• 38 •理科考试研究•综合版2021年1月1日
吕朝阳
(前黄高级中学国际分校江苏常州213161)
摘要：以一个课时为单位的教学设计弱化了学科知识之间的关联，极易“一叶障目”，造成学科知识的碎片化，不利于物理观念及科学思维的形成.本文尝试整合教学资源，以大单元为单位组织教学，并以热学概念的教学为例，阐述 在批判性思维的视角下进行大单元教学的策略.
关键词：大单元教学；批判性思维；热学概念
当今的教育，已经从知识核心时代逐步走向核心 素养时代，物理教学自然也不能再单纯以知识为主线 展开.但长久以来，教师的教学活动一直是以学科知 识为线索，以双基培育为主要目标，以四十五分钟一 课时为单位来进行教学设计的，这样的教学设计模式 极易弱化学科知识内涵间的关联，学生学习的过程成 为知识碎片化的堆积，不利于物理观念的形成和科学 思维的养成，也不利于科学探究活动的开展和科 学态 度的落实.研究发现，以“大单元”的形式进行教学设 计，是避免以上问题的一条有效途径.“大单元教学”是指教师在明晰学科核心素养与学科核心内容间关 系的基础上，依据课程标准，从更高的角度、更广阔的 视野，打破教材原来的编排顺序，将课程资源进行有 效迁移与整合，重新构建符合学生核心素养发展的新 教学设计范式.
要想实现上述有效途径，物理教师需要批判性地 使用教材，有效地整合教材，根据实际需要重构教学 内容.有批判性思维能力的教师，才能培养出具有批 判性思维能力的学生.批判性思维是基于逻辑推理的 合理的反思性思维，是一种从事思维活动的倾向或技 能，是一种用怀疑态度去关注决定相信什么或做什么 的心智活动[1]，是在查验问题与证据基础上对结论进 行评价并提出初步解决方案的能力.批判性思维的本 质是反思，在反思中质疑并提出恰当的问题，依据客 观事实和证据做出合理论证与判断.批判性思维本身 是中性的、建设性的，不是简单的批评，也不是怀疑一 切，批判性思维强调大胆质疑、谨慎断言，在对现有观点进行理性探究之前，先不要立即接受或反对—
—延 迟判断[2]，要在深人分析基础上提出问题并搜集证据 进行检验论证后再做出判断，也就是说不仅要质疑，还要有实际的探索.故批判性思维是一种高阶思维能 力，即用分析、比较、推理、判断、评价、综合、反思等理 性思维的方法去分析问题和解决问题的能力.
大单元教学需要教师具有批判性思维能力，基于 批判性思维的大单元教学又可以促进学生核心素养
的形成，将批判性思维与大单元教学有机融合，是一 种符合新时代教育发展趋势的有益尝试.本文以2019 年新人教版《高中物理•选择性必修3》中热学部分 概念的教学为例，探索批判性思维视角下的高中物理 大单元教学设计的策略.
1热学概念大单元教学的设计思路
《高中物理•选择性必修3》中的热学部分有分 子动理论、热力学第零、一、二、三定律、理想气体状态 方程、能量转化与守恒定律等十多个物理规律，其中 热力学第二定律还有多种描述方式，但本文仅涉及热 学概念的大单元教学设计及实施的思考和探索.
1.1新教材中热学概念梳理与分析
统计发现，高中物理的五个重要组成部分力学、电学、热学、光学和原子物理学中，热学部分涉及到的 物理概念近70个，远远多于其它四个部分，而且大部 分的概念比较抽象，学生难以理解.
《分子动理论》这一章涉及到的主要物理概念有 分子、分子热运动、阿伏伽德罗常数、温度、气体压强、体积、扩散、布朗运动、分子间引力、分子间斥力、分子
基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划2020年度重点资助课题“基于高中物理新教材开展深度学习活动的实践研究”（课 题编号：B- a/2020/02/05).
作者简介：吕朝阳（1969 -)，男，江苏常州人，本科，中学高级教师，物理特级教师，研究方向：高中物理教学.
2021年1月1日理科考试研究•综合版• 39 •
力、分子数密度、分子运动速率、分子平均速率、必然 事件、不可能事件、随机事件、分子动能、分子平均动 能、分子势能、分子力的功、物体内能、宏观量和微观 量等共24个.其中核心概念有阿伏伽德罗常数（联系 宏观量与微观量的桥梁）、分子热运动、分子力、物体 内能共4个.
