基于大概念的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)策略

摘" 要：以大概念為統(tǒng)攝開(kāi)展大單元教學(xué)，是學(xué)科體系培育代替?zhèn)鹘y(tǒng)碎片化知識(shí)教學(xué)，培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑。本文以義務(wù)教育階段人教版物理八年級(jí)上冊(cè)“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容為例，進(jìn)行大單元知識(shí)整合重構(gòu)、單元大概念提煉、單元整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系建立、單元學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)立、單元教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和單元學(xué)生評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。在保持教學(xué)評(píng)一致的原則下，探索基于大概念引領(lǐng)的大單元教學(xué)實(shí)施策略。

關(guān)鍵詞：大概念；大單元；實(shí)施策略；教學(xué)評(píng)一致

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中提出，要遴選重要觀念、主題內(nèi)容和基礎(chǔ)知識(shí)，建構(gòu)課程結(jié)構(gòu)。［1］有別于以節(jié)為基本單位的課時(shí)教學(xué)實(shí)施策略，大單元教學(xué)著重深入剖析《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的課程內(nèi)容，將本單元分散于不同一、二、三級(jí)主題下的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和教學(xué)提示重新整合，提煉出單元大概念、單元次級(jí)大概念、單元核心概念和單元一般概念，組成單元的四級(jí)概念群，并將單元的四級(jí)概念群按照概念間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，建構(gòu)形成大單元整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系。教師根據(jù)知識(shí)內(nèi)容位于大單元整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系的地位和作用，科學(xué)地設(shè)計(jì)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、單元教學(xué)活動(dòng)和單元學(xué)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以確保教、學(xué)、評(píng)的一致性。

大單元教學(xué)的具體實(shí)施流程包括單元內(nèi)容分析、建構(gòu)大概念、大單元整體設(shè)計(jì)、單元學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)四個(gè)步驟（見(jiàn)圖1）。下面以義務(wù)教育階段人教版物理

八年級(jí)“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容為例，探討大概念引領(lǐng)下的大單元教學(xué)實(shí)施策略。

1" 單元內(nèi)容分析

單元內(nèi)容分析是立足學(xué)科本質(zhì)，依據(jù)學(xué)科《課程標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容主題，對(duì)單元知識(shí)進(jìn)行梳理概括，得出重要概念的過(guò)程。“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”一是屬于一級(jí)主題“運(yùn)動(dòng)和相互作用”下二級(jí)主題“多種多樣的運(yùn)動(dòng)形式”和“機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力”，包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)、速度、參照物、勻速直線運(yùn)動(dòng)、平均速度等學(xué)科概念；二是屬于一級(jí)主題“物質(zhì)”下二級(jí)主題“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)世界的尺度”，包括長(zhǎng)度、時(shí)間等概念；三是屬于一級(jí)主題“實(shí)驗(yàn)探究”下二級(jí)主題“測(cè)量類(lèi)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”，包括測(cè)量、誤差等學(xué)科概念；四是屬于一級(jí)主題“跨學(xué)科實(shí)踐”下二級(jí)主題“物理學(xué)與日常生活”和“物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展”（見(jiàn)表1）。

單元知識(shí)對(duì)應(yīng)課程內(nèi)容主題的梳理結(jié)果表明，“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”不僅僅屬于一級(jí)主題“運(yùn)動(dòng)和相互作用”，其中“長(zhǎng)度和時(shí)間”屬于一級(jí)主題“物質(zhì)”下的二級(jí)主題“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)世界的尺度”。物質(zhì)主題中涉及運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)主題中又會(huì)涉及相互作用，運(yùn)動(dòng)和相互作用主題中又會(huì)滲透能量，概念課中也可能有科學(xué)探究，科學(xué)探究中也可以進(jìn)行跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐。在單元內(nèi)容分析過(guò)程中，根據(jù)教材內(nèi)容對(duì)分散的《課程標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容主題進(jìn)行挖掘，能使單元知識(shí)體系更加完整、全面，從而為建構(gòu)大概念整體服務(wù)。

