学的研究，积累了大量优秀教案和课时教学设计的资源。区域教研也以听、评课为主。在国家教育资源公共服务平台开展的“一师一优课，一课一名师”活动中，以“单元教学设计”为主题的物理学科资源主要集中在单元复习上，并不是真正意义上的单元教学。

大部分教师已经习惯“课时设计思维”，忽视对单元的结构化分析，如知识的逻辑结构、学生的认知结构、活动结构、作业结构等，常常出现课时设计精益求精，却始终“只见树木、不见森林”，更重要的是对单元整体学习价值（尤其是培育核心素养）的缺失。由此可见，将“基于标准的单元设计”作为切入点，聚焦单元结构分析，挖掘单元育人价值，在一定程度上可以切中要害，有利于解决存在的问题。

3．“以练代教”现象普遍存在

目前已经有一些学校和教师为摆脱应试教育的束缚做出了不懈的努力，但是总体上来看，中、高考等选拔性考试对教学影响仍然不容小觑。通过仔细审读目前市场中流行的教辅练习和学校自编的校本练习，我们可以发现，大多直接对接最后的考试，怎么考就怎样练的现象普遍存在，只为考试设计的题型在作业练习中被大量引用。如：初中学业水平考试中的选择性填空题，在课后作业中普遍存在。再审视目前的物理课堂，任意压缩新授课教学时间的现象比比皆是，课堂教学仍然充斥“以练代教”的现象，通过让学生做大量练习发现学生学习中的问题，进而帮助学生修正对概念、规律的理解，物理学的魅力湮没在题海中。应试能力终究不是真实能力，充其量不过是记忆和低阶“应用”罢了。这些现象与当前发展核心素养的要求格格不入，为此急需找到一条有效路径来帮助学生脱离这一苦海。

（三）拟解决的问题

在此背景下，上诲市教育委员会教学研究室（以下简称为“市教研室”）启动了各学科单元教学设计指南的研究工作。《中学物理单元教学设计指南》（以下简称为“指南”）应运而生。指南从实践的角度来审视教师的教学设计及教学过程，明确提出学校教研组应聚集体智慧完成单元教学设计。单元教学设计要求教研组组织教师对单元内容进行教材教法分析，确定单元教学目标，据此再设计单元学习活动，并同步或交叉进行单元作业、单元评价、单元资源的设计与实施。通过单元教学设计的研究与实施，拟解决以下几个问题。

1．物理学科的育人价值需要加强落实

学科课程是教育思想、教育目标和教育内容的主要载体，学科教学的设计与实施是中小学实现教学目标，立德树人的最主要工作。由于种种原因，物理学科教学仍然普遍存在重知识、重应试训练，追求分数和升学率，轻学科育人价值和学科核心素养培养的状况。

因此通过单元教学设计的研究和实践，希望能够提升教师对学科教学育人价值的认识，发挥物理学科教学的育人功能，起到提升学生核心素养的作用。“核心素养”赋予了传统的“基础素养”以新时代的内涵[5]，它是课程改革进入新时期之后的全新中心，是对过去三维目标的继承与发展。

2．物理教学的结构化实施需要加强研究

研究首先针对教学的结构性、整体性问题，旨在通过指导教师开展单元设计，使教师建立起对物理学科的整体认识，并促进教师厘清教学目标，把握学段的整体要求。最终让教师形成单元的整体设计思路，牢牢把握教学的重点和难点，使原本离散在“课时”中的教学整合到“单元”麾下，体现单元的整体结构。

3．物理课程的校本化实施需要经验积累

开展中学物理单元教学设计的研究，编制单元教学设计指南，希望能够指导学校的教研组针对学情展开单元教学设计的实践活动，形成学校教师共享的教学资源。教师在此基础上根据学生和自己的教学风格，完成各自的课时教学设计，最终要将促进学生学科核心素养的形成和发展落实在课堂中。在此过程中积累大量研究和实施的案例，形成优质资源。

4．教学与评价的一致性需要技术路径支持

教学与评价的单元整体设计需要经历从课标中的学科目标到学段目标，再到单元目标，最后落实到课时目标的过程，这些目标的层层分解需要技术路径保障。整个单元设计的环节也需要整体把握，因此，将单元设计分解成若干个环节和要素，通过案例研究，以提炼单元教学的基本路径、方法，并通过设计流程图、属性表、问题链等提升单元教学设计的品质。

二、研究方法

整个研究主要采用行动研究的研究范式。教研员与一线教师一起有计划地对教学实践中产生的问题共同合作，边研究边实践，最终形成中学物理单元教学设计框架，以解决实际教学中存在的问题与不足。

