基于大概念的大單元教學設計策略

摘" 要：以大概念為統攝開展大單元教學，是學科體系培育代替傳統碎片化知識教學，培養物理學科核心素養的有效途徑。本文以義務教育階段人教版物理八年級上冊“機械運動”內容為例，進行大單元知識整合重構、單元大概念提煉、單元整體內容結構體系建立、單元學習目標設立、單元教學活動設計和單元學生評價設計。在保持教學評一致的原則下，探索基于大概念引領的大單元教學實施策略。

關鍵詞：大概念；大單元；實施策略；教學評一致

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）中提出，要遴選重要觀念、主題內容和基礎知識，建構課程結構。［1］有別于以節為基本單位的課時教學實施策略，大單元教學著重深入剖析《課程標準》中的課程內容，將本單元分散于不同一、二、三級主題下的內容要求、學業要求和教學提示重新整合，提煉出單元大概念、單元次級大概念、單元核心概念和單元一般概念，組成單元的四級概念群，并將單元的四級概念群按照概念間的內在邏輯關系，建構形成大單元整體內容結構體系。教師根據知識內容位于大單元整體內容結構體系的地位和作用，科學地設計單元學習目標、單元教學活動和單元學生評價標準，以確保教、學、評的一致性。

大單元教學的具體實施流程包括單元內容分析、建構大概念、大單元整體設計、單元學生學習評價四個步驟（見圖1）。下面以義務教育階段人教版物理

八年級“機械運動”內容為例，探討大概念引領下的大單元教學實施策略。

1" 單元內容分析

單元內容分析是立足學科本質，依據學科《課程標準》內容主題，對單元知識進行梳理概括，得出重要概念的過程。“機械運動”一是屬于一級主題“運動和相互作用”下二級主題“多種多樣的運動形式”和“機械運動和力”，包括機械運動、速度、參照物、勻速直線運動、平均速度等學科概念；二是屬于一級主題“物質”下二級主題“物質的結構和物質世界的尺度”，包括長度、時間等概念；三是屬于一級主題“實驗探究”下二級主題“測量類學生必做實驗”，包括測量、誤差等學科概念；四是屬于一級主題“跨學科實踐”下二級主題“物理學與日常生活”和“物理學與社會發展”（見表1）。

單元知識對應課程內容主題的梳理結果表明，“機械運動”不僅僅屬于一級主題“運動和相互作用”，其中“長度和時間”屬于一級主題“物質”下的二級主題“物質的結構和物質世界的尺度”。物質主題中涉及運動，運動主題中又會涉及相互作用，運動和相互作用主題中又會滲透能量，概念課中也可能有科學探究，科學探究中也可以進行跨學科項目式學習實踐。在單元內容分析過程中，根據教材內容對分散的《課程標準》內容主題進行挖掘，能使單元知識體系更加完整、全面，從而為建構大概念整體服務。

2" 建構大概念

大概念統領下的單元教學目標要求從大概念出發，以培養學生物理學科核心素養為目的，結合《課程標準》和教材內容要求，通過學科大概念—學科核心概念—學科一般概念的概念群層級建構，確定單元整體內容結構，為大單元教學的設計指引方向。

結合“機械運動”課程內容主題，筆者對其主要內容總結并提取，得到該部分的單元大概念“物體位置隨時間變化規律”。其下又包括“時空觀”“測量”“機械運動”和“速度”四個次級大概念，其整體認知結構如表2所示。

筆者在梳理概念群層級的過程中，將長度、時間、單位、參照物、勻速直線運動和變速直線運動納入了單元核心概念，將刻度尺、停表、誤差、錯誤、相對、s-t/v-t圖像和平均速度納入了單元一般概念。

3" 大單元整體設計

單元整體內容結構是以單元大概念、單元次級大概念間的邏輯關系為主體，將單元核心概念、單元一般概念依據概念群層級間的內在聯系展開而建構形成的。以“機械運動”大單元為例，其單元整體內容結構如圖2所示。

