大概念统摄下的物理单元整体教学

摘    要：大科学观的发展呼吁整合意识的回归，学生核心素养和横贯能力的培养亦需整合观念的落实。大概念为整合教学提供了具体逻辑载体和方法论基础，利用其高视域、大格局、深层次价值统摄高中物理“静电场”单元整体教学，构建符合学生认知发展规律的结构化知识体系，开展教学评一体化的单元教学活动，达到静电场知识的有效教学。

关键词：大概念；单元整体教学；结构化知识体系；有效教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2024）2-0006-6

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出“进一步精选学科内容，重视以大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实。”［1］凸显出大概念在课程教学中的核心地位，“大”体现在大结构、大视域、大情境的建构，以大结构审视教学内容，以大视域确立教学目标，以大情境组织具体教学活动，逐步建立完备、和谐的物理图景。

“静电场”处于承接“力学”、通达“电磁学”的重要位置，本单元概念众多且概念间盘根错节，运用大概念统摄“静电场”单元教学，有利于学生对“场”的深层次理解和高视阈认知框架的建构，提升学生的物理观念和科学思维，彰显物理学科的育人价值和学生全面发展的教育理念。

1    大概念的内涵与价值

大概念并非具体知识概念，是指隐藏在具体知识背后的更加实质、更为核心、更高层次的思想总括，是高度抽象概括出的具有普适性、兼备认知框架、能长久保持并广泛迁移的本质概念［3］。大概念位于学科的核心地位，统摄碎片化知识且将教学内容按逻辑脉络组织成符合学习进阶层级的结构化教学素材，极大程度地降低学生的认知负荷，拓宽学生的思维广度与探究意识深度。

大概念是兼备认识论、方法论、意义论的高阶活性观念［4］。如图 1所示，从认识论的角度，既可自下而上从大量具体经验中逐层凝练出相对抽象的知识概念，又可自上而下统摄众多孤立零散的知识点，以高视角组建系统的知识网络；从方法论的角度，具备构建认知框架的功能，更符合学生的认知发展规律和学科内在逻辑，其蕴含的方法与思想可形成解决实际问题的大线索，成为探究事物本质的关键工具；从意义论的角度，大概念能够广泛迁移，联系生产生活实际创设真实情境，灵活规划各环节教学活动，强化学生对知识的深度理解和持久记忆，进而实现深度学习。

2    大概念统摄下的单元整体教学设计流程

围绕大概念设计物理单元教学流程，如图2所示。以大概念的认知观纵横整合教学知识网络，从教材、学生等多维度系统分析学情，根据物理课程标准制订单元教学目标，设置问题情境规划具体教学活动，利用多元化评价量表等评价手段贯彻教学评一体化的教学理念。

2.1    整合教学内容

2.1.1    物理观念横向剖析单元教学内容

物理观念是核心素养的重要组成部分，以物理观念横向剖析单元教学内容，可以增进学生对物理学科特征和本质规律的认知。如图3所示，以学科观念角度重建“静电场”知识结构，培养学生宏观思维并逐步构建科学世界观，促使知识向关键能力有效转化，切实、全面地提升学生的科学素养。

2.1.2    学习进阶纵向解构单元内容层级

以进阶理论为工具剖析单元知识，贯彻循序渐进的教学原则，逐级构建符合学生认知水平的知识学习层级。如图4所示，将“静电场”单元知识按知识内在逻辑从场—场强—力—功—能—综合的内容逐层进阶，按思维发展规律从现象到本质、定性到定量、认识到应用的形式依次升级。

2.1.3    关键线索串联立体知识网络

利用关键线索构建整个单元的知识网络，以点引线、以线带面，体现知识背后更为本质的认知逻辑，有利于学生对知识的深层次理解与实际运用。如图5所示，电场线形象直观，与众多知识点联系密切，以“电场线”为大线索串联“静电场”中的重要概念，以其为知识脉络贯穿“静电场”单元教学始终，使学生头脑中形成“静电场”的整体认知图景和清晰完整的逻辑链条。

