大概念統(tǒng)攝下高中物理大單元進階教學(xué)與分層評價探究

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）20-0088-05

高中物理大單元教學(xué)能夠?qū)⑺槠R整合成一個整體，使學(xué)生更系統(tǒng)地掌握知識，并促進知識的有效遷移，進而在特定的物理情境中建立現(xiàn)有知識與外部信息的聯(lián)系，最終形成解決實際問題的高階思維。《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確提出，要重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化；以主題為引領(lǐng)，使課程情景化，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。這一方針的提出，體現(xiàn)了大概念教學(xué)在高中物理教學(xué)中的重要地位。因而，教師需要從大概念的視角出發(fā)，將傳統(tǒng)碎片化的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橛珊诵拇蟾拍罱y(tǒng)領(lǐng)，圍繞核心大概念開展的教學(xué)，使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容形成邏輯鏈條，達成深度學(xué)習(xí)的目的。

駱文洲指出，大單元教學(xué)設(shè)計是在大概念的大視域下，對教學(xué)內(nèi)容進行整體思考、科學(xué)設(shè)計以及重組的過程[2]。任虎虎強調(diào)，以學(xué)科為基礎(chǔ)的大概念，能夠統(tǒng)領(lǐng)學(xué)科的內(nèi)在核心知識，推動大單元統(tǒng)領(lǐng)下教學(xué)模式的創(chuàng)新3。鄧靖武認為，大概念統(tǒng)攝下的單元教學(xué)既有利于學(xué)生學(xué)習(xí)知識的結(jié)構(gòu)化，又有利于教師整體把握學(xué)科教學(xué)本質(zhì)，是實現(xiàn)有效學(xué)習(xí)、落實核心素養(yǎng)的有效途徑[4]。由此可見，基于大概念的高中物理大單元教學(xué)設(shè)計，其重要目的在于依據(jù)《課程標準》整合教材內(nèi)容，凝練學(xué)科知識，更新教師教學(xué)理念，提升學(xué)生借助大概念理解學(xué)科核心知識和解決實際問題的能力。

一、大概念統(tǒng)攝下的進階教學(xué)一般路徑

在大概念統(tǒng)攝下構(gòu)建進階教學(xué)的一般路徑，需從教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)評價兩大維度協(xié)同推進：一方面，以學(xué)科核心大概念為邏輯起點，通過提取核心概念、細化學(xué)科次級概念、構(gòu)建教學(xué)主題群的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，實現(xiàn)知識從碎片化到系統(tǒng)化的進階；另一方面，依據(jù)《課程標準》的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求，圍繞多元化評價目標、概念橫縱拓展、核心素養(yǎng)整體測評搭建分層評價框架。

（一）大單元進階教學(xué)的設(shè)計思路

進階式教學(xué)是一種強調(diào)學(xué)生主動參與、深度思考和創(chuàng)造性解決問題的教學(xué)方法，旨在通過逐步提升學(xué)生的認知和技能，促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從簡單到復(fù)雜、從低級到高級進階。基于大概念的大單元進階教學(xué)設(shè)計的核心是從學(xué)生的認知角度出發(fā)，將單元知識進行細致劃分并歸納，讓學(xué)生能夠在循序漸進的學(xué)習(xí)過程中抽絲剝繭，不斷地深挖知識內(nèi)在邏輯，最終將碎片化的物理知識進行整合，形成整體的物理觀念。具體而言，教師需依次完成以下三個遞進式操作環(huán)節(jié)。

1.提取學(xué)科核心大概念

首先，教師要依據(jù)物理學(xué)科本質(zhì)提取學(xué)科核心大概念。物理是研究自然界物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，其核心任務(wù)是通過研究對象及其相互作用與運動規(guī)律，揭示自然現(xiàn)象的本質(zhì)聯(lián)系。核心大概念作為知識網(wǎng)絡(luò)的錨點，能夠整合碎片化知識，支撐認知從知識記憶向觀念建構(gòu)進階，與此同時，它還能夠被用于解決真實情境中的復(fù)雜問題。可見，核心大概念具有統(tǒng)攝性、生長性、遷移性等特點。