2" 建構(gòu)大概念

大概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元教學(xué)目標(biāo)要求從大概念出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)為目的，結(jié)合《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教材內(nèi)容要求，通過(guò)學(xué)科大概念—學(xué)科核心概念—學(xué)科一般概念的概念群層級(jí)建構(gòu)，確定單元整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)，為大單元教學(xué)的設(shè)計(jì)指引方向。

結(jié)合“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”課程內(nèi)容主題，筆者對(duì)其主要內(nèi)容總結(jié)并提取，得到該部分的單元大概念“物體位置隨時(shí)間變化規(guī)律”。其下又包括“時(shí)空觀”“測(cè)量”“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”和“速度”四個(gè)次級(jí)大概念，其整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)如表2所示。

筆者在梳理概念群層級(jí)的過(guò)程中，將長(zhǎng)度、時(shí)間、單位、參照物、勻速直線運(yùn)動(dòng)和變速直線運(yùn)動(dòng)納入了單元核心概念，將刻度尺、停表、誤差、錯(cuò)誤、相對(duì)、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(shè)計(jì)

單元整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)是以單元大概念、單元次級(jí)大概念間的邏輯關(guān)系為主體，將單元核心概念、單元一般概念依據(jù)概念群層級(jí)間的內(nèi)在聯(lián)系展開(kāi)而建構(gòu)形成的。以“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”大單元為例，其單元整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.1" 單元學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)

以單元大概念和單元次級(jí)大概念為主線，依據(jù)概念群層級(jí)間的邏輯關(guān)系來(lái)明確單元學(xué)習(xí)目標(biāo)。以“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”大單元為例，確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)（見(jiàn)表3）。

3.2" 單元教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

單元教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)知識(shí)體系與學(xué)生學(xué)情，根據(jù)大概念整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)與學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的需要，組織教學(xué)大活動(dòng)，最后結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況和課時(shí)安排，將大活動(dòng)合理分配至各課時(shí)形成系列學(xué)習(xí)活動(dòng)。在“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”大單元中，筆者選擇以學(xué)校即將舉行的秋季田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)作為單元大活動(dòng)真實(shí)情境。

3.2.1" 基于真實(shí)情境建構(gòu)大概念，形成物理觀念。

物理觀念是物理概念和規(guī)律等在學(xué)生頭腦中的提煉與升華，是主體對(duì)客觀事物進(jìn)行信息加工后的結(jié)果。大概念教學(xué)要厘定概念本質(zhì)屬性和延展概念之間的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)習(xí)者從更上位的視域、更寬泛的視角認(rèn)識(shí)問(wèn)題，形成物理觀念。學(xué)生對(duì)客觀現(xiàn)象的認(rèn)知，除了與內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)和外部信息的數(shù)量、種類(lèi)有關(guān)外，還與將內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)和外部信息進(jìn)行連接的能力有關(guān)。與之相對(duì)應(yīng)的，大概念從基本概念、規(guī)律出發(fā)，通過(guò)對(duì)內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)的概括重構(gòu)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的關(guān)聯(lián)，形成了一般概念—核心概念—大概念的認(rèn)知體系，這能幫助學(xué)生生成更高階的認(rèn)知觀念。由此可見(jiàn)，大概念對(duì)學(xué)生認(rèn)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(gòu)需要依靠科學(xué)論證、科學(xué)推理等科學(xué)思維方法和實(shí)驗(yàn)探究、小組討論等科學(xué)探究手段。在此以“運(yùn)動(dòng)的快慢”中建立速度概念的教學(xué)為例進(jìn)行說(shuō)明（見(jiàn)圖3）。