3.1" 單元學習目標設計

以單元大概念和單元次級大概念為主線，依據概念群層級間的邏輯關系來明確單元學習目標。以“機械運動”大單元為例，確定單元學習目標（見表3）。

3.2" 單元教學活動設計

單元教學活動設計應依據知識體系與學生學情，根據大概念整體認知結構與學生核心素養發展的需要，組織教學大活動，最后結合學校實際情況和課時安排，將大活動合理分配至各課時形成系列學習活動。在“機械運動”大單元中，筆者選擇以學校即將舉行的秋季田徑運動會作為單元大活動真實情境。

3.2.1" 基于真實情境建構大概念，形成物理觀念。

物理觀念是物理概念和規律等在學生頭腦中的提煉與升華，是主體對客觀事物進行信息加工后的結果。大概念教學要厘定概念本質屬性和延展概念之間的關聯，讓學習者從更上位的視域、更寬泛的視角認識問題，形成物理觀念。學生對客觀現象的認知，除了與內部經驗和外部信息的數量、種類有關外，還與將內部經驗和外部信息進行連接的能力有關。與之相對應的，大概念從基本概念、規律出發，通過對內部經驗的概括重構，進行結構化的關聯，形成了一般概念—核心概念—大概念的認知體系，這能幫助學生生成更高階的認知觀念。由此可見，大概念對學生認知的層次與觀念的形成有著積極的作用。單元大概念的建構需要依靠科學論證、科學推理等科學思維方法和實驗探究、小組討論等科學探究手段。在此以“運動的快慢”中建立速度概念的教學為例進行說明（見圖3）。

首先，基于秋季田徑運動會創設真實情境，教師展示學生在學校運動會班級選拔賽中的百米賽跑視頻。視頻播放至中間時段，教師提出問題：“哪位學生跑得最快？”接著追問：“你的判斷依據是什么？”教師啟發并引導學生從只比較路程的思考方式轉變為相同時間內比較路程。教師繼續播放比賽視頻，提出問題：“哪位學生獲得第一名？你的判斷依據又是什么？”學生通過遷移前面問題的解決過程，能夠說出路程相同比較時間的方法。在肯定學生們的表現之后，老師讓學生們嘗試用多種方法選出地表最快王者：比較3s內跑了100m陸地最快動物獵豹和5s內飛行了250m空中最快動物尖尾雨燕的快慢。學生們經過思考后，教師適時組織小組討論。經激烈討論后，學生們分享了多種方法。對學生們的表現贊嘆之余，教師引導學生從方法的普遍性角度評估這幾種方法。學生經思考后一致認為相同路程比較時間或者相同時間比較路程的方法更具普遍性。教師肯定了學生的方案，繼續引導評估這兩種比較快慢的方法，哪一種更符合人們的認知習慣。學生獨立思考并經過小組討論后，一致認同用相同時間比較路程的方法更加符合人的認知習慣。教師引導學生，既然直接比較路程或比較時間無法直接比較物體運動的快慢，所以物理學中，把單位時間內通過的路程的多少定義為速度，速度越大，表示物體運動越快。獵豹的速度約為33m/s，尖尾雨燕的速度為50m/s，因此，尖尾雨燕的速度更快。

學生在生活中經常接觸速度這一概念，對速度并不陌生，但對速度概念的嚴謹比值定義過程不甚了解。本設計由學生熟悉的真實生活情境遷移至較為陌生但接近的真實情境，抽象出開放的物理問題模型，引導學生經過獨立思考、相互討論和交流生成多種方法，再經過評估篩選出最具普遍性和符合認知的比值法。學生親身參與和經歷建構新概念的完整過程后，會更加深刻地理解比值定義法，這培養了學生的模型建構（抽象、簡化、提煉關鍵要素）能力，為后續諸如密度等概念的建立打下堅實的基礎。

3.2.2" 基于真實情境創設真實問題，落實實驗探究

大概念是對學科知識本質的濃縮和提煉，具備極高的遷移性。但是，大概念又具有極高的抽象性。與一般概念和規律的學習不同，大概念對學生學科學習的作用較為隱性，教師需要通過創設真實問題情境，才能有效呈現大概念的遷移性，從而促使學生深入理解大概念，并應用大概念解決實際問題，進而提升學生的核心素養。［2］