教師可以從學(xué)科本質(zhì)出發(fā)，根據(jù)研究對象（如物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物體運動形式等）、基本問題（如能量如何轉(zhuǎn)換、如何描述物體的運動等）研究方法（如推理、實驗探究等）課程目標（進一步促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展）及價值（如科學(xué)世界觀、社會責任感等學(xué)科育人價值）等確定高中物理學(xué)科大概念。

為使確定的學(xué)科核心大概念充分發(fā)揮統(tǒng)攝性價值，教師應(yīng)跨越模塊界限，尋找核心問題背后的本質(zhì)關(guān)聯(lián)，將核心問題所承載的共性大概念作為學(xué)科核心大概念，例如，通過整合力、熱、光、電、磁及原子物理等板塊，確定“能量守恒”為核心大概念。

2.細化次級大概念

其次，教師要綜合教學(xué)內(nèi)容特點，細化學(xué)科次級大概念。細化學(xué)科次級大概念需遵循“教材邏輯”與“認知邏輯”雙向適配原則：“教材邏輯”即梳理單元知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，如教師對教學(xué)內(nèi)容進行整體思考，梳理出“功一勢能一動能定理一機械能守恒”的遞進關(guān)系；“認知邏輯”指的是契合學(xué)生從具體到抽象、從單一到綜合的思維發(fā)展規(guī)律，如讓學(xué)生先理解“功是能量轉(zhuǎn)換的量度”，再引導(dǎo)他們建構(gòu)能量守恒觀念。

有了以上認知后，教師可以通過“知識縱向分解”“認知水平進階”兩個步驟細化次級大概念。在知識縱向分解階段，教師按知識層級拆解核心大概念，如將“能量守恒”拆解為“機械能守恒條件”，再縱向延伸至“不同形式能量轉(zhuǎn)換路徑”；在認知水平進階階段，教師可以結(jié)合布魯姆目標分類設(shè)計次級概念，即按照記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造的梯度設(shè)計教學(xué)活動，例如，引導(dǎo)學(xué)生從記住機械能守恒公式進階到推導(dǎo)動能定理，再進階到設(shè)計實驗驗證能量守恒。

教師可利用問題鏈的形式，將大概念拆解為具有邏輯關(guān)聯(lián)的小問題，每個小問題對應(yīng)一個次級概念。學(xué)生經(jīng)過層層遞推解決核心問題，能夠逐步完成學(xué)科次級大概念的構(gòu)建。

3.構(gòu)建教學(xué)主題群

學(xué)科核心大概念與次級大概念均屬于抽象的上位概念。因此，教師可以通過教學(xué)主題群引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)從抽象到具象的轉(zhuǎn)化。主題群作為連接大概念與具體知識的橋梁，應(yīng)具有以下功能：首先是知識錨定功能，即能夠?qū)⒋蟾拍畈鸾鉃榭刹僮鞯慕虒W(xué)單元；其次是認知支架功能，它能夠通過具體主題降低學(xué)習(xí)的難度，符合從特殊到一般的認知規(guī)律；最后是素養(yǎng)載體功能，主題探究中應(yīng)滲透物理觀念、科學(xué)思維等物理學(xué)科核心素養(yǎng)培育。

因此，主題群的構(gòu)建需遵循以下原則。一是與教材緊密關(guān)聯(lián)。教師應(yīng)優(yōu)先選取教材章節(jié)標題或核心知識點作為主題，如選取人教版必修二第八章“機械能守恒定律”單元中的“動能定理”“實驗驗證機械能守恒”等作為教學(xué)主題，這些與教材緊密關(guān)聯(lián)的主題更容易獲得學(xué)生的認同，進而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。二是基于學(xué)生的認知規(guī)律整合有關(guān)內(nèi)容。教師可以按照“基礎(chǔ)概念一規(guī)律探究一實踐應(yīng)用”的梯度設(shè)計主題群內(nèi)容，避免知識碎片化。

