大概念統攝下高中物理大單元進階教學與分層評價探究

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能夠將碎片化知識整合成一個整體，使學生更系統地掌握知識，并促進知識的有效遷移，進而在特定的物理情境中建立現有知識與外部信息的聯系，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，要重視以學科大概念為核心，使課程內容結構化；以主題為引領，使課程情景化，促進學科核心素養的落實。這一方針的提出，體現了大概念教學在高中物理教學中的重要地位。因而，教師需要從大概念的視角出發，將傳統碎片化的教學轉變為由核心大概念統領，圍繞核心大概念開展的教學，使學生對學習內容形成邏輯鏈條，達成深度學習的目的。

駱文洲指出，大單元教學設計是在大概念的大視域下，對教學內容進行整體思考、科學設計以及重組的過程[2]。任虎虎強調，以學科為基礎的大概念，能夠統領學科的內在核心知識，推動大單元統領下教學模式的創新3。鄧靖武認為，大概念統攝下的單元教學既有利于學生學習知識的結構化，又有利于教師整體把握學科教學本質，是實現有效學習、落實核心素養的有效途徑[4]。由此可見，基于大概念的高中物理大單元教學設計，其重要目的在于依據《課程標準》整合教材內容，凝練學科知識，更新教師教學理念，提升學生借助大概念理解學科核心知識和解決實際問題的能力。

一、大概念統攝下的進階教學一般路徑

在大概念統攝下構建進階教學的一般路徑，需從教學設計與學習評價兩大維度協同推進：一方面，以學科核心大概念為邏輯起點，通過提取核心概念、細化學科次級概念、構建教學主題群的結構化設計，實現知識從碎片化到系統化的進階；另一方面，依據《課程標準》的學業質量要求，圍繞多元化評價目標、概念橫縱拓展、核心素養整體測評搭建分層評價框架。

（一）大單元進階教學的設計思路

進階式教學是一種強調學生主動參與、深度思考和創造性解決問題的教學方法，旨在通過逐步提升學生的認知和技能，促進學生在學習過程中從簡單到復雜、從低級到高級進階。基于大概念的大單元進階教學設計的核心是從學生的認知角度出發，將單元知識進行細致劃分并歸納，讓學生能夠在循序漸進的學習過程中抽絲剝繭，不斷地深挖知識內在邏輯，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節。

1.提取學科核心大概念

首先，教師要依據物理學科本質提取學科核心大概念。物理是研究自然界物質的基本結構、相互作用和運動規律的基礎學科，其核心任務是通過研究對象及其相互作用與運動規律，揭示自然現象的本質聯系。核心大概念作為知識網絡的錨點，能夠整合碎片化知識，支撐認知從知識記憶向觀念建構進階，與此同時，它還能夠被用于解決真實情境中的復雜問題。可見，核心大概念具有統攝性、生長性、遷移性等特點。

教師可以從學科本質出發，根據研究對象（如物質結構、物體運動形式等）、基本問題（如能量如何轉換、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（進一步促進學生學科核心素養的養成和發展）及價值（如科學世界觀、社會責任感等學科育人價值）等確定高中物理學科大概念。

為使確定的學科核心大概念充分發揮統攝性價值，教師應跨越模塊界限，尋找核心問題背后的本質關聯，將核心問題所承載的共性大概念作為學科核心大概念，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，教師要綜合教學內容特點，細化學科次級大概念。細化學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在關聯，如教師對教學內容進行整體思考，梳理出“功一勢能一動能定理一機械能守恒”的遞進關系；“認知邏輯”指的是契合學生從具體到抽象、從單一到綜合的思維發展規律，如讓學生先理解“功是能量轉換的量度”，再引導他們建構能量守恒觀念。

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“不同形式能量轉換路徑”；在認知水平進階階段，教師可以結合布魯姆目標分類設計次級概念，即按照記憶、理解、應用、分析、評價、創造的梯度設計教學活動，例如，引導學生從記住機械能守恒公式進階到推導動能定理，再進階到設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聯的小問題，每個小問題對應一個次級概念。學生經過層層遞推解決核心問題，能夠逐步完成學科次級大概念的構建。

