大概念統(tǒng)攝下的物理單元整體教學(xué)

摘" " 要：大科學(xué)觀的發(fā)展呼吁整合意識(shí)的回歸，學(xué)生核心素養(yǎng)和橫貫?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)亦需整合觀念的落實(shí)。大概念為整合教學(xué)提供了具體邏輯載體和方法論基礎(chǔ)，利用其高視域、大格局、深層次價(jià)值統(tǒng)攝高中物理“靜電場(chǎng)”單元整體教學(xué)，構(gòu)建符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系，開(kāi)展教學(xué)評(píng)一體化的單元教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到靜電場(chǎng)知識(shí)的有效教學(xué)。

關(guān)鍵詞：大概念；單元整體教學(xué)；結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系；有效教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " 文章編號(hào)：1003-6148（2024）2-0006-6

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出“進(jìn)一步精選學(xué)科內(nèi)容，重視以大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)?！保?］凸顯出大概念在課程教學(xué)中的核心地位，“大”體現(xiàn)在大結(jié)構(gòu)、大視域、大情境的建構(gòu)，以大結(jié)構(gòu)審視教學(xué)內(nèi)容，以大視域確立教學(xué)目標(biāo)，以大情境組織具體教學(xué)活動(dòng)，逐步建立完備、和諧的物理圖景。

“靜電場(chǎng)”處于承接“力學(xué)”、通達(dá)“電磁學(xué)”的重要位置，本單元概念眾多且概念間盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，運(yùn)用大概念統(tǒng)攝“靜電場(chǎng)”單元教學(xué)，有利于學(xué)生對(duì)“場(chǎng)”的深層次理解和高視閾認(rèn)知框架的建構(gòu)，提升學(xué)生的物理觀念和科學(xué)思維，彰顯物理學(xué)科的育人價(jià)值和學(xué)生全面發(fā)展的教育理念。

1" " 大概念的內(nèi)涵與價(jià)值

大概念并非具體知識(shí)概念，是指隱藏在具體知識(shí)背后的更加實(shí)質(zhì)、更為核心、更高層次的思想總括，是高度抽象概括出的具有普適性、兼?zhèn)湔J(rèn)知框架、能長(zhǎng)久保持并廣泛遷移的本質(zhì)概念［3］。大概念位于學(xué)科的核心地位，統(tǒng)攝碎片化知識(shí)且將教學(xué)內(nèi)容按邏輯脈絡(luò)組織成符合學(xué)習(xí)進(jìn)階層級(jí)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)素材，極大程度地降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，拓寬學(xué)生的思維廣度與探究意識(shí)深度。

大概念是兼?zhèn)湔J(rèn)識(shí)論、方法論、意義論的高階活性觀念［4］。如圖 1所示，從認(rèn)識(shí)論的角度，既可自下而上從大量具體經(jīng)驗(yàn)中逐層凝練出相對(duì)抽象的知識(shí)概念，又可自上而下統(tǒng)攝眾多孤立零散的知識(shí)點(diǎn)，以高視角組建系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；從方法論的角度，具備構(gòu)建認(rèn)知框架的功能，更符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和學(xué)科內(nèi)在邏輯，其蘊(yùn)含的方法與思想可形成解決實(shí)際問(wèn)題的大線索，成為探究事物本質(zhì)的關(guān)鍵工具；從意義論的角度，大概念能夠廣泛遷移，聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，靈活規(guī)劃各環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解和持久記憶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

2" " 大概念統(tǒng)攝下的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)流程

圍繞大概念設(shè)計(jì)物理單元教學(xué)流程，如圖2所示。以大概念的認(rèn)知觀縱橫整合教學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，從教材、學(xué)生等多維度系統(tǒng)分析學(xué)情，根據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)制訂單元教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置問(wèn)題情境規(guī)劃具體教學(xué)活動(dòng)，利用多元化評(píng)價(jià)量表等評(píng)價(jià)手段貫徹教學(xué)評(píng)一體化的教學(xué)理念。

