“雙減”政策下初中物理大概念教學的實踐研究

摘 要：本文簡述了學科大概念的內涵與特征。文中教學設計以“賞析過山車”主題為引領，將力與運動單元知識融入情境之中。基于該教學設計，教師能夠引導學生從情境中解析出大概念、并進行系統的結構化重構。文章闡述了基于主題生活情境的大概念教學路徑及其啟示。

關鍵詞：大概念教學；核心素養；實踐研究

《義務教育物理課程標準（2022年版）》指出：教師制訂教學目標時，要把握內容的結構性，并考慮學生的差異性。教師應領會物理學科邏輯，既要明確各部分內容在物理學科體系中的地位、價值和彼此間的聯系，又要了解相關知識內容的發展脈絡，防止教學碎片化、孤立化，努力讓學生的學習內容結構化、系統化。^［1］可見，促進知識結構化、系統化的大概念教學是發展學科核心素養的重要途徑。基于此，一線教師開展大概念教學的校本化實踐研究已成為必然趨勢。

1 大概念的概述

1.1 內涵

近年來，國內學者持續關注大概念，不同的研究者從教材內容、建構過程、價值等方面給出了不同維度的定義。王強、李松林將多種定義進行整合并降維闡釋，指出學科大概念是在學科中位于更高層次、居于中心地位和處于鮮活樣態的概念或觀念，有常理性、學理性、哲理性三種表現類型。^［2］

1.2 特征

筆者認為，不同學科中的大概念特征各有不同。本文所指的大概念是物理學科的單元大概念（學理型大概念），其主要特征包括“高屋建瓴”的統攝性、“一針見血”的中心性和“觸類旁通”的遷移性。

2 大概念建構的價值與路徑

復習課一直被教師認為是最難上的課型之一，其目標在于幫助學生溫故而知新，讓學生在熟悉的內容中

形成新的見解，形成全新的思維方式。倘若復習課設計得不好，一味老生常談，教學過程就會面臨“炒冷飯”的尷尬。如果教師基于大概念模型^［3］（見圖1），創設生動且貫穿課堂的主題生活情境，并進行巧妙的螺旋上升式大概念教學（見圖2），原本乏味的復習課將因此變得生動且鮮活，其不僅能呈現情理之中的“風景”，還會帶來意料之外的“收獲”。本文以蘇科版“力與運動”單元教學為例，探討大概念教學的實施過程。

3 大概念的教學設計

3.1 初識大概念

3.1.1 伏筆

知識恰似鹽，而情境如湯，兩者密不可分。在課堂教學中，教師將知識巧妙地融入接地氣的過山車情境，并貫穿整個教學過程，能夠讓學生始終沉浸在情境中、潛移默化地參與深度學習，從而幫助學生真正將知識吸收并內化。

【教學情境一】

師：今天我們物理課堂“不聊”學習，聊聊外出游玩時候的趣事。

生：好耶！

師：許多同學都去過游樂場，你們印象最深的游樂項目是什么？

生：過山車（回答的人數最多）、大擺錘、跳樓機、海盜船等。

師：今天我們就一起來聊聊大家在乘坐過山車時的趣事，看看大家能不能“玩轉”過山車。

興趣是學生變被動學習為主動學習的關鍵所在，也是沉浸式學習的“啟動密碼”。教師若能找到學生的興趣點，吸引他們從始至終專注于情境之中，便能帶他們進入沉浸式學習的狀態。教師讓學生聊聊如何能“玩轉”過山車，則是為提煉大概念埋下伏筆。

3.1.2 映射

模型建構是模型建立和形成的過程，也是學生對知識“順應”與“同化”的過程。物理模型的建構是以解決問題為目的，最終形成物理理論的過程。這個過程需要抓住情境中對象的主要因素，忽略次要因素，從而進行抽象和概括。教師可以請學生欣賞過山車第一視角視頻，并建構分段模型如圖3所示。

學生先回答教師提出的情境問題，后生成自己的物理問題，將情境問題轉換為物理問題，如表1所示。教師可以用問題驅動學生思維的發展。在模型建構到科學推理的過程中，學生能夠逐步形成科學思維，所生成的問題鏈則潛移默化地指向單元大概念。

