“大單元教學”視域下高中物理知識遷移能力的培養

在高中物理教學中，學生常陷人“學了很多卻不會用”的困境，其根源在于教學內容碎片化、章節化，致使學生知識掌握僅停留在“知其然”層面，難以達到“知其所以然”，更難實現將知識遷移到新情境或跨學科綜合問題的能力。為破解這一難題，課程改革持續推進，特別是在《普通高中課程方案和課程標準（2017年版2020年修訂）》背景下，教學目標已從單純知識傳授轉向以核心素養為導向的深度學習。知識遷移作為促成“物理觀念”和“科學思維”形成的關鍵認知機制，貫穿物理學習全過程，也是衡量學生理解與靈活應用能力的核心標志。“大單元教學”應運而生，它不僅是對教學內容的延展或組合，更是一種聚焦學生發展、強調知識整合與實際應用的教學組織形式。

一、“大單元教學”的核心概念

“大單元教學”的關鍵在于打破章節壁壘，圍繞“大概念”或“真實情境”重構多個知識點，整合“目標一內容一活動一評價”于一體的教學路徑。自布魯納“結構教學論”至加涅的學習層級理論，該模式強調知識間的內在聯系，利于學生構建系統化的認知架構，在理解中實現遷移，在應用中拓展能力。

知識遷移廣義上是個體將已有知識靈活用于新問題、新情境或新任務的能力，其本質是“類比一映射一整合”的認知重構過程。遷移類型包括自由落體與豎直上拋的近遷移，將能量守恒用于環境工程的遠遷移，幫助完成新任務的正遷移以及因錯誤類比造成困擾的負遷移。遷移效果受知識掌握深度、結構系統性與情境真實性的影響，而這些正是“大單元教學”需重點攻克的關鍵。因此，在“大單元教學”視域下提升高中生物理的知識遷移能力，既是課程改革的重要要求，也是推動教學實踐轉型的關鍵方向。

二、高中物理教學中知識遷移的困境分析

（一）教學內容碎片化，知識孤島現象嚴重

現今高中物理教學多以教材章節為序進行線性講授，各內容間缺少必要的整合與連貫，授課時教師一般聚焦于對章節內部知識點的講解，忽略不同知識單元彼此間的內在聯系，造成學生習慣性把所學視為孤立信息片段，不易形成一套系統性的認知框架。諸如學生學習“動能定理”時往往僅理解成\"F s=ΔE_k^α，α ，但于后續開展電學里“電場力做功”課程學習時，不易發覺二者于能量轉化本質內涵上的一致性，知識無法形成網狀結構，缺乏可遷移的根基支撐。在解題時，多數學生機械地套用公式，若題目情境發生變動或實施跨單元整合，如將力學知識融入電磁領域，則會出現理解阻滯甚至遷移差錯，這反映出部分學生遷移路徑不足、知識聯系微弱的典型弊病。

（二）教學目標設定偏狹，忽視能力遷移維度

在教學具體實踐中，物理教學目標一般被簡化為知識點的掌握和應試能力的提高，教學設計大多圍繞“概念講解一例題解析一練習鞏固”這三個步驟來開展。在教學過程中，教師一般關注學生是否掌握了特定類型題的解題技巧，并非關注學生是否真實理解其物理意義與適用界限。而以復雜形式呈現的認知能力遷移，則在具體教學過程中借助有指向的設計實施引導和培育，然而現今不少物理教師在備課時未將“知識遷移”明確納入教學目標，在課堂上缺乏舊知識激活和新知識建構方面的系統性引導，教學語言大多是對知識簡單的陳述，而不是引導學生去思考“這一知識能用在哪些地方”“與先前所學有何異同”等。此外，部分教師未進行遷移策略的訓練和應用情境的塑造，教學評價過度倚重標準化測試，也使得學生更傾向于依賴短期記憶與模板套用，而不是在開放性場景下靈活運用所學知識去解決遇到的難題。

（三）學生認知策略薄弱，缺乏遷移意識與能力

從學生層面分析，在物理學習過程中，多數高中生缺乏知識遷移的主動意識，物理學習一般以“題型”為單位開展歸納活動，而不是以“概念”為單位實施重構工作，面對陌生問題時學生易覺陌生、茫然失措，該現象的出現并非僅源于教學設計的短板，也與學生長期形成的應試思維模式密切相關。若缺乏對遷移策略的相關指導，面對跨情境問題時，學生一般依賴“套公式”“找套路”，不能靈活應用所學的核心原理，若問題脫離了原本熟悉的語境，就會造成遷移失敗的局面。此外，少量學生雖擁有遷移意識的潛力，但缺乏對自身認知活動反思與監控的能力，不能分辨何時要進行遷移、應遷移什么事項，故而失去開展有效學習的契機。