（一）文献研究

以单元、单元教学、物理学科单元教学设计等为关键词全面检索已有的相关研究成果，为本次开展物理学科单元教学设计指南的编制提供参考和借鉴。

（二）案例研究

收集一定数量的单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元作业设计、单元评价设计等案例。通过对已有案例的梳理和学习，理解单元设计的基本精神和核心要点，提炼优秀案例的技术实施路径。

（三）实践研究

初步形成研究结论后，在基地学校继续进行实践，对指南提出的单元设计的要素、路径、方法作进一步修订和简化，增加其有效性和可操作性。

三、研究过程与内容

研究体现自下而上与自上而下相结合的路径：研究过程有区教研员和一线教师参与，充分组织区教研员和一线教师参与讨论；按照市教研室总项目组的要求，加强教研室内部各学科之间的研讨。

（一）研究过程

1．文献研究，顶层设计阶段

项目研究的开局之时，通过对单元、单元教学、物理学科单元教学设计等进行全面检索，梳理已有的相关研究成果，完成文献综述的梳理，明晰一些概念的界定。从最初做单元教学设计到做单元教学设计指南，经历了从摸索到逐渐清晰的过程。明确了研究定位之后，完成本研究的顶层设计。本研究主要通过做物理学科的单元教学设计，提炼做单元教学设计的一般规格，通过关键要素的流程、属性表及问题链，引导学校教研组、备课组聚焦单元教学设计的校本教研，提升课堂教学的质量。

2．初步实践，案例开发阶段

在基地学校开展前期的实践研究，从案例积累入手，收集一定数量的单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元作业设计、单元评价设计、单元资源设计等案例。在实践过程中，不断组织参与的教师团队进行相关理论的学习，通过对已有研究的梳理和学习，理解单元设计的基本精神和核心要点，以理论指导实践，不断打磨，提升案例的质量。

3．归纳分析，规格提炼阶段

采用案例归纳方法提炼做单元教学设计的规格。组织教师团队对所开发的案例进行充分的探讨和完善，分析案例编制过程中遇到的困难及解决问题的思路，研究提升案例品质的方法，提炼做单元教学设计的程序流程、关键要素的属性和需要思考的问题链等，形成单元教学设计的规格。

4．深化实践，规格精简阶段

以最终形成的单元教学设计规格为工具，开发并完善单元教材教法分析、单元目标设计、单元学习活动设计、单元作业、评价、资源的设计等案例，并从整体建构的视角对这些案例做进一步的修改与整合，形成较为完整的单元教学设计案例，为后续其他教师开展单元教学设计的工作提供指导和示范。同时，重新审视单元教学设计规格，从实施的效果反思设计，进一步精简设计的规格，增加指南的可操作性。

（二）研究内容

1．文献综述

当前物理学科中有关单元教学的探索相较于化学、数学、语文等学科还不十分丰富。

一些教师认为，物理单元教学就是一种“单元整合教学”，即以物理课标为依据，以物理教学相关的理论为指导，对教材中的高中物理知识进行综合整理，重构教学单元，使教学内容更加丰富和完善，突出教学重点，使各教学环节层层相依、环环相扣，提升高中物理教学内容的缜密性与逻辑性，使学生更容易理解和记忆物理相关知识。[6]

在碎片化信息铺天盖地的时代，这种“整合”视角下的教学显得尤为重要，一些教师和研究者将其视作培养学生核心素养的必要条件，基于“整合”的单元教学有效实施是课堂教学转型的关键。

不同学段的物理教师都在教学实践的过程中尝试这种整体化教学，并构建了多样式的单元教学模式，如杨贵等人提出的物理单元教学设计框架[7]、岑海平建构的小学科学单元教学范式[8]等。这些教学模式有一个共同的特点，都认为物理教学内容应当有一种内在的体系和结构，教学设计应当首先明确知识的结构，进而重新编排教学。

从这些实践者构建的模式中可以看出，单元教学与一般教学的本质区别在于教学设计时是否有“整合”的眼光、整体的构想。这与教育家的观点不谋而合。钟启泉教授指出，“单元不是把教学内容碎片化地当作知识点来处置，而是有机地、模块化地组织与构成的。”“单元设计不是单纯知识点传输与技能训练的安排，而是教师基于学科素养，思考怎样描绘基于一定目标与主题而开展探究活动叙事的活动，目的是为了创造优质的教学。”[9]

2．概念界定

单元：单元是整体中相对独立且自成系统的组成部分。教学中的单元一般是指依据课标，按照学科知识逻辑、学生认知规律，对内在联系比较密切的若干学习材料进行结构化组织而形成的学习单位。