3.2 深悟大概念

3.2.1 探究

知識的“來”與“去”、“穴”與“脈”、“根”與“魂”是尋找大概念的三條基本路徑引用。^［4］教師帶領學生畫出力與運動關系的結構圖（見圖4），并讓學生互相交流。在此基礎上，我們概括出一個本章的大概念，來將前面章節的所有概念聯系起來。

【教學情境二】

師：物體運動一定要受力嗎？有什么依據？

生：不是，根據牛頓第一定律，物體在不受力的情況下也能運動。

師：既然力不是維持物體運動的原因，那如何表述能更科學和準確？

生：力是改變物體運動狀態的原因。

教師應引導學生先弄清知識的“來龍”，即知識的產生與來源，再重構知識的“去脈”，即知識的作用與價值，并將零碎的概念聯系起來，弄清不同知識間的關系與結構，形成對單元整體的認識，抓住大概念的中心性。在此過程中，單元大概念的提煉便水到渠成。

3.2.2 辨析

物理教學不僅是向學生提供親身體驗物理文化經驗的過程，也是引導學生主動追求物理文化價值和意義的活動。因此，物理課程及物理教學有傳承物理文化的要求，這也是學科育人的價值體現。過山車是學生喜愛的游樂項目，其蘊含著豐富的物理學知識和文化，如力與運動、功和能量、勇于挑戰的精神等。

為什么力不是維持物體運動的原因呢？從亞里士多德到伽利略，再到笛卡爾和牛頓，物理學家們經歷了艱苦卓絕的漫長探索，最終得出力與運動關系的科學本質，即

力是改變物體運動的原因。牛頓認為自己比別人看得更遠，是因為他站在了“巨人”的肩膀上。伽利略就是牛頓認為的“巨人”，因為他用理想實驗及科學推理方法研究物理，這為牛頓后來的研究打下基礎。本文將“力與運動”的單元概念層級用金字塔圖形表示（見圖5），可以看出，大概念具有對單元其他概念的統攝性。

通過物理學史的文化熏陶，學生是否會被物理學家們嚴謹的科學態度所驚嘆呢？是否會被他們為達真理不懈努力的堅毅勇敢的品質所折服呢？是否會被他們實事求是的科學人文精神所影響呢？多年之后，學生或許早已記不清某個物理小概念，但對結合物理學史辨析的大概念（觀念）可能會留下深刻的記憶和獨特的領悟，并能用它們解決生活中的實際問題。這正是素質教育一直追求的目標，即內化為理論的素養、外顯為實踐的力量。

3.3 活化大概念

3.3.1 整合

學生不能“只見樹木不見森林”，更應有“先有森林再有樹木”的整體視角。^［5］教師可以請學生評價過山車的幾個不同情境，讓學生理性思考不同情境中還涉及哪些單元以外的知識，如功、能量等，從而幫助學生將力、運動、功、能量等概念進行整合。這一過程能夠讓學生在不同大概念之間靈活延展和自由切換。

【教學情境三】

師：通過聊過山車的趣事，我們提煉出這一過程能夠讓學生理解“力是改變物體運動狀態的原因”這一大概念，那它能解釋什么領域的問題呢？

生：它能解釋力與運動的關系。

師：過山車幾個情境中還包含哪些單元的概念？

生：功、能量等。

師：其他單元是否也有類似的大概念？我們結合過山車進行思考，看看能否將它們聯系起來。

生：過山車在運動過程中，有做功現象存在，這反映了能量是可以發生轉移或轉化的。

師：能量的轉移或轉化遵循什么規律呢？

生：總能量是守恒的。

在以上的拓展環節中，教師帶領學生將“力是改變物體運動狀態的原因”與能量的單元大概念建立結構化的聯系，形成“力—運動—能量”的新架構。通過單元間大概念的橫向整合，學生能夠獲得新的融合視角，從而增強認知的整體性和靈活性。