首先，基于秋季田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，教師展示學(xué)生在學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)班級(jí)選拔賽中的百米賽跑視頻。視頻播放至中間時(shí)段，教師提出問(wèn)題：“哪位學(xué)生跑得最快？”接著追問(wèn)：“你的判斷依據(jù)是什么？”教師啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生從只比較路程的思考方式轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)比較路程。教師繼續(xù)播放比賽視頻，提出問(wèn)題：“哪位學(xué)生獲得第一名？你的判斷依據(jù)又是什么？”學(xué)生通過(guò)遷移前面問(wèn)題的解決過(guò)程，能夠說(shuō)出路程相同比較時(shí)間的方法。在肯定學(xué)生們的表現(xiàn)之后，老師讓學(xué)生們嘗試用多種方法選出地表最快王者：比較3s內(nèi)跑了100m陸地最快動(dòng)物獵豹和5s內(nèi)飛行了250m空中最快動(dòng)物尖尾雨燕的快慢。學(xué)生們經(jīng)過(guò)思考后，教師適時(shí)組織小組討論。經(jīng)激烈討論后，學(xué)生們分享了多種方法。對(duì)學(xué)生們的表現(xiàn)贊嘆之余，教師引導(dǎo)學(xué)生從方法的普遍性角度評(píng)估這幾種方法。學(xué)生經(jīng)思考后一致認(rèn)為相同路程比較時(shí)間或者相同時(shí)間比較路程的方法更具普遍性。教師肯定了學(xué)生的方案，繼續(xù)引導(dǎo)評(píng)估這兩種比較快慢的方法，哪一種更符合人們的認(rèn)知習(xí)慣。學(xué)生獨(dú)立思考并經(jīng)過(guò)小組討論后，一致認(rèn)同用相同時(shí)間比較路程的方法更加符合人的認(rèn)知習(xí)慣。教師引導(dǎo)學(xué)生，既然直接比較路程或比較時(shí)間無(wú)法直接比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢，所以物理學(xué)中，把單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程的多少定義為速度，速度越大，表示物體運(yùn)動(dòng)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(xué)生在生活中經(jīng)常接觸速度這一概念，對(duì)速度并不陌生，但對(duì)速度概念的嚴(yán)謹(jǐn)比值定義過(guò)程不甚了解。本設(shè)計(jì)由學(xué)生熟悉的真實(shí)生活情境遷移至較為陌生但接近的真實(shí)情境，抽象出開(kāi)放的物理問(wèn)題模型，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考、相互討論和交流生成多種方法，再經(jīng)過(guò)評(píng)估篩選出最具普遍性和符合認(rèn)知的比值法。學(xué)生親身參與和經(jīng)歷建構(gòu)新概念的完整過(guò)程后，會(huì)更加深刻地理解比值定義法，這培養(yǎng)了學(xué)生的模型建構(gòu)（抽象、簡(jiǎn)化、提煉關(guān)鍵要素）能力，為后續(xù)諸如密度等概念的建立打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2.2" 基于真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題，落實(shí)實(shí)驗(yàn)探究

大概念是對(duì)學(xué)科知識(shí)本質(zhì)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(guī)律的學(xué)習(xí)不同，大概念對(duì)學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)的作用較為隱性，教師需要通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，才能有效呈現(xiàn)大概念的遷移性，從而促使學(xué)生深入理解大概念，并應(yīng)用大概念解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。［2］

在“速度的測(cè)量”一節(jié)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(fù)盤(pán)作為導(dǎo)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(shí)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)。教師引導(dǎo)學(xué)生們探究?jī)晌贿x手的前后半程速度大小，幫選手找到提升比賽成績(jī)的方法策略。學(xué)生們基于真實(shí)情境抽象建構(gòu)物理模型，遷移應(yīng)用平均速度知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)小組內(nèi)部討論確定組內(nèi)最佳方案。最后在體育課上，學(xué)生以小組為單位，

在體育老師和物理老師的指導(dǎo)下，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究并完成小組實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在第二課時(shí)環(huán)節(jié)一，由各學(xué)習(xí)小組組長(zhǎng)分享展示本組的人員任務(wù)分工、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及方案評(píng)估；在環(huán)節(jié)二進(jìn)行組間交流評(píng)估，學(xué)生對(duì)其他小組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析和評(píng)估并提出改進(jìn)建議，最后評(píng)選出最佳實(shí)驗(yàn)方案。

4" 單元學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

表現(xiàn)性評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)。大量的證據(jù)表明，表現(xiàn)性評(píng)價(jià)更適合檢測(cè)高水平的、復(fù)雜的思維能力，且更有可能促進(jìn)這些能力的獲得；同時(shí)能支持更具診斷性的教學(xué)實(shí)踐，促進(jìn)課程與教學(xué)［3］，因此，教師設(shè)計(jì)大概念引領(lǐng)下的大單元整體學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)時(shí)，需要在表現(xiàn)性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)兩方面做出更多創(chuàng)新實(shí)踐。