单元教学：单元教学通常以单元主题与任务为线索，关注单元学习活动、单元作业、单元评价与单元教学目标一致性，循序渐进地完成一个系列的教学活动。

单元教学设计：单元教学非常强调整体性有序设计。单元教学设计是指以一个单元学习内容为整体，统筹、规划既能统揽单元教学的全局，又能够按步骤有序地开展的系列教学活动，以取得最佳的教学成效。[10]

3．编制单元教学设计指南，明确研究定位

1988-1997年是上海市课程改革的第一阶段，简称“一期课改”，从最初试行新教材的实际情况来看，教学思想、教学手段和方法的更新，是亟待解决的问题。1996年，上海市教育委员会教学研究室就在本市邀请一些有经验的教师编写了一套《学科课堂教学研究与指导丛书·课堂教学设计》，为广大教师提供一定的教学样式和教学思路。物理学科是以教材中的章节为序，对新教材的每一节都提供了优秀的课堂教学设计。

1998年至今是上海市课程改革的第二阶段，简称“二期课改”，当课改进入全面推进阶段，也曾组织有经验的教师，编写过每一节新授课的教学设计、教学用的PPT以及相应的教学资源，成为当时倍受物理教师欢迎的数字化资源库。

前两期的课程改革，物理学科都将课堂教学设计作为课改推进的突破口，组织全市优秀教师编写每节课的教学设计，旨在为广大教师提供基本的教学水平保障。

在新形势下，学科核心素养是学生学习该课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力，是学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的整合。我们认为推进课堂教学、落实学科核心素养的抓手和突破口是“单元教学”。那么，是否需要组织全市的力量，做好每个单元的教学设计，为基层学校提供统一的范式呢？这一次我们选择了“否”，首先，无论是课时教学设计还是单元教学设计，我们认为都应该针对不同的学生而有所不同。其次，课程的校本化实施原来主要集中在学校的学案编制、校本作业编制等零散的项目中，统一的学案和校本作业会抹杀教师个体的创造性。最后，我们希望学校教研组成为学校单元教学设计的主体，将教材教法分析，教学目标、学习活动、作业、评价资源设计整合在单元中进行设计与实施。因此，本项研究最终定位在编写《中学物理单元教学设计指南》，组织优秀教师通过实践形成单元教学设计的案例，提炼做单元教学设计的规格，最终以一系列基本流程、属性表、问题链等规格导向的一种操作指引引导基层学校教研组进行学科单元教学设计。

4．提炼单元教学设计要素，厘清要素之间关系

单元教学设计的起点应该是有明确的单元划分，因此，单元规划建议（具体详见本书第一章）应该在单元教学设计之前，依据学科特征确定单元划分依据、原则及划分结果。

四、研究结论

（一）形成“自上而下”单元教学设计的规格

在单元教学设计的初期，基层教师会不会做单元教学设计呢？在基地学校的实践过程中，我们发现教师是“自下而上”的设计思路，这有悖于单元设计的初衷。最初做单元目际设计时，教师将本单元每一节课的教学设计拿出来，然后将每一节课的目标抽出来，按知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度进行汇总，最后形成单元教学目标。如：基地学校教师在高中物理第四章《周期运动》的单元教学目标设计中共提出30条目标，其中18条知识与技能目标，8条过程与方法目标，4条情感态度与价值观目标。教师在汇总每节课的目标时发现过程与方法、情感态度价值观目标是有重复的，于是做了一些归并，知识与技能目标因为针对具体知识而无法归并，因此条目多且具体。在与教师的交流中，我们发现了一些问题：首先，教师还是觉得知识与技能目标实在，有抓手、可落实，往往把目标聚焦在此。其次，教师做单元教学设计是“先分再合、自下而上”的设计思路，这样出来的“合”很难“纲举目张”。由此，我们开始思考能体现新的理念和要求的单元教学设计应该如何做，应该如何指导基层学校有效地开展单元教学设计。最后我们结合案例提炼出单元教学设计的六个基本要素，厘清了各要素之间的关系，形成了“自上而下”的单元教学设计的路径与方法。

（二）形成有利于结构化、整体性落实的流程与属性表

首先，单元的结构化、整体性表现为单元知识的内在逻辑结构和整体性，避免知识点的碎片化学习所带来的狭隘性，使学生对知识的理解更深刻、更全面，从而有助于形成学生的物理观念。因此，在“单元教材教法分析”中，属性表中要求教师必须通过列出单元教学内容、绘制知识结构图，准确地理解单元教学的重点，为后续结构化设计单元活动奠定基础。

