核心素养导向下物理大单元 教学与TPACK的深度融合实践

引言

随着新课改的推进，核心素养成为了物理教学的核心导向，要求教学从“知识传授”转向“能力素养培养”。传统的物理教学存在知识点碎片化、技术应用浅层化等问题，无法培养素养。物理大单元教学从整体化角度来整合教学内容，而TPACK则是把技术同教学结合在一起的理论框架。二者融合可实现“内容整合”与“技术赋能”的融合，破解当前教学困局，在推动物理教学高质量发展中意义重大。

一、核心概念界定与逻辑关联

物理核心素养、物理大单元教学与TPACK三者各有内涵，却又存在着密切的逻辑关系。物理核心素养包含“物理观念”“科学思维”“科学探究与创新”“科学态度与责任”四大维度是教学根本目标；物理大单元教学以核心素养为导向，整合知识与目标，“教—学—评”一体化；TPACK是学科内容+教学法+技术知识三者融合而成的技术赋能教学的知识框架。三者之中，核心素养为“目标导向”，引导内容选择与TPACK应用；大单元教学是“载体”，给予教学场景；TPACK充当“技术支撑”，助推素养达成，一同形成物理教学改革的核心架构。

二、核心素养导向下物理大单元教学与TPACK的融合路径

（一）基于核心素养的大单元目标重构

以物理核心素养为统领，联系课程标准与学生认知水平，重构大单元教学目标。第一，确定单元所承载的核心素养维度，比如“电磁感应”单元对应的是“物理观念（电磁相互作用）”“科学思维（推理与论证）”“科学探究与创新（实验设计与分析）”；第二，将核心素养目标拆解成知识目标、能力目标和品格目标，构建起“核心素养—单元目标—课时目标”的三级目标体系，给TPACK的嵌入提供方向。

（二）依托TPACK的大单元内容整合

基于基于TPACK框架，对大单元教学内容进行整合。从CK维度上理清单元的知识脉络，突破章节的限制，形成“现象—规律—应用”的知识结构；从PK维度上结合学生的认知过程，形成“情境导入—探究建构—迁移应用”的流程；从TK维维度上筛选适合的教学技术，利用PhET仿真实验模拟电磁感应现象、使用思维导图梳理知识逻辑、运用在线协作开展小组探究等实现“知识—方法—技术”的融合，使教学更具有系统性、实践性。

（三）技术赋能的大单元教学实施

在教学实施环节，以TPACK为载体，推动技术与教学的深度融合。在“情境导入”阶段，借助多媒体呈现电磁感应用于生活中的例子，如无线充电，磁悬浮列车，激发学生的探究兴趣，在“探究建构”阶段，使用PhET仿真实验让其自己去改变磁场强度，导体运动方向等变量，来观察感应电流的变化，培养学生科学探究的能力；在“迁移应用”阶段，借助在线测评平台发布分层任务，并且能够实时地看到学生们的学习情况，老师可以根据这个数据去调整教学的策略，从而做到精准教学，帮助核心素养一步步地落地。

（四）素养导向的大单元评价创新

创建以核心素养为根基的评价体系，凭借TPACK改善评价方法。从评价内容方面，兼顾知识掌握与素养发展，并不单纯考查学生的知识掌握程度，而更加重视学生科学思维、探究能力的培养；从评价方式上看，融合使用实验数据采集系统来记录学生实验过程，采用线上档案袋收集学生探究报告及创新设计，开展过程评价与终结评价相结合的方式；从评价主体制上来看，融合运用学生自评、互评、教师评价的形式，借助在线协作平台进行即时化的评价反馈和互动交流，全面、客观地评价融合教学成效。

三、融合实践案例：以高中物理“电磁感应”单元为例

（一）单元目标重构

围绕“电磁感应”单元，确定核心素养目标：一是形成“电磁相互作用”的物理观念；二是提高“基于证据进行推理与论证”的科学思维；三是发展“设计并分析电磁感应实验”的科学探究能力；四是树立“科学技术服务社会”的科学态度。将其拆解为课时目标，第一课时“电磁感应现象的发现”，关注现象认知和科学态度培育，第二课时“楞次定律”，重视科学思维和探究能力发展。

（二）TPACK支撑的内容整合与教学实施

在CK层面整合“电磁感应现象-楞次定律-法拉第电磁感应定律-实际应用”的知识链，在PK层面设计“历史重现-实验探究-规律总结-应用拓展”的教学过程，在TK层面采用多种技术工具，通过VR技术虚拟还原法拉第发现电磁感应的实验情景，让学生通过PhET仿真实验自主探究感应电流产生条件；利用Excel软件处理实验数据推导出法拉第电磁感应定律，开展在线论坛组织学生探讨电磁感应在新能源方面的应用。

（三）融合教学效果评估

经由多种评价发现，此种融合模式确实改进了教学成果，从过程性评价来看，学生在仿真实验中探究的积极性明显提升，实验报告的逻辑性和创新性得到明显加强；从终结性评价看，学生对于电磁感应规律的掌握正确率上升23%，利用规律解决实际问题的能力增长18%；从素养发展方面来讲，85%的学生能够清楚讲述电磁相互作用观念，78%的学生拥有设计简单电磁实验的能力，这表明融合模式对核心素养培育起着推动效果。

四、结论

核心素养导向下物理大单元教学与TPACK的深度融合，是破解目前物理教学困境、落实素养育人目标的有效途径。通过“目标重构—内容整合—教学实施—评价创新”的融合路径，结合具体的教学案例的实践，证实该模式可以有效的提高学生物理核心素养和教师的教学能力。未来要提升教师TPACK能力培养，改善技术工具与教学的匹配状况，探寻跨学科大单元教学与TPACK相融合的形式，促使物理教学迈向更高质量发展的阶段，给学生核心素养的全面培育给予更强有力的支持。

参考文献

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