2.2    系统分析学情

分析该阶段学习主体的原有认知基础、元认知水平及预期的学习困难等，为教学目标的设定打好基础，减少教学的盲目性，从而对教学活动有更高层级的把握，达到课堂效率的有效提升。

原认知基础：初中阶段学生已具备电场的基础知识，如对电荷、电流等基础概念比较熟悉，但对其微观认知方式缺乏了解；高一学年阶段学生初步建立了实物物质观、相互作用与运动观、能量观，如对重力场中“重力势、重力势能、重力做功特点”等概念的认知可类比迁移到电场中。

元认知水平：学生的心理状态趋于成熟，抽象思维水平和模型建构能力有较大提升，具备一定的逻辑推理和科学探究能力，解决实际问题的方式由“经验型”向“理论型”过渡；拥有独立思考的意识和合作交流的本领，能主动组建学习共同体，实现个体特质和集体意识的同步发展。

学习困难：“静电场”是学生高中阶段首次正面接触到的“场”的概念，无法直接用感官认知“场”的属性，需要较高的空间想象力；本单元概念众多且抽象程度高，学生的思维深度较浅，更多地停留于表象认知，对机理的深入理解缺乏耐心；概念间相似度高且关系错综复杂，学生的探究方式单一，缺乏整体纵横意识和自主组建知识脉络的能力，难以建立完备的静电场认知图景。

2.3    依据课程标准制订教学目标

教学目标是一切教学活动的出发点和归宿，根据物理课程标准制订切实可行的教学目标，有利于学生学科核心素养的有效落实，最大限度地激发学习热情，便于教学效果的检测与评价。如表1所示，结合物理课程标准育人理念和学情分析设计“静电场”的单元教学目标。

2.4    依据大思路解构单元教学活动

以大概念的高视角统筹知识点，确定单元主题，筛选并逐级解构单元大概念。根据众多子概念制订大任务并创设物理情境，采用问题链驱动教学活动，由追问引发思维的深度加工。如表2所示，将“静电场”单元教学活动环节具化，使学生在解决系列问题的过程中逐步完善单元知识网络，形成解决复杂问题的大思路。

2.5    设计评价量表

运用大概念统摄单元整体教学，发挥评价在教学中的导向作用，有效落实教学评一体化。改变唯分数的评价观，重视过程性评价和发展性评价，采用主体多元、方法多样的评价方式，动态监测、及时反馈评价结果，将真实且连续的评价贯穿整个教学过程［5-6］。单元教学前师生共同设置评估要素及评价标准，使教学活动有的放矢。以表现性任务为例设计评价量表（表3）。

3    结  语

运用大概念统摄单元整体教学符合未来教育的发展趋势，有利于学生核心素养的落实和元认知水平的提升，学科知识结构体系的优化也为有效教学提供了具体的实践基础和方法论体系，贯彻了物理学科的基本理念，满足学生终身发展和未来学习型社会建构的需求。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准（2017 年版2020年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］廖伯琴.《普通高中物理课程标准》（2017年版）要点解读［J］.物理教学，2020，42（2）：2-5.

［3］张玉峰.以大概念、大思路、大情境和大问题统领物理单元教学设计［J］.中学物理，2020，38（5）：2-7.

［4］李松林.以大概念为核心的整合性教学［J］.课程·教材·教法，2020，40（10）：56-61.

［5］关菲，管彤彤，彭朝阳.指向深度学习的物理单元教学模式——以“磁场”为例［J］.物理教学探讨，2023，41（9）：33-38.

［6］魏国强，程惠敏，张成欣.高中物理生态课堂学生课堂表现观察指标体系的建构［J］.物理教师，2019，40（8）：2-3，9.

（栏目编辑    赵保钢）

收稿日期：2023-09-21

作者简介：关菲（1995-），女，硕士研究生，研究方向为物理学科教学。

*通信作者：彭朝阳（1971-），男，教授，博士生导师，研究方向为物理课程教学和天体物理。