3.3.2 遷移

認知教育心理學家戴維·保羅·奧蘇貝爾（David Pawl Ausubel）主張將遷移放在學生認知結構中進行研究，他認為遷移是意義學習的核心，并且是通過認知結構來實現的。以前獲得的經驗會影響學生原有認知結構的相關特征，從而影響新的學習過程。過山車情境的深奧之處在于先由情境走進物理學科，再遷移到新的生活和社會情境中，靈活運用大概念解決真實問題，體現了大概念的遷移性，同時，這一過程也能反映學生對知識的內化情況。

例如教師可以結合“神舟十六號”飛船成功發射的新聞報道，設計物理學與社會發展相關的跨學科實踐作業，具體如下。

請同學們觀看發射視頻，并完成以下作業：“神舟十六號”飛船是如何飛上太空的？（燃料設計）“神舟十六號”飛船和空間站如何實現徑向對接？（噴氣反推裝置發明）空間站如何調整各個組合體的姿態？（機械臂小制作）

通過以上的幾個跨學科實踐作業，教師讓學生體會物理學和國家科技發展之間的聯系，促進學生對大概念進一步的深度理解和遷移運用。這不僅減輕了學生過重的學業負擔、增強課后作業的實效、符合國家“雙減”政策理念，還能培養學生的科學態度與責任，讓學生樹立科技自立自強的信念，領悟科技作為國家發展戰略支撐的重大意義。綜上所述，基于主題生活情境的大概念教學是一個螺旋上升式建構過程，一般經歷三個階段（初識—深悟—活化）和六個環節（伏筆—映射—探究—辨析—整合—遷移）。

4 大概念教學的啟示與建議

4.1 遵循學生認知規律

大概念教學的目標是幫助學生建構系統的學科認知。因此，教學必須遵循學生的認知規律。教師以學生現有的知識為基礎，引導學生從具體到抽象、從簡單到復雜、從碎片到系統，逐步建構完整的知識體系。

4.2 根植真實問題情境

大概念教學的內容是不同層級概念的集合，離不開真實的問題情境。教師將概念知識融入真實問題情境，有助于激發學生學習的興趣，促使學生長時間的沉浸式學習，便于學生消化吸收，使得學生能夠深刻體會大概念教學的價值所在。

4.3 促進思維進階發展

大概念教學是課堂教學的催化劑，致力于促進學生思維進階的發展。其形式是多樣化的，旨在促進學生從多角度、多層次、多方位進行思考，深入探索概念間的聯系，洞察知識間的內在邏輯，使學生的思維得到發展，為學生的終身學習奠定堅實的基礎。

4.4 關注價值增值部分

大概念教學的評價是檢驗課堂教學效果的手段，教師應關注更具深遠意義的價值增值。教師在進行大概念教學時不僅要關注知識的傳遞，還要關注知識的深度理解，更要關注知識的遷移運用，這種價值增值能促進學生批判性思維和解決問題能力的發展。

5 結語

本文以過山車情境融入“力與運動”知識，旨在引導學生沉浸式賞析過山車、重構單元知識概念、建立金字塔式的知識層次結構。

文章巧妙融合“初識—深悟—活化”的進階三步教學策略，引導學生沉浸式體驗過山車之旅，同時螺旋上升式地提煉單元大概念，有效促進碎片知識的整體化、結構化與系統化。這一過程不僅使學生能夠遷移所學知識解決實際問題，還深刻踐行了“雙減”政策下減負增效的教育理念，有力推動了學科核心素養的全面發展。“賞過山車之旅，析大概念之理”，這一教學設計看似出人意料，實則蘊含了深刻的教育邏輯，實現了知識學習與能力培養的完美融合。

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，2022：42.

［2］王強，李松林.學科大概念的剖析與建構——以物理學科為例［J］.上海教育科研，2021（10）：10-14.

［3］王強，李松林.大概念教學設計的三個框架［J］.教育科學研究，2022（9）：55-60.

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

［5］鄧靖武.大概念統攝下物理單元知識結構構建及教學探討［J］.課程·教材·教法，2021，41（1）：118-124.