其次，单元的结构化、整体性设计更符合学生的认知规律，有利于促进学生思维发展的连续性、系统性和有效性，有助于提升学生的科学思维能力。单元的结构化、整体性设计也更能体现注重科学探究各环节的递进性、完整性的实施，使科学探究更充分、更完整、更深入。因此，在“单元教学活动设计”中，流程要求教师先要完成单元教学活动框架设计，整体规划本单元的重点教学活动，并且用结构图来体现教学的逻辑，同时也可以通过系列活动的设计，体现对学生思维活动、探究活动的递进性要求。

最后，单元的结构化、整体性设计有利于活动、作业、评价、资源设计的丰富性和全面性，提升活动、怍业、评价和资源的品质。因此，在“单元学习活动设计”“单元作业设计”“单元评价设计”“单元资源设计”中，我们提供了各种类型的属性表。通过对属性表进行汇总，可以看出设计结构和整体布局，从而有利于提升各类设计的品质。

唯有科学有效的单元规划，针对某一单元的教学设计才有意义。

单元教学设计就是规划单元教学的全过程，可以针对教学五环节（备课、上课、作业、辅导、评价），从设计层面提炼相应的环节要素。经过实践、反复推敲，本研究最终确定中学物理单元教学设计包含六个要素，分别是单元教材教法分析、单元教学目标设计、单元学习活动设计、单元评价设计、单元作业设计和单元资源设计。各要素的具体操作路径详见本书第二章～第七章，图0-1呈现了各要素之间的关系。

各要素之间存在着密切关系。其中，单元教学目标设计是关键，单元教材教法分析结合学情分析确定单元教学目标，而单元教学目标又为后续要素的设计提供依据，在目标引导下，进行单元学习活动、作业、评价、资源的设计。中间为主干，体现了由上至下的设计顺序，其中单元学习活动设计是重点，体现课堂教学的主阵地。左侧的单元资源设计伴随着活动设计、作业设计、评价设计的全过程。右侧的单元评价设计可以分为过程性评价和形成性评价，而过程性评价也是伴随着学习过程而融入活动、作业设计中，形成性评价则可以通过单元形成性测评检测学生学习的成效。过程性评价和形成性评价综合反映了学生该单元的学习情况。

（三）形成有利于教学与评价一致的技术路径

将课标的内容与要求融入教学，做到教学与评价的一致性，需要一系列技术路径的支持。单元教学目标的确定在整个单元教学设计中处于承上启下的关键地位。承上就是通过对单元做教材教法分析，对学生做学情分析，明晰单元的重点、难点，结合单元学习内容，将学科课标中的学科核心素养转化为单元教学目标；启下就是将单元教学目标逐级分解为活动目标、单元作业与评价目标，将课标与学习活动、作业、评价建立关联，使课标的目标在“自上而下”的单元教学设计中进行有效传递，从而做到教学与评价的一致，最终达成教学与评价的一致。

（四）积累课程校本化实施的资源，提升校本教研的品质

在每年两次的课程与教学调研中，我们发现很多教研组的教研活动通常都是以课时为单位开展的“三课”活动，或仅仅停留在统一教学进度、统一目标要求、统一学案、统一作业等零散的项目中。这样做确实可以确保教学进度的正常推进和教学质量的把控，但同时也会抹杀教师个体的创造性，不利于教研组成员的发展。

本项研究将学校教研组推为单元教学设计主体，教研组应根据《中学物理单元教学设计指南》的规格作为指导，通过全体成员的讨论，针对本校学情，根据提供的流程，思考问题链，填写属性表，进行教材教法分析，聚焦重点难点、梳理单元教学目标、将活动、作业、评价设计等整合在单元中进行设计，形成相应校本化的单元教学设计。教师则针对自己班级学生的学情，结合单元教学设计方案，根据自己的个性化特点，设计成课时方案并加以实施。通过上述这些措施，最终实现提升教研品质、将教研工作落到实处的目的。

在调研中我们还发现，学科课程实施档案（经验）在教研组层面更多表现为“进度表”或“教师个体教案”，教研团队对学科课程校本化实施的资源主要集中在零散的项目中，如校本作业、课时学案等。因此，教研组应该重视教学经验和资源的积累。在校本化单元教学设计的基础上，利用多种途径收集和积累诸如情景与任务、活动案例、阅读材料、科普书籍、视频材料等教学资源，形成学校教学资源库。再利用教研组相互听课和外出听课，虚心向同行学习等活动，充实学校教学资源库。最后，随着单元教学的推进，通过不断研究、讨论、听课、评课，进而不断修正，最终形成较为完善的学校教学资源库。

发布时间：2019/12/5 下午9:51:09  阅读次数：6108