2.1" " 整合教學(xué)內(nèi)容

2.1.1" " 物理觀念橫向剖析單元教學(xué)內(nèi)容

物理觀念是核心素養(yǎng)的重要組成部分，以物理觀念橫向剖析單元教學(xué)內(nèi)容，可以增進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科特征和本質(zhì)規(guī)律的認(rèn)知。如圖3所示，以學(xué)科觀念角度重建“靜電場(chǎng)”知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生宏觀思維并逐步構(gòu)建科學(xué)世界觀，促使知識(shí)向關(guān)鍵能力有效轉(zhuǎn)化，切實(shí)、全面地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.1.2" " 學(xué)習(xí)進(jìn)階縱向解構(gòu)單元內(nèi)容層級(jí)

以進(jìn)階理論為工具剖析單元知識(shí)，貫徹循序漸進(jìn)的教學(xué)原則，逐級(jí)構(gòu)建符合學(xué)生認(rèn)知水平的知識(shí)學(xué)習(xí)層級(jí)。如圖4所示，將“靜電場(chǎng)”單元知識(shí)按知識(shí)內(nèi)在邏輯從場(chǎng)—場(chǎng)強(qiáng)—力—功—能—綜合的內(nèi)容逐層進(jìn)階，按思維發(fā)展規(guī)律從現(xiàn)象到本質(zhì)、定性到定量、認(rèn)識(shí)到應(yīng)用的形式依次升級(jí)。

2.1.3" " 關(guān)鍵線索串聯(lián)立體知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

利用關(guān)鍵線索構(gòu)建整個(gè)單元的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，以點(diǎn)引線、以線帶面，體現(xiàn)知識(shí)背后更為本質(zhì)的認(rèn)知邏輯，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層次理解與實(shí)際運(yùn)用。如圖5所示，電場(chǎng)線形象直觀，與眾多知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系密切，以“電場(chǎng)線”為大線索串聯(lián)“靜電場(chǎng)”中的重要概念，以其為知識(shí)脈絡(luò)貫穿“靜電場(chǎng)”單元教學(xué)始終，使學(xué)生頭腦中形成“靜電場(chǎng)”的整體認(rèn)知圖景和清晰完整的邏輯鏈條。

2.2" " 系統(tǒng)分析學(xué)情

分析該階段學(xué)習(xí)主體的原有認(rèn)知基礎(chǔ)、元認(rèn)知水平及預(yù)期的學(xué)習(xí)困難等，為教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定打好基礎(chǔ)，減少教學(xué)的盲目性，從而對(duì)教學(xué)活動(dòng)有更高層級(jí)的把握，達(dá)到課堂效率的有效提升。

原認(rèn)知基礎(chǔ)：初中階段學(xué)生已具備電場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)，如對(duì)電荷、電流等基礎(chǔ)概念比較熟悉，但對(duì)其微觀認(rèn)知方式缺乏了解；高一學(xué)年階段學(xué)生初步建立了實(shí)物物質(zhì)觀、相互作用與運(yùn)動(dòng)觀、能量觀，如對(duì)重力場(chǎng)中“重力勢(shì)、重力勢(shì)能、重力做功特點(diǎn)”等概念的認(rèn)知可類比遷移到電場(chǎng)中。

元認(rèn)知水平：學(xué)生的心理狀態(tài)趨于成熟，抽象思維水平和模型建構(gòu)能力有較大提升，具備一定的邏輯推理和科學(xué)探究能力，解決實(shí)際問(wèn)題的方式由“經(jīng)驗(yàn)型”向“理論型”過(guò)渡；擁有獨(dú)立思考的意識(shí)和合作交流的本領(lǐng)，能主動(dòng)組建學(xué)習(xí)共同體，實(shí)現(xiàn)個(gè)體特質(zhì)和集體意識(shí)的同步發(fā)展。

