以大概念為核心的物理單元教學

趙梅

摘要：大概念為整合性（單元）教學提供了一種新的理念和方法。教學教科版初中物理八年級下冊第九章《壓強》時，“確定大概念”階段：梳理單元內容，論證大概念的合理性;“外顯大概念”階段：表征大概念，具體化學習目標;“活化大概念”階段：依據大概念設計核心問題并細化為問題群;“建構大概念”階段：聚焦大概念設計學習活動;“評價大概念”階段：立足四個維度評估大概念的建構情況。

關鍵詞：大概念;單元教學;《壓強》;初中物理

學生的全面發展，核心素養的培育，都有賴于一種更具整合性的教學樣態。因此，對單元教學、項目化學習等的研究方興未艾。而單元教學一般需要一個有力的抓手來串聯課時教學。對此，不少專家、學者和一線教育工作者都將目光投向了大概念。四川師范大學李松林教授指出，可以大概念為核心進行單元（整合性）教學，進而，他提出了“確定大概念—外顯大概念—活化大概念—建構大概念—評價大概念”的中介者（課程知識向核心素養轉化的中介）模式李松林.以大概念為核心的整合性教學[J].課程·教材·教法，2020（10）：60。。如何將這一模式運用于初中物理教學？下面以教科版初中物理八年級下冊第九章《壓強》教學為例，闡述具體的實踐探索。

一、“確定大概念”階段：梳理單元內容，論證大概念的合理性

大概念是整個單元教學的核心，鏈接了單元的所有教學內容，所有的核心問題、子問題群都依托大概念來設計。“確定大概念”階段，我們要通過深入研讀課標和教材，梳理單元教學內容，整理出概念規律間的結構關系，明確教學主線。

課標對“壓強”的內容要求為：“通過實驗，理解壓強。知道日常生活中增大和減小壓強的方法。”“通過實驗，探究并了解液體壓強與哪些因素有關。知道大氣壓強及其與人類生活的關系。了解流體的壓強與流速的關系及其在生活中的應用。”中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012：17。

教科版初中物理教材中，“壓強”的編排思路為：壓強→液體的壓強（壓強的另一種形式，承接壓強和大氣壓強兩節）→連通器（液體壓強在生活中的應用）→大氣壓強（壓強的又一種形式）。

通過對課標和教材內容的分析，我們可以發現，整個單元概念內核為：理解壓強的定義是壓力與受力面積的比值;壓強概念的得出可以類比速度概念的建立過程，體會到類比法在物理學習中的應用;在理解壓強概念的基礎上，理解液體壓強和大氣壓強是壓強的另外兩種形式。據此，我們將壓強（描述壓力作用效果的物理量）以及壓強概念建立過程中運用的類比法作為本單元的大概念是合理的。

二、“外顯大概念”階段：表征大概念，具體化學習目標

“外顯大概念”階段，就是對大概念進行表征和描述，其實質是將核心目標（核心素養）具體化為預期可見的學習目標③李松林.以大概念為核心的整合性教學[J].課程·教材·教法，2020（10）：60，60。，以學生具體的學習行為去判斷學生是否掌握理解了大概念。

依據課標，對“壓強”進行表征和描述，確立本單元的學習目標：（1）通過實驗，理解影響壓力作用效果的因素，類比速度概念建立壓強概念;（2）了解液體壓強和大氣壓強是壓強的另外兩種形式，知道液體壓強的影響因素;（3）知道壓強在生活中的應用。

三、“活化大概念”階段：依據大概念設計核心問題并細化為問題群

“活化大概念”階段，需要將大概念轉化成高質量的問題，以引導學生在問題解決中學習。其基本操作方法是根據大概念設計核心問題，并細化設計子問題群。③

根據根據確定的大概念，本單元的核心問題為：如何描述壓力的作用效果？并進一步細化得到子問題群：

（1）影響壓力作用效果的因素有哪些？

（2）如何描述壓力的作用效果？壓強概念建立的過程與速度有什么相似之處？

（3）固體有壓強，那么液體有壓強嗎？液體壓強大小與哪些因素有關？

（4）你能用壓強定義式推導出液體壓強大小的計算公式嗎？

（5）液體壓強在生產生活中有哪些運用？

（6）大氣與液體一樣具有重力和流動性，那么大氣有壓強嗎？大氣壓強在生活中有哪些應用？

（7）從托里拆利實驗我們可知，托起水銀柱的是大氣壓強，你能根據這一事實依據和液體壓強公式計算出大氣壓強的大小嗎？

四、“建構大概念”階段：聚焦大概念設計學習活動

單元整合性教學仍然要通過具體的課時教學來實現，而根據大概念設計出的核心問題和子問題群就可以在宏觀上把控整個單元教學，同時，在大方向上調節微觀的課時設計，確保學生在學習后能夠建構出結構化的知識網絡。“建構大概念”階段，為了解決提出的核心問題和子問題群，必須聚焦大概念進行學習活動的設計。