（二）搭建單元學(xué)習(xí)分層評價框架

在開展大單元進階教學(xué)后，需匹配分層評價以反饋效果。搭建單元學(xué)習(xí)分層評價框架，可從多元化評價目標、概念橫縱拓展、核心素養(yǎng)整體測評等三個方面入手，結(jié)合教學(xué)層級設(shè)定六級評價水平，形成“教一學(xué)一評”閉環(huán)。

1.打造多元化的評價

《課程標準》強調(diào)，高中物理課程重視以評價促進學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展，重視評價的診斷功能和激勵功能，致力創(chuàng)建一個目標明確、主體多元、方法多樣、既重視結(jié)果亦重視過程的物理課程評價體系[]。

評價的多元化體現(xiàn)在評價功能雙重化、評價目標多維化、評價主體多元化、評價方法多樣化、評價內(nèi)容層次化等五個方面。評價功能雙重化指的是既要通過評價診斷學(xué)生知識漏洞，又要利用評價結(jié)果激勵學(xué)生進階。這就要求教師及時、準確地對學(xué)生進行評價，不僅要關(guān)注學(xué)生有待提高的部分，還要關(guān)注學(xué)生做得好的部分。評價目標多維化指的是依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平設(shè)定學(xué)習(xí)目標，評價學(xué)生在物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責任等層級中的進階情況。評價主體多元化要求開展教師評價、學(xué)生自評與互評等多種評價，通過教師課堂提問、批改作業(yè)或?qū)嶒瀳蟾妫瑢W(xué)生撰寫學(xué)習(xí)反思日志、小組合作表現(xiàn)互評等手段，全面反饋學(xué)習(xí)效果。評價方法多樣化要求教師將過程性評價與終結(jié)性評價結(jié)合起來，全過程關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。評價內(nèi)容層次化要求教師設(shè)計有梯度的評價標準，體現(xiàn)由低階認知到高階思維的多元評價維度。

2.實現(xiàn)概念的橫縱拓展

以大概念為核心的評價需通過橫向關(guān)聯(lián)與縱向深化雙向路徑，推動學(xué)生從知識碎片化向觀念系統(tǒng)化進階。

橫向拓展方面，評價學(xué)生能否構(gòu)建概念網(wǎng)絡(luò)突破模塊壁壘。教師可以以核心大概念為中心，引導(dǎo)學(xué)生梳理其與相關(guān)概念的關(guān)聯(lián)，形成跨章節(jié)、跨模塊的知識網(wǎng)絡(luò)。例如，在教學(xué)電磁學(xué)模塊時，評價學(xué)生能否通過“安培力做功與電能、機械能轉(zhuǎn)換”建立“能量守恒\"在電磁情境中的應(yīng)用模型。

縱向深化方面，評價學(xué)生所處遞進認知層級，考查學(xué)生是否突破理解維度。教師可以按照感知、理解、應(yīng)用、評價、創(chuàng)造的認知梯度，設(shè)計多層級任務(wù)。

通過概念的橫縱拓展，學(xué)生不僅能建立核心大概念與其他概念的聯(lián)系，還能在逐層深入的理解中形成穩(wěn)定的物理觀念，最終實現(xiàn)從知識學(xué)習(xí)者到觀念持有者的角色轉(zhuǎn)變。

3.以素養(yǎng)為導(dǎo)向關(guān)注學(xué)生的整體評價

核心素養(yǎng)是學(xué)生長期學(xué)習(xí)積淀形成的內(nèi)在品質(zhì)，難以直觀地測量。核心素養(yǎng)的綜合性與內(nèi)隱性決定了評價需突破單一維度，教師可以以真實情境中的復(fù)雜問題為載體，構(gòu)建多維度測評框架。具體而言，教師可以選取貼近生活且具學(xué)科融合性的情境，設(shè)計包含基礎(chǔ)層、進階層、高階層的任務(wù)，其中，基礎(chǔ)層任務(wù)可以要求學(xué)生復(fù)述有關(guān)物理知識，主要評估學(xué)生是否具備物理觀念；進階層一般為具有一定綜合性的問題，主要評估學(xué)生的科學(xué)思維與探究能力情況；高階層可設(shè)計為要求學(xué)生結(jié)合研究動態(tài)或技術(shù)前沿撰寫研究報告，評估學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任素養(yǎng)發(fā)展情況。