學(xué)習(xí)困難：“靜電場(chǎng)”是學(xué)生高中階段首次正面接觸到的“場(chǎng)”的概念，無(wú)法直接用感官認(rèn)知“場(chǎng)”的屬性，需要較高的空間想象力；本單元概念眾多且抽象程度高，學(xué)生的思維深度較淺，更多地停留于表象認(rèn)知，對(duì)機(jī)理的深入理解缺乏耐心；概念間相似度高且關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，學(xué)生的探究方式單一，缺乏整體縱橫意識(shí)和自主組建知識(shí)脈絡(luò)的能力，難以建立完備的靜電場(chǎng)認(rèn)知圖景。

2.3" " 依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是一切教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，根據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)制訂切實(shí)可行的教學(xué)目標(biāo)，有利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落實(shí)，最大限度地激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，便于教學(xué)效果的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。如表1所示，結(jié)合物理課程標(biāo)準(zhǔn)育人理念和學(xué)情分析設(shè)計(jì)“靜電場(chǎng)”的單元教學(xué)目標(biāo)。

2.4" " 依據(jù)大思路解構(gòu)單元教學(xué)活動(dòng)

以大概念的高視角統(tǒng)籌知識(shí)點(diǎn)，確定單元主題，篩選并逐級(jí)解構(gòu)單元大概念。根據(jù)眾多子概念制訂大任務(wù)并創(chuàng)設(shè)物理情境，采用問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，由追問(wèn)引發(fā)思維的深度加工。如表2所示，將“靜電場(chǎng)”單元教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)具化，使學(xué)生在解決系列問(wèn)題的過(guò)程中逐步完善單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成解決復(fù)雜問(wèn)題的大思路。

2.5" " 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量表

運(yùn)用大概念統(tǒng)攝單元整體教學(xué)，發(fā)揮評(píng)價(jià)在教學(xué)中的導(dǎo)向作用，有效落實(shí)教學(xué)評(píng)一體化。改變唯分?jǐn)?shù)的評(píng)價(jià)觀，重視過(guò)程性評(píng)價(jià)和發(fā)展性評(píng)價(jià)，采用主體多元、方法多樣的評(píng)價(jià)方式，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、及時(shí)反饋評(píng)價(jià)結(jié)果，將真實(shí)且連續(xù)的評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程［5-6］。單元教學(xué)前師生共同設(shè)置評(píng)估要素及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使教學(xué)活動(dòng)有的放矢。以表現(xiàn)性任務(wù)為例設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量表（表3）。

3" " 結(jié)" 語(yǔ)

運(yùn)用大概念統(tǒng)攝單元整體教學(xué)符合未來(lái)教育的發(fā)展趨勢(shì)，有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的落實(shí)和元認(rèn)知水平的提升，學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化也為有效教學(xué)提供了具體的實(shí)踐基礎(chǔ)和方法論體系，貫徹了物理學(xué)科的基本理念，滿足學(xué)生終身發(fā)展和未來(lái)學(xué)習(xí)型社會(huì)建構(gòu)的需求。

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國(guó)教育部. 普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］廖伯琴.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）要點(diǎn)解讀［J］.物理教學(xué)，2020，42（2）：2-5.

［3］張玉峰.以大概念、大思路、大情境和大問(wèn)題統(tǒng)領(lǐng)物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)［J］.中學(xué)物理，2020，38（5）：2-7.

［4］李松林.以大概念為核心的整合性教學(xué)［J］.課程·教材·教法，2020，40（10）：56-61.

［5］關(guān)菲，管彤彤，彭朝陽(yáng).指向深度學(xué)習(xí)的物理單元教學(xué)模式——以“磁場(chǎng)”為例［J］.物理教學(xué)探討，2023，41（9）：33-38.

［6］魏國(guó)強(qiáng)，程惠敏，張成欣.高中物理生態(tài)課堂學(xué)生課堂表現(xiàn)觀察指標(biāo)體系的建構(gòu)［J］.物理教師，2019，40（8）：2-3，9.

（欄目編輯" " 趙保鋼）

收稿日期：2023-09-21

作者簡(jiǎn)介：關(guān)菲（1995-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槲锢韺W(xué)科教學(xué)。

*通信作者：彭朝陽(yáng)（1971-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槲锢碚n程教學(xué)和天體物理。