《气体、固体和液体》这一章涉及到的主要物理概 念有温度、温标、摄氏温标、热力学温标、状态参量、压 强、体积、平衡态、热力学系统（简称系统）、热平衡、等 温变化、等压变化、等容变化、理想气体、理想气体内 能、晶体、非晶体、单晶体、多晶体、液晶、各向同性、各 向异性、熔点、表面张力、浸润、不浸润和毛细现象等 共27个.其中核心概念有状态参量、理想气体、固体 (晶体与非晶体）、液体（表面张力）、液晶共5个.
《热力学定律》这一章涉及到的主要物理概念有 绝热过程、外界对系统的功、热传递与热量、内能与内 能的变化、能量守恒与能量耗散、永动机、热现象及其 方向性、热机及其效率、高温热库与低温热库、熵等共 16个.其中核心概念有内能的变化、能量守恒、热现象 及其方向性共3个.
1.2 热学概念大单元教学设计的思维导图
新教材中的热学部分内容是按照不同的热学规 律设计章节的，通过研究可以发现，新教材的三个章 节中都涉及到热力学系统、温度、体积、压强、内能、宏 观量和微观量等物理概念.新教材的章节设计从规律 上看界限是清晰的，框架也是完整的，但从热学概念 的角度来看，就显得非常的零散，碎片化的倾向非常 明晰，不利于学生在头脑中形成非常清晰的物理概 念.依据大单元教学的理念，梳理热学概念后，用图1的热学概念思维导图表示.
图1热学概念大单元教学设计思维导图
新教材热学三章内容的主角其实都是热力学系 统，我们尝试以热力学系统为中心将热学概念这个大单元分为五个小单元：系统的组成、状态参量与平衡 态、热运动与热现象、内能及内能变化、物态及物态变 化.“系统的组成”包括分子的概念（分子、原子、离子 等统称）和分子间作用力，并通过分子的数量、分子的 大小和分子模型三个方面来加深对分子概念的理解；“状态参量与平衡态”包括温度、压强和体积，并通过 这三个状态参量让学生理解平衡态的概念；“热运动 与热现象”包括分子热运动、分子速率分布和热现象 的方向性三个方面，并通过扩散现象和布朗运动这两 个宏观的运动让学生理解抽象的分子热运动；“内能 及内能变化”包括分子动能、分子势能、内能及内能变 化四个方面，并补充理想气体内能的概念;“物态及物 态变化”包括气体、固体、液体和液晶五个概念，气体 这部分又包括气体压强和气体体积的概念，并通过等 温变化、等压变化和等容变化引申出理想气体以及理 想气体内能的概念，固体包括晶体和非晶体，并通过 表面张力、浸润不浸润和毛细现象三个概念让学生加 深对
液体特性的理解等.
在关于热学概念大单元教学的思维导图中，就是 围绕着这个系统在“讲故事”：这个系统是由大量分子 组成的，分子间存在着相互作用的引力和斥力•，描述这 个系统的状态参量有温度、体积和压强，当系统内各个 部分的温度和压强都相同时，系统就处于热平衡状态；系统内的分子不停地在做无规则热运动，分子运动的 速率按照一定的规律分布，跟热运动相对应的一切热 现象都具有方向性；该系统内的分子具有分子动能，分 子间具有分子势能，系统内分子动能和分子势能的总 和叫内能，通过做功和热传递可以使系统的内能发生 变化；该系统可以固、液、气三种形态出现……
可以看出，本文所强调的大单元跟教材中的单元 有本质的区别.这里所说的大单元是一种学习单位，一个大单元就是一个学习事件，或一个完整的学习故 事.大单元的设计可以达到以下三个目的：一是指向 学科素养的教学的出发点不再是一个知识点或技能 点，而是起统领作用的“大”的观念、任务、问题和项 目，以此提升教师的“站位”，提升教师教学“格局”；二是有利于教师改变着眼点过小过细以致“只见树木 不见森林”、“见书不见人”的习惯做法，从关注知识技 能、习题分数转变为重视学生能力、品格和观念的培 养；三是有利于教师正确理解时间与学习的关系，确 立“以学习者为中心”的教学观念.
2热学概念大单元教学中批判性思维能力的培养策略《普通高中物理课程标准（2017年版）》将批判
性 思维列入课程目标，要求学生“具有批判性思维的意识”，“能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，
追
.40 •理科考试研究•综合版2021年1月1日
求科技创新上述大单元教学设计的实施不仅可以让 学生形成正确的物质观、运动观、能量观等物理观念，提升学生宏观—微观—宏观推理论证、模型建构等科 学思维能力，还可以培养学生的批判性思维能力.