教師以真實的、具體的問題為抓手，多方位多角度地測評學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，能夠讓學(xué)生逐步認識到自已在哪方面存在不足、哪方面獲得了提升，從而對自身有一個整體的認知。

二、大概念統(tǒng)攝下的進階教學(xué)例析

人教版物理教科書必修二第八章“機械能守恒定律”是學(xué)生在掌握物質(zhì)觀、運動與相互作用觀后，形成能量觀的重要突破口，具有承上啟下的作用。因而本文以“機械能守恒定律”為載體詳細論述大概念理念指導(dǎo)下的進階式教學(xué)設(shè)計和分層教學(xué)評價。

（一）設(shè)計大單元進階教學(xué)流程

教師通過挖掘高中物理教材中力、熱、光、電、磁及分子物理等板塊知識之間的聯(lián)系，確定學(xué)科核心大概念為“能量觀念”。在學(xué)生認知層面，“能量相互轉(zhuǎn)換和守恒”建立在“功是能量相互轉(zhuǎn)換的量度”的基礎(chǔ)之上。因此，教師從學(xué)生認知角度出發(fā)，在大概念理念指導(dǎo)下將本章節(jié)內(nèi)容分為兩個學(xué)科次級大概念教學(xué)單元，分別為“功是能量相互轉(zhuǎn)換的量度\"和“能量是相互轉(zhuǎn)換和守恒的”，兩個教學(xué)單元和對應(yīng)教學(xué)層級關(guān)系如下頁表1所示。

表1中的五個教學(xué)層級，分別圍繞教學(xué)主題群、具體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)、學(xué)習(xí)方式及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進行設(shè)計。

教學(xué)層級1是基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)層級，利用兩個教學(xué)課時完成，以生活中常見的水平拉箱子或拖把拖地等場景為例，讓學(xué)生直觀感受力與位移的關(guān)系，進而理解功的概念，通過分析不同力作用下箱子的運動狀態(tài)，深化對正、負功的認識；在探究機車啟動問題時，引導(dǎo)學(xué)生思考功率與速度、牽引力之間的動態(tài)變化，強化對功率概念的理解，初步構(gòu)建功與能量轉(zhuǎn)換的聯(lián)系。

教學(xué)層級2引入高中階段常見的小球模型。比較小球從斜面下落和豎直自由下落兩種情境，能讓學(xué)生更好地理解重力做功的特點。再通過回顧初中學(xué)過的重力勢能的定義，引導(dǎo)學(xué)生思考重力勢能具有相對性的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和知識遷移能力，加深學(xué)生對功與能量轉(zhuǎn)換之間的理解。

教學(xué)層級3為動能定理推導(dǎo)過程。教師可逐步引導(dǎo)學(xué)生回顧牛頓第二定律和運動學(xué)公式的應(yīng)用場景，讓學(xué)生明白知識之間的連貫性和邏輯性。通過實際案例分析，如分析子彈打木塊的不同情況，讓學(xué)生學(xué)會運用動能定理解決實際問題，提升知識遷移能力和數(shù)學(xué)推演能力，形成功是能量相互轉(zhuǎn)換量度的觀念。

教學(xué)層級4探究機械能守恒定律及其條件。對比小球自由下落和在豎直彈簧上下落的模型，不僅能讓學(xué)生從不同角度理解機械能守恒的條件，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和歸納總結(jié)能力。教師可進一步引導(dǎo)學(xué)生思考生活中其他體現(xiàn)機械能守恒的實例，如蕩秋千、過山車、蹦極等學(xué)生接觸過的真實情景，加深學(xué)生對機械能守恒定律的理解，使其初步形成能量是相互轉(zhuǎn)換和守恒的觀念。

教學(xué)層級5為設(shè)計驗證機械守恒的實驗。學(xué)生在分組合作過程中需要討論實驗原理、步驟以及可能出現(xiàn)的誤差。使用打點計時器和光電門兩種不同方案，能讓學(xué)生從不同角度理解實驗?zāi)康摹＿@一過程能夠培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力、操作能力以及數(shù)據(jù)處理能力和分析能力，全面提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，完善能量是相互轉(zhuǎn)換和守恒的觀念。