在“速度的測量”一節中，教師以獲得男子100米第一名和第二名的兩位選手的賽后復盤作為導入。在觀看比賽錄像后，兩位選手分享自己比賽中前后半程體能分配、沖刺時機的經驗。教師引導學生們探究兩位選手的前后半程速度大小，幫選手找到提升比賽成績的方法策略。學生們基于真實情境抽象建構物理模型，遷移應用平均速度知識設計實驗方案，通過小組內部討論確定組內最佳方案。最后在體育課上，學生以小組為單位，

在體育老師和物理老師的指導下，開展實驗探究并完成小組實驗報告。在第二課時環節一，由各學習小組組長分享展示本組的人員任務分工、實驗報告及方案評估；在環節二進行組間交流評估，學生對其他小組的實驗方案進行分析和評估并提出改進建議，最后評選出最佳實驗方案。

4" 單元學生學習評價設計

表現性評價是對學生學習表現的評價。大量的證據表明，表現性評價更適合檢測高水平的、復雜的思維能力，且更有可能促進這些能力的獲得；同時能支持更具診斷性的教學實踐，促進課程與教學［3］，因此，教師設計大概念引領下的大單元整體學習評價時，需要在表現性評價和終結性評價兩方面做出更多創新實踐。

4.1" 指向核心素養的表現性評價設計

在“機械運動”一章中，筆者設計了如下的表現性任務——“車水馬龍”。要求學生創作一本圖文并茂的交通安全研究報告，向身邊的人介紹交通安全的重要性，為矯正汽車駕駛員、電動車駕駛員、自行車騎乘人員和行人的不良交通行為習慣出謀劃策。

學生通過舉例交通出行中的超車、過馬路等情境，形成運動的物理觀念；通過利用速度公式計算并解釋超車、過馬路時存在的安全問題，形成對不同觀點質疑并予以檢驗和修正的科學思維；通過借助汽車速度表、導航軟件、運動軟件分別對汽車、電動車、自行車、跑步、步行的出行方式進行平均速度的測量，進而完成實驗報告，并提出對應的交通安全建議，養成對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的習慣；通過寫調研報告等形式，給不同人群的交通安全行為提供指導，養成良好的社會責任意識。

4.2" 指向核心素養的終結性評價設計

在“機械運動”一章中，筆者設計了如下的終結性任務——“游山玩水”。要求學生為即將開始的國慶假期制作一份三天的旅行攻略，包括交通工具及路線選擇和景點游覽計劃。學生需要給家長寫一份論證報告，解釋為什么要采納他的計劃（對比不同交通工具通過路線的時間、費用，不同時間游覽景點擁堵情況等），并且要為其他不同年齡段、性別的家庭成員至少修改一次計劃。

學生通過對比不同旅行路線，形成時空和運動兩種物理觀念；通過利用速度公式計算不同交通工具及路線的距離和時間修改旅行計劃，形成對不同觀點質疑并予以檢驗和修正的科學思維；通過查閱資料等形式，了解我國道路交通基礎建設和高速鐵路發展變化，體會物理學對人類生活和社會發展的影響，為中華民族的科技成就感到自豪，逐步樹立實現中華民族偉大復興的責任感與使命感。

5" 結束語

大單元教學過程始終將大概念作為科學推理、科學探究的主線來推進現象的解釋和問題的解決。由此可以看出，大概念的應用和創造是內化于師生對話中的，并不需要反復提及。這恰恰反映了大概念是對物理觀念和科學思維的深度應用，具有極高的抽象性和遷移性。在基于真實情境進行抽象概括的過程中，將內隱于知識的大概念運用到問題解決、方案評估改進的高階思維進階中，是對大概念的強化和創造。可見分析真實情境的問題對學生核心素養的培養與大概念的形成有著重要作用。學生需經歷規律總結或應用、科學推理、科學論證等過程，在得到結果后，還應對結果的可信度與真實性進行驗證，這有助于培養學生質疑創新的能力，提高學生解決實際問題的能力。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022：4.

［2］周玲，楊靜.基于大概念，提升單元整合實效性［J］.四川教育，2021（Z2）：41-43，49.

［3］鐘啟泉.基于核心素養的課程發展：挑戰與課題 ［J］.全球教育展望，2016，45（1）：3-25.