3.構建教學主題群

學科核心大概念與次級大概念均屬于抽象的上位概念。因此，教師可以通過教學主題群引導學生實現從抽象到具象的轉化。主題群作為連接大概念與具體知識的橋梁，應具有以下功能：首先是知識錨定功能，即能夠將大概念拆解為可操作的教學單元；其次是認知支架功能，它能夠通過具體主題降低學習的難度，符合從特殊到一般的認知規律；最后是素養載體功能，主題探究中應滲透物理觀念、科學思維等物理學科核心素養培育。

因此，主題群的構建需遵循以下原則。一是與教材緊密關聯。教師應優先選取教材章節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”等作為教學主題，這些與教材緊密關聯的主題更容易獲得學生的認同，進而激發學生的學習熱情。二是基于學生的認知規律整合有關內容。教師可以按照“基礎概念一規律探究一實踐應用”的梯度設計主題群內容，避免知識碎片化。

（二）搭建單元學習分層評價框架

在開展大單元進階教學后，需匹配分層評價以反饋效果。搭建單元學習分層評價框架，可從多元化評價目標、概念橫縱拓展、核心素養整體測評等三個方面入手，結合教學層級設定六級評價水平，形成“教一學一評”閉環。

1.打造多元化的評價

《課程標準》強調，高中物理課程重視以評價促進學生學習與發展，重視評價的診斷功能和激勵功能，致力創建一個目標明確、主體多元、方法多樣、既重視結果亦重視過程的物理課程評價體系[]。

評價的多元化體現在評價功能雙重化、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生知識漏洞，又要利用評價結果激勵學生進階。這就要求教師及時、準確地對學生進行評價，不僅要關注學生有待提高的部分，還要關注學生做得好的部分。評價目標多維化指的是依據物理學科核心素養水平設定學習目標，評價學生在物理觀念、科學思維、科學探究、科學態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、學生自評與互評等多種評價，通過教師課堂提問、批改作業或實驗報告，學生撰寫學習反思日志、小組合作表現互評等手段，全面反饋學習效果。評價方法多樣化要求教師將過程性評價與終結性評價結合起來，全過程關注學生的學習情況。評價內容層次化要求教師設計有梯度的評價標準，體現由低階認知到高階思維的多元評價維度。

2.實現概念的橫縱拓展

以大概念為核心的評價需通過橫向關聯與縱向深化雙向路徑，推動學生從知識碎片化向觀念系統化進階。

橫向拓展方面，評價學生能否構建概念網絡突破模塊壁壘。教師可以以核心大概念為中心，引導學生梳理其與相關概念的關聯，形成跨章節、跨模塊的知識網絡。例如，在教學電磁學模塊時，評價學生能否通過“安培力做功與電能、機械能轉換”建立“能量守恒\"在電磁情境中的應用模型。

縱向深化方面，評價學生所處遞進認知層級，考查學生是否突破理解維度。教師可以按照感知、理解、應用、評價、創造的認知梯度，設計多層級任務。

通過概念的橫縱拓展，學生不僅能建立核心大概念與其他概念的聯系，還能在逐層深入的理解中形成穩定的物理觀念，最終實現從知識學習者到觀念持有者的角色轉變。

3.以素養為導向關注學生的整體評價

核心素養是學生長期學習積淀形成的內在品質，難以直觀地測量。核心素養的綜合性與內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雜問題為載體，構建多維度測評框架。具體而言，教師可以選取貼近生活且具學科融合性的情境，設計包含基礎層、進階層、高階層的任務，其中，基礎層任務可以要求學生復述有關物理知識，主要評估學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，主要評估學生的科學思維與探究能力情況；高階層可設計為要求學生結合研究動態或技術前沿撰寫研究報告，評估學生的科學態度與責任素養發展情況。

教師以真實的、具體的問題為抓手，多方位多角度地測評學生的物理學科核心素養，能夠讓學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、大概念統攝下的進階教學例析

人教版物理教科書必修二第八章“機械能守恒定律”是學生在掌握物質觀、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下的進階式教學設計和分層教學評價。