表1基于大概念的“機械能守恒定律”大單元進階教學(xué)設(shè)計表

（二）設(shè)計單元學(xué)習(xí)分層評價

教師可以將“機械能守恒定律”大單元教學(xué)的五個教學(xué)層級轉(zhuǎn)換為學(xué)生學(xué)習(xí)的五個學(xué)習(xí)層級，通過原理了解、簡單運用、知識遷移、能力發(fā)展、深度理解、素養(yǎng)達成等六個水平等級進行多維評價，科學(xué)地考查學(xué)生對“功是能量相互轉(zhuǎn)換量度”和“能量是相互轉(zhuǎn)換與守恒的”兩個學(xué)科次級大概念的學(xué)習(xí)情況（如下頁表2所示）。

完整的大單元教學(xué)過程由多個教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成，筆者針對不同的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計了分層學(xué)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)評價表（如下頁表3所示），對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行定性跟蹤與評價。

表2、表3的設(shè)計不僅依據(jù)《課程標準》的學(xué)業(yè)質(zhì)量評價水平分層呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和表現(xiàn)要求，還具體落實了評價多元化的理念：表2通過構(gòu)建五個學(xué)習(xí)層級診斷學(xué)生的知識漏洞，體現(xiàn)評價目標多維化；構(gòu)建六個能力水平體現(xiàn)了評價內(nèi)容層次化；表2與表3中學(xué)生評價和教師評價同步進行體現(xiàn)了評價功能雙重化、評價主體多元化；通過跟蹤教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)，結(jié)合了過程性評價與終結(jié)性評價，體現(xiàn)了評價方法多樣化。兩個評價量表共同構(gòu)成對學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的全方位、多角度評價，形成對“教學(xué)一學(xué)習(xí)—評價”閉環(huán)的有力支撐。

本研究構(gòu)建了大概念統(tǒng)攝下的物理學(xué)科核心素養(yǎng)進階培養(yǎng)路徑。通過提取核心大概念、細化學(xué)科次級概念、構(gòu)建教學(xué)主題群的進階教學(xué)設(shè)計，結(jié)合六級分層評價體系，形成“教學(xué)一學(xué)習(xí)一評價”閉環(huán)。這種方式突破了知識碎片化困境，既幫助學(xué)生從知識整合邁向觀念建構(gòu)，又為教師落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)提供可借鑒的框架。在后續(xù)教學(xué)中，教師可進一步拓展大概念在跨學(xué)科融合、真實情境復(fù)雜問題解決中的應(yīng)用，持續(xù)深化學(xué)生對物理學(xué)科本質(zhì)的理解，提升學(xué)生運用物理觀念解決實際問題的能力，真正實現(xiàn)從“知識傳授”到“素養(yǎng)培育”的育人轉(zhuǎn)型。

表2以大概念為核心的“機械能守恒定律”大單元分層學(xué)習(xí)層級評價量表

表3以大概念為核心的“機械能守恒定律”大單元分層學(xué)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)評價量表

參考文獻

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

[2]駱文洲.基于核心素養(yǎng)的高中物理大單元教學(xué)設(shè)計：以“靜電場”為例[J].中學(xué)教學(xué)參考，2023（8） ：45-47.

[3]任虎虎.指向?qū)W科大概念的高中物理U型教學(xué)策略：以“機械能守恒定律”教學(xué)為例[J].物理通報，2022（1）： 61-63+67

[4鄧靖武.大概念統(tǒng)攝下物理單元知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建及教學(xué)探討[J].課程·教材·教法，2021，41（1）：118-124.

注：本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度課題“大單元教學(xué)模式下培養(yǎng)高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的策略研究\"（2023C601）、柳州市教育科學(xué)“十四五\"規(guī)劃2024年度課題“高中物理課程思政的教學(xué)實踐探究”（2024C-43）的研究成果。

（責編 劉小璦）