三、大單元教學促進知識遷移的教學策略建構

（一）基于核心概念構建單元主題，凸顯知識遷移的線索

以核心概念為依托構建單元主題，揭示知識遷移的脈絡，以學生建立起穩定又清晰的知識結構為知識遷移的前提，在實施大單元教學階段，核心概念成了串聯不同知識內容的主軸，是遷移得以起始的節點。具備高度抽象性與廣泛適用性是物理學科的核心概念，如“能量守恒”“相互作用”“運動與變化”等。在物理教學設計中，教師應依照這些核心概念重構單元結構，沖破教材各章節之間的界限。例如，以“能量守恒”為課程主題，將機械能、電能、內能等分散的知識片段整合為一體，協助學生在橫向參照與縱向推導中構建知識網絡，引出知識遷移的概念，同時借助不同課型的整合，如實驗探究、理論搭建、問題攻克等，加深學生對相關概念的深度領會，驅動從情境依賴的知識應用向靈活遷移能力邁進。除此之外，教師還應留意各年級知識間的縱向銜接，在學段進階的過程中主動復用和重新組合已有的核心概念，助力學生實現時間層面的知識累積，為執行更為復雜的遷移任務積累認知儲備。教學時，教師可借助設計“概念映射圖”“知識關系網”等可視化工具，推動學生將新舊知識納人同一框架，實現知識遷移的定向訓練。

（二）創設真實問題情境，激活遷移的認知動因

知識遷移并非自發形成，它依托學習者于特定情形下找到“舊知可用”的觸發機制。因此，在大單元教學中，應重視情境任務的設計，確保問題的真實性和綜合性，從而增強學生主動調動知識的意愿及能力。以在“力與運動”單元開展“設計一款安全滑梯”任務為例，學生要綜合考慮力的合成與分解、摩擦力、加速度及軌跡等諸多要素，利用所學理論知識完成設計。這類任務呈現出目標明確、背景真實和潛在的多解性等特點，能夠激發學生將原有知識遷移至新場景的需求，因此，情境設計不應僅只停留于表面的形式包裝，而是讓情境設計重歸物理學自帶的思維模式與探究特征方面，引導學生通過科學視角分析并處理復雜問題，以此在實踐活動中形成知識遷移能力。不容忽視的是，任務情境的設定不可僅依托“生活化”的淺層，而應將重點放在問題物理本質與邏輯復雜度上。引導學生進入任務狀態時，教師要輔助他們識別任務里隱含的物理變量與知識點，以此啟動其現存的知識經驗，提高情境設計與學科知識間的契合度。

（三）強化類比與對比，搭建遷移的認知通道

面臨新的學習問題時，大部分學生欠缺識別“已學可遷”內容的認知意識。因此，在實際教學過程中，教師應強化學生的類比思維訓練，詳細講解不同知識點結構存在的相似性，如引導學生對“電容充放電”與“彈簧振子”知識進行類比，以變化率、周期性、能量轉換等角度構建共通認知體系，引領學生總結跨領域知識的深層關聯。同時，把對比教學進行有效結合，如采用“相似問題對照”“概念辨析”“物理現象比較”等方式，能進一步引領學生辨別知識間的異同，探明知識合理應用的條件與邊界，防止在遷移運用知識時出現誤用，將“動能定理”和“功能關系”的適用范圍與物理意義進行對比，可增強學生深刻的理解、提升他們的判斷能力。此外，教師在教學中還應鼓勵學生開展“知識追蹤”活動，幫助學生建立知識圖譜，尋覓可實現遷移的點，如引導學生思考“這像什么”，幫助學生逐步樹立遷移意識，通過互動拓展遷移思路，實現“理解知識”到“靈活運用”的認知層面轉化。