“壓強”教學，針對子問題（1），設計“探究壓力作用效果的因素”的活動。具體包括：（1）激趣生疑，提出問題。沙灘上，父子走過留下兩串深淺不一的腳印，說明二者對沙灘的壓力作用效果是不同的，那么，壓力作用效果和哪些因素有關呢？（2）提出猜想，實驗驗證。（3）歸納概括，得出結論。

針對子問題（2），設計“自主建構壓強概念”和“舉例說明如何增大和減小壓強”的活動。前者具體包括：利用問題“壓力相同時，受力面積越小，壓力作用效果越明顯;受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯。當壓力大小和受力面積都不同時，如何比較壓力作用效果”，引發學生思考壓強概念建立過程與速度概念建立過程的相同之處（以速度概念的建立過程類比思考）。后者具體包括：通過展示實物或者圖片，學生觀察并判斷生活中的設施或方法是增大還是減小壓強，總結出增大和減小壓強的方法。

針對子問題（3），設計“探究液體壓強的影響因素”的活動。具體包括：（1）激趣生疑，提出問題。大壩為什么修得上窄下寬呢？潛水員潛水時為什么要穿潛水服呢？深海魚類被捕撈上岸后常會爆體而亡，這是為什么呢？（2）從這些現象可以猜想，液體存在壓強，那么，液體壓強大小和哪些因素有關呢？（3）提出猜想，實驗驗證。（4）歸納概括，得出結論。

針對子問題（4），設計“液體壓強公式推導”的活動，引導學生利用上節課學習過的“假想液片法”和壓強定義式推導出液體壓強公式。

針對子問題（5），設計“認識連通器”的活動。通過演示實驗認識連通器的工作特點后，引導學生用“假想液片法”和液體壓強公式說明，為什么連通器中同種液體不流動時，各容器液面相平;再分組討論交流連通器在生活中的應用。

針對子問題（6），設計“說說大氣壓強在生活中的應用”的活動。具體包括：（1）類比液體壓強認識大氣壓強的存在;（2）舉一些生活中能夠說明大氣壓強存在的例子;（3）能夠利用大氣壓強知識自制簡易氣壓計。

針對子問題（7），設計“計算大氣壓強的大小”的活動。具體為：讓學生觀察和分析托里拆利實驗現象，認識到正是大氣壓強支撐著玻璃管中的水銀柱;嘗試用液體壓強公式計算出大氣壓強的大小。

五、“評價大概念”階段：立足四個維度評估大概念的建構情況

“評價大概念”階段，主要是為了檢驗學生是否完成了學習目標（大概念的建構）。對此，我們可以通過“知道什么”“理解什么”“能做什么”“想做什么”四個維度去評估學生的學習效果。李松林.以大概念為核心的整合性教學[J].課程·教材·教法，2020（10）：60。

“知道什么”維度的評價內容和方法為：評估學生所舉生活實例;實驗報告（現象描述準確、實驗步驟準確、收集數據準確、概括結論正確）;大氣壓強計算過程準確。

“理解什么”維度的評價內容和方法為：實驗報告中，現象描述準確、實驗步驟準確、收集數據準確、概括結論正確;檢查公式推導過程準確。

“能做什么”維度的評價內容和方法為：完成家庭實驗“自制簡易氣壓計”，能夠用它在電梯升降過程中探究大氣壓強和海拔高度的關系。

“想做什么”維度的評價內容和方法為：能夠舉例說出壓強在生活中的應用實例;熟練掌握類比這一科學方法，在以后的學習中能夠類比速度概念、壓強概念的建立過程，自主建立通過比值定義法定義的一些類似概念。

需要說明的是，這些評價方法只針對學生的課堂行為以及課堂留置的延伸性實驗探究成果的評估，不涉及對課后作業、考試等檢測方式的評價。

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