4.1" 指向核心素養(yǎng)的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

在“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”一章中，筆者設(shè)計(jì)了如下的表現(xiàn)性任務(wù)——“車(chē)水馬龍”。要求學(xué)生創(chuàng)作一本圖文并茂的交通安全研究報(bào)告，向身邊的人介紹交通安全的重要性，為矯正汽車(chē)駕駛員、電動(dòng)車(chē)駕駛員、自行車(chē)騎乘人員和行人的不良交通行為習(xí)慣出謀劃策。

學(xué)生通過(guò)舉例交通出行中的超車(chē)、過(guò)馬路等情境，形成運(yùn)動(dòng)的物理觀念；通過(guò)利用速度公式計(jì)算并解釋超車(chē)、過(guò)馬路時(shí)存在的安全問(wèn)題，形成對(duì)不同觀點(diǎn)質(zhì)疑并予以檢驗(yàn)和修正的科學(xué)思維；通過(guò)借助汽車(chē)速度表、導(dǎo)航軟件、運(yùn)動(dòng)軟件分別對(duì)汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)、自行車(chē)、跑步、步行的出行方式進(jìn)行平均速度的測(cè)量，進(jìn)而完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并提出對(duì)應(yīng)的交通安全建議，養(yǎng)成對(duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的習(xí)慣；通過(guò)寫(xiě)調(diào)研報(bào)告等形式，給不同人群的交通安全行為提供指導(dǎo)，養(yǎng)成良好的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

4.2" 指向核心素養(yǎng)的終結(jié)性評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

在“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”一章中，筆者設(shè)計(jì)了如下的終結(jié)性任務(wù)——“游山玩水”。要求學(xué)生為即將開(kāi)始的國(guó)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(diǎn)游覽計(jì)劃。學(xué)生需要給家長(zhǎng)寫(xiě)一份論證報(bào)告，解釋為什么要采納他的計(jì)劃（對(duì)比不同交通工具通過(guò)路線的時(shí)間、費(fèi)用，不同時(shí)間游覽景點(diǎn)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(jì)劃。

學(xué)生通過(guò)對(duì)比不同旅行路線，形成時(shí)空和運(yùn)動(dòng)兩種物理觀念；通過(guò)利用速度公式計(jì)算不同交通工具及路線的距離和時(shí)間修改旅行計(jì)劃，形成對(duì)不同觀點(diǎn)質(zhì)疑并予以檢驗(yàn)和修正的科學(xué)思維；通過(guò)查閱資料等形式，了解我國(guó)道路交通基礎(chǔ)建設(shè)和高速鐵路發(fā)展變化，體會(huì)物理學(xué)對(duì)人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的影響，為中華民族的科技成就感到自豪，逐步樹(shù)立實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的責(zé)任感與使命感。

5" 結(jié)束語(yǔ)

大單元教學(xué)過(guò)程始終將大概念作為科學(xué)推理、科學(xué)探究的主線來(lái)推進(jìn)現(xiàn)象的解釋和問(wèn)題的解決。由此可以看出，大概念的應(yīng)用和創(chuàng)造是內(nèi)化于師生對(duì)話中的，并不需要反復(fù)提及。這恰恰反映了大概念是對(duì)物理觀念和科學(xué)思維的深度應(yīng)用，具有極高的抽象性和遷移性。在基于真實(shí)情境進(jìn)行抽象概括的過(guò)程中，將內(nèi)隱于知識(shí)的大概念運(yùn)用到問(wèn)題解決、方案評(píng)估改進(jìn)的高階思維進(jìn)階中，是對(duì)大概念的強(qiáng)化和創(chuàng)造。可見(jiàn)分析真實(shí)情境的問(wèn)題對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與大概念的形成有著重要作用。學(xué)生需經(jīng)歷規(guī)律總結(jié)或應(yīng)用、科學(xué)推理、科學(xué)論證等過(guò)程，在得到結(jié)果后，還應(yīng)對(duì)結(jié)果的可信度與真實(shí)性進(jìn)行驗(yàn)證，這有助于培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

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