（四）設計多元評價機制，反饋遷移過程與結果

遷移能力的培養離不開有效評價機制的有力支撐，傳統物理教學往往將知識再現當作主要手段，而未能把遷移過程與策略考查提上教學日程。因此在大單元教學實施階段，教師需搭建以過程性與任務導向為基礎的多元評價體系，利用“知識一能力一遷移”三個維度，觀察和評價學生在具體問題中調動、整合并遷移知識的全過程。例如，以“能量與生活”單元為依托布置“設計一套節能生活方案”項目式任務，讓學生依據不同形式的能量轉換方式開展方案構思與原理剖析。在方案評價時，教師不僅要考察結果的科學性，還要重視學生知識遷移路徑的清晰程度和思維策略的有效性。教師可通過學生自評、小組互評與教師評語相銜接的方式，展現學生知識遷移思維的外顯過程，帶動學生就“我用了哪些學過的知識”“我怎么想到要用它”展開反思，讓遷移能力在評價環節真正成為教學關注的重點內容。此外，教師在評價中更應關注學生在新情境里應對陌生問題時采用的應對策略，如是否試圖對問題情境進行重構、能否從失敗里矯正思維路徑等，這些動態過程的觀察與引導，使靜態結果更能真實呈現學生的知識遷移能力和發展水平。

四、案例研究：“能量守恒”大單元的遷移教學設計分析

（一）案例背景與教學設計

以“動量守恒”單元教學為例，某高中物理教師按照大單元教學的設計思路，將該單元與“力與運動”“能量守恒”等相關知識進行整合，設置了一系列遞進式的學習任務，帶動學生遷移思維的逐步深化。任務一：實驗復現—以重現碰撞實驗作為手段，指導學生對動量守恒成立條件做定量分析；任務二：跨情境問題解決——組織學生設計交通事故中兩車碰撞速度的分析方案，引導知識往現實生活情境遷移；任務三：類比與推理一—讓學生對動量守恒與能量守恒做類比和比較，總結兩者的異同及適用的具體邊界；任務四：延伸遷移—帶領學生以動量守恒理論解析火箭推進原理，并撰寫說明文稿，借助跨學科語言表達進一步提升學生的理解能力和應用水平。教師在做任務安排時充分考量了從“近遷移”到“遠遷移”的過渡路徑，依靠任務情境變動與思維的進階，逐漸引領學生從知識的表層理解步入深層認知，各任務之間層次明晰、目標漸次遞進，打造出一條以概念為軸心的遷移教學脈絡，為學生培育遷移能力提供了認知支撐。

（二）遷移表現與學生反饋

教學實踐表明，在大單元教學開展階段，知識遷移能力的激發在任務三與任務四上尤為凸顯。在進行動量與能量守恒的類比分析時，學生能夠將線性碰撞遷移到非封閉系統復雜背景中，并試著組織語言簡化格局加以說明，體現出學生初步的科學建模意識和能力。在小組討論期間，有學生認為推力的產生并非源自“反作用力”這一常見解釋，而是源自動量守恒的本質性約束，該觀點的提出說明其已可借助抽象概念解決非典型狀況。

（三）教學反思與優化建議

從實踐結果來看，提升學生知識遷移能力的大單元教學已見成效，然而高中物理教學仍存在若干挑戰。一方面，一些物理教師面臨課時緊張和教學進度的矛盾，要在有限時間完成從概念統整到任務遷移的全流程設計并不容易；一些教師的教學設計仍停留在“整合內容”層面，未達成“深度關聯”與“遷移引導”的目標。另一方面，學生往往陷于思維定勢，習慣“套公式解題”，缺乏主動建構概念本質的意識。針對這些問題，關鍵在于精細化單元內部設計，實現內容與能力的協同發展。例如，教師可在每個子任務中嵌入小型遷移練習，推動學生主動萃取和重構知識聯系；同時強化課堂中的反思與對比環節，引導學生通過分辨差異和聯系平穩過渡至新情境的認知遷移，從而提升學習靈活性。教師還應適度調整教學節奏，明確需深度理解的核心概念，以“問題遞進一知識重組一反思歸納”方式，使遷移成為貫穿教學全過程的核心邏輯，而非階段性的附加環節。唯有真實任務驅動結合認知結構優化，才能有效提升學生的遷移能力。

五、結語

“大單元教學”采用主題統攝加上情境延展，打破知識相互的割裂，重新架構了高中物理教學的邏輯體系，為培養知識遷移能力給予了結構化支持，遷移能力的達成，不只是憑借知識掌握的深度，更取決于學生是否可在動態問題呈現時實現概念遷移及策略整合。實踐表明，精準設計的問題鏈、情境性設置的任務及多元衍生的表達機會，成為推動遷移出現的關鍵機理。未來，應持續聚焦教學內容的內在關聯性與學生學習路徑的完備性，使物理知識切實成為學生獨立思考及靈活應對的工具。

（焦佳）