给力时代2. 1热学概念形成过程中促进批判性思维形成的学 习模型
依据杜威的反省思维理论，批判性思维过程有两个要素-----困惑与探究W，即质疑与求证.既然批
判性思维强调的是在前概念的基础上大胆质疑提出 问题，再搜集证据分析、比较、推理或论证，判断论点 的正确性，确立该论点的内涵和外延的边界，并能够 在实际问题中综合应用，为此在实践中构建了在热学 概念大单元教学中促进批判性思维培养的“质疑一求 证一判断一综合”学习模型，如图2所示.
巧缘艳史再反思、再质疑
图2批判性思维培养的学习模型
2.2基于“质疑一求证一判断一综合”学习模型的大 单元教学策略
利用该模型，引领学生在反思中质疑，在论证中 求证，并作出理性判断，并在实践中再反思，可以有效 地提升学生批判性思维水平，并逐渐形成具有科学思 维的个人气质（或倾向）.下面以“分子热运动”一课 教学为例，谈基于“质疑一求证一判断一综合”学习模 型的大单元教学策略.
对冲机制2. 2. 1反思观点、证据与论证过程
批判性思维不是“批判”，不是“否定”，也不是 “怀疑一切”，批判性思维主张质疑，但主张的是合理 的质疑，不盲目接受现成的观点，不轻易作出判断.因 此教师要引导学生发出“是这样吗？”的疑问，并将此 作为反思的起点，引领追问证据的真实性和论证过程 的合理性.
教材中指出“从许多实验和生活现象中我们都会 发现，不同种物质能够彼此进人对方.扩散现象并不 是外界作用（例如对流、重力作用等）引起的，也不是化 学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的.”教师引导学生根据批判性思维进行质疑:“事实真 的是这样吗? ”教材设置主要是通过扩散现象和布朗运 动这两个特殊的宏观热现象得到分子做无规则热运动 的结论的，教师引导学生质疑:“人类在认识世界的历史进程中，也是这样确立分子热运动这个概念的吗?”通过这些问题，可以培养学生不迷信权威，不盲目接受 的质疑精神，如果学生能主动提出这些问题，则说明学 生初步具有了科学家的思维习惯和思维素养.
2.2.2基于问题搜集证据检验求证
批判性思维要求不仅能提出恰当的问题，还能做 出合理的论证['因此，基于问题的检验求证是批判 性思维的重要环节.教师要引导学生针对问题搜集整 合证据，还原科学探究的真实情境，通过独立思维与 合作研讨分析求证，开展基于证据的说明与论证，为 科学判断提供依据.
针对学生提出的关于扩散问题的质疑，教师可以设 置四个问题引导学生思考：一是你能出生活中哪些扩 散现象的实例？二是根据实例说明在固体、液体和气体 中都可以发生扩散现象吗？三是有哪些措施可以促进物 体间的扩散？四是扩散现象说明了什么问题？针对学生 提出的第二个疑问，教师可以设置成一个研究性学习的 小专题，让学生通过网上搜索或到图书馆查看物理学史 书籍，整理出人类对分子热运动认识的进程，有哪些科学 家对此做出了重要的贡献？在人们认识分子热运动的过 程中，扩散现象和布朗运动起到哪些作用等.通过这些问 题可以拉近物体与生活间的距离，并通过物理学史拓宽 视野，提高兴趣，促进科学精神的形成.
2.2.3作出判断并确立概念内涵外延
作出判断并不难，难的是判断得合理，而且要通 过探究深刻理解概念的内涵和外延.教师要引导学生 从多个不同的角度看问题，善于分析、表达自己的观 点并提出建设性意见，同时在小组合作学习中接受他 人的审视，最终在自主研判、合作交流、合理论证的基 础上作出合理的、准确的、深刻的判断，
故即便是作出 判断，仍需谨言慎行.
在“布朗运动”教学中，教师可以设计如下问题引 导学生思考，悬浮在液体中的固体小颗粒也是由分子 组成的，布朗运动是这些分子的热运动引起的吗？如 何排除悬浮在液体中的颗粒的运动不是其自发的生 命现象？在得到“分子热运动”概念后，教师可设问，布朗运动是分子热运动吗，它们的区别和联系是什 么？宏观运动跟微观运动的界限在哪里？温度越高，分子热运动和布朗运动都越剧烈，其本质相同吗？通 过这些问题，可以让学生加深对宏观现象与微观运动 之间区别及彼此间联系的理解，也可以有效地培养学 生批判性思维的准确性和深刻性.