（一）設計大單元進階教學流程

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系，確定學科核心大概念為“能量觀念”。在學生認知層面，“能量相互轉換和守恒”建立在“功是能量相互轉換的量度”的基礎之上。因此，教師從學生認知角度出發，在大概念理念指導下將本章節內容分為兩個學科次級大概念教學單元，分別為“功是能量相互轉換的量度\"和“能量是相互轉換和守恒的”，兩個教學單元和對應教學層級關系如下頁表1所示。

表1中的五個教學層級，分別圍繞教學主題群、具體教學內容、教學情境的創設、學習方式及核心素養的培養進行設計。

教學層級1是基礎的學習層級，利用兩個教學課時完成，以生活中常見的水平拉箱子或拖把拖地等場景為例，讓學生直觀感受力與位移的關系，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，深化對正、負功的認識；在探究機車啟動問題時，引導學生思考功率與速度、牽引力之間的動態變化，強化對功率概念的理解，初步構建功與能量轉換的聯系。

教學層級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，能讓學生更好地理解重力做功的特點。再通過回顧初中學過的重力勢能的定義，引導學生思考重力勢能具有相對性的本質，培養學生的質疑精神和知識遷移能力，加深學生對功與能量轉換之間的理解。

教學層級3為動能定理推導過程。教師可逐步引導學生回顧牛頓第二定律和運動學公式的應用場景，讓學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，讓學生學會運用動能定理解決實際問題，提升知識遷移能力和數學推演能力，形成功是能量相互轉換量度的觀念。

教學層級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，不僅能讓學生從不同角度理解機械能守恒的條件，還能培養學生的觀察能力、分析能力和歸納總結能力。教師可進一步引導學生思考生活中其他體現機械能守恒的實例，如蕩秋千、過山車、蹦極等學生接觸過的真實情景，加深學生對機械能守恒定律的理解，使其初步形成能量是相互轉換和守恒的觀念。

教學層級5為設計驗證機械守恒的實驗。學生在分組合作過程中需要討論實驗原理、步驟以及可能出現的誤差。使用打點計時器和光電門兩種不同方案，能讓學生從不同角度理解實驗目的。這一過程能夠培養學生的實驗設計能力、操作能力以及數據處理能力和分析能力，全面提升學生的科學探究素養，完善能量是相互轉換和守恒的觀念。

表1基于大概念的“機械能守恒定律”大單元進階教學設計表

（二）設計單元學習分層評價

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

完整的大單元教學過程由多個教學環節構成，筆者針對不同的教學環節設計了分層學習教學環節評價表（如下頁表3所示），對學生的學習過程進行定性跟蹤與評價。

表2、表3的設計不僅依據《課程標準》的學業質量評價水平分層呈現學習內容和表現要求，還具體落實了評價多元化的理念：表2通過構建五個學習層級診斷學生的知識漏洞，體現評價目標多維化；構建六個能力水平體現了評價內容層次化；表2與表3中學生評價和教師評價同步進行體現了評價功能雙重化、評價主體多元化；通過跟蹤教學過程的各個環節，結合了過程性評價與終結性評價，體現了評價方法多樣化。兩個評價量表共同構成對學生核心素養發展的全方位、多角度評價，形成對“教學一學習—評價”閉環的有力支撐。

本研究構建了大概念統攝下的物理學科核心素養進階培養路徑。通過提取核心大概念、細化學科次級概念、構建教學主題群的進階教學設計，結合六級分層評價體系，形成“教學一學習一評價”閉環。這種方式突破了知識碎片化困境，既幫助學生從知識整合邁向觀念建構，又為教師落實核心素養培養提供可借鑒的框架。在后續教學中，教師可進一步拓展大概念在跨學科融合、真實情境復雜問題解決中的應用，持續深化學生對物理學科本質的理解，提升學生運用物理觀念解決實際問題的能力，真正實現從“知識傳授”到“素養培育”的育人轉型。

表2以大概念為核心的“機械能守恒定律”大單元分層學習層級評價量表

表3以大概念為核心的“機械能守恒定律”大單元分層學習教學環節評價量表

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.基于核心素養的高中物理大單元教學設計：以“靜電場”為例[J].中學教學參考，2023（8） ：45-47.

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

[4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.

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

（責編 劉小璦）