2.2.4在实践中对结论进行评判
论证后得到的判断或结论是否一定正确，批判性 思维认为还需要实践的检验——
实践是检验真理的
2021年1月1日理科考试研究•综合版.41 •
唯一标准•在实践中既可以完善判断，使结论更加准 确，也可以通过特例，发现新问题，得到新结论，很多 的科学发现就是这样得到的.
在学习“分子热运动”概念时，经常会遇到两个实 际问题，一是早晨阳光从窗户射进房间，我们所看到 的光柱中灰尘颗粒的运动是布朗运动吗？二是雾霾 中PM2.5颗粒的运动是布朗运动吗？这两个问题中 的固体小颗粒都是在“空气”中运动的，如果按照布朗 运动的概念—
—悬浮在“液体”中的固体小颗粒的运 动，那就会得到这两个说法都是错误的结论.光柱中 灰尘小颗粒的运动是空气的流动引起的，只要空气不 流动，灰尘颗粒就会在重力的作用下落在地面上；正 是因为空气的流动性不佳，才容易形成雾霾，故悬浮 在雾霾中PM2. 5颗粒的运动是由空气分子频繁撞击，且撞击力不平衡所引起的，其无规则运动是布朗运 动.通过对这些实际问题的分析，既可以加深对布朗 运动本质的理解，也可以拓展对布朗运动的认识，即悬浮在空气中的固体小颗粒也可以做布朗运动.
物理学家费曼曾以卓越的批判性思维的眼光，对 我们提出忠告:“大自然整体的每一片段或部分，始终只是对完整的真理的逼近.事实上，我们知道的每件
事物都只是某种近似.因为我们知道我们至今还不知
道所有的定律，所以我们要学习一些东西，正是为了
以后再放弃它，或者，更恰当地说，再改正它.自然
定律是近似的，我们先发现‘错’的定律，然后再发现
‘对’的定律_ ”而要想提升学生批判性思维水平，让学
生逐步形成核心素养所必备的关键能力、必备品格与
价值观念，需要教师在指导学生学习时能够高屋建
瓴，提升教学设计的站位，从关注单一的知识点、课时
转变到大单元设计，改变学科知识碎片化教学的现UTC时间
状，真正实现教学设计与素养目标的有效对接.
民间中医论坛参考文献：
[1] 杨帆，徐连清，王健.批判性思维能力的培养与考查 [M].北京：高等教育出版社，2014.
[2] 董毓.批判性思维三大误解辨析[J].高等教育研究，2012,33(11 )：64 - 70,农业生产资料监督管理工作暂行规定
[3] 李金露.问题探究教学中学生批判性思维的培养[J].教学与管理，2018(33) :15 -18.
[4] 司晓敏.批判性思维在高中生物学教学中的应用[J]•生物学教学，2016, 41(03) :5-6.
(收稿日期：2020-08 -30)
高中物理学业水平考武与人教权軒教材的一致性分析—以三次山东省学业水平合格考为例
黄晨袁海泉
(苏州大学物理科学与技术学院江苏苏州215006)
摘要：本文基于韦伯模式对山东省2018年夏季、冬季、2019年夏季，共三次学北水平合格性考试与人教版2019 年版新教材知识点进行一致性研究，发现知识深度考查符合要求，知识广度、知识种类大部分符合要求，知识平衡性考 查结果不好，建议可以通过提高知识考查的综合程度和题目的背景情境提高其一致性程度.
关键词：学业水平合格性考试；人教版新教材；一致性分析
1问题提出
学业水平考试是保障教育教学质量的一项重要 考试，主要测量学生是否达到国家课程标准规定的学 业质量的要求.用于高中毕业的学业水平合格性考试 的考查内容为高中课程标准规定的必修内容，要体现 基础性和全面性，注重考查对必修课程中的基本概念 和基本规律的了解和认识情况，试题要注重围绕生产 生活或科技等设计问题情境，加强对学生运用基础知识解决简单问题能力的考查.实施学业水平考试，是 为了落实发展学生物理学科核心素养的课程目标，促 使学生认真学习每门课程，避免偏科.
山东省2020年的高考将全面实行“3 +3”模式，而2018年夏季学业水平合格性考试是本次改革以来 的第一次合格性考试，本文的三次合格性考试是本次 山东高考改革的“排头兵”，具有举足轻重的地位.教 材是课标的具体体现,2019年版新教材是依据2017
作者简介：黄晨（1995 -)，女，山东泰安人，颂士研究生，研究方向：物理学科教学.通讯作者：袁海泉（1962 -)，男，江苏南通人，硕士，副教授，研究方向：物理教学论.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议