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圍繞大概念設計單元教學已成為當前高中物理教學的發展趨勢和重要方向。 《普通高中物理課程標準（2017年版）》提出：“注重以學科大概念為核心，結構化課程內容，突出主題”。 以引領、情境化課程內容，促進學科核心能力的落地。 1、那么，物理教學中如何提煉物理大概念高中物理單元教案設計，如何設計基于大概念的單元教學，如何把握物理教學的大概念，如何基于大概念進行物理教學。 核心能力在概念上的落實是值得我們物理教育者思考的問題。 本文以“牛頓運動定律”章節為例，從課程教材出發，全面審視本單元教學的資源和內容，明確本單元的大致范圍。 概念，分析大概念及其下的知識邏輯和思維方法，幫助學生建立知識層次結構； 通過問題和活動的設計，大概念可以架起連接學科知識和核心能力的橋梁，促使學生建立結構。通過設計真實情境內容和基于核心能力的評價來考察學生，促進學生思維的發展'知識的掌握和素養的提高。
1.提煉學科主要概念，為思維過程指明方向
核心能力的實現不能僅僅依賴于單一課程中的幾個重要概念。 這很容易造成學科核心能力與學習內容脫節。 學生的學習系統容易出現知識分散、理解不夠深入等問題。 為了避免概念鏈的斷裂和概念之間對應關系的混亂，我們提出了學科統一概念下的單元教學設計。 學科大概念是物理學學科知識背后更本質、更核心的概念或思想。 它建立了不同物理概念之間的垂直和水平聯系。 “大概念”中的“大”超越了學科知識。 它是基于現實情況、指向未來現實生活的知識，體現在它的人生價值上。 因此，“大觀念”不僅要打通學科內、學科間的學習，更要打通學校教育與現實世界的通路。
在學科細分、模塊分解、知識點拓展的教學環境中，物理中的大概念往往不是現成的，而是需要師生主動提煉、自覺凝練。 如何凝練大概念？ 一般來說，我們對學科大概念的提煉有以下兩種方式：以課程標準為基礎，聚焦學科本質，通過對課程標準中的核心概念和思想進行“降維解讀”，提取表達這些維度的觀點。 句子逐漸聚合、升華，逐漸產生“大概念”。 這是一條自上而下的冷凝路徑； 其次，立足學科內容，聚焦核心能力，對知識進行本質提煉，梳理高度凝練的學科核心概念以及核心概念之間的關系，通過推導或推導，最終形成相對較高層次的“大概念”?？偨Y核心概念。 這是自下而上的冷凝路徑。 當然，無論走哪條路，都需要基于學生的發展需要。 “大概念”強調與現實生活情境的聯系。 因此，探索學科學習與學生現實世界的連接點是提煉“大概念”的重要途徑。 以《牛頓運動定律》內容為例，梳理運動和力的核心知識和概念，重點提煉力和運動的關系，自下而上地濃縮本章的大概念，如圖1所示。
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2.構建大概念統一控制下的單元知識層次結構，促進深度理解
大概念統一控制下的知識層次結構，具有嚴格的學科邏輯框架，可以將相關內容連接成一個整體，使學習者更容易掌握學習內容的完整性。 因此，在單元教學的設計過程中，教師需要遵循學生的認知規律和認知水平，依托學科大概念，幫助學生建立學科邏輯框架，最終完成學科知識的建構過程。 不同的概念根據其范圍和大小呈現出一定的層次結構。 從基本的事實、知識和技能到學科的一般概念，再凝結、升華為學科的大概念，最后擴展到跨學科的概念，甚至上升到哲學觀點。 這個過程是學生不斷完善認知結構的過程。 知識的學習往往是從低級到高級，是一個不斷抽象、概括的過程； 從較高層次到較低層次，是一個遷移和應用的過程。
以“運動與交互”為例。 最底層是基礎學科知識和技能等事實性知識和較少的總體分解概念，即課堂學習內容中的許多小概念，如位移、加速度、力的合成與分解、力的平衡、牛頓運動定律等， ETC。; 第二個層次是基于學科內部知識整合的核心概念和方法，即核心概念或基本問題，如力學概念、運動學概念等； 第三層次是學科大概念，圍繞大概念可以構建具有邏輯銜接的知識層次，并能根據內部邏輯關系在單元知識內容之間建立合理的聯系； 第四層次是基于多學科內容整合而成的概念或主題，即跨學科概念或共性概念； 最頂層是“元認知”，統轄所有其他知識，即哲學概念。 通常，概念越大，其解釋的范圍越廣，離實際現象越遠，表現形式越抽象，相應的層次也越高，如圖2所示。
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懷特海指出：“教育的核心問題之一是如何讓學生借助樹木了解樹林”[2]。 只有關注和理解復雜學科知識背后的大概念，提高學以致用的能力，實現學科知識在解決問題中的遷移和應用，才能形成透過現象看本質的學科概念，并最終形成核心能力。 深入實施。 大概念作為知識的組織核心，架起了從知識到素養的階梯； 大概念作為素養的主要載體，成為核心素養楔入人們學科知識的錨點。 核心能力的培養是一個不斷迭代、螺旋式發展的過程。 以《牛頓運動定律》單元教學為例，在討論力與運動的關系時，我們首先以設計車輛安全系統為任務，引入牛頓第一定律，定性討論與運動的關系。 然后，以探索如何使賽車獲得更大的加速度為任務，引入了牛頓第二定律，定量討論了力、質量和加速度三個量之間的關系。 第一次迭代地理解了力與運動關系之間的關系。 然后，通過改進車輛的舒適性設計，引入牛頓第三定律，從研究一個物體上的力到研究兩個物體的相互作用，以及物體上力之間關系的第二次迭代。 最后，通過討論飛行器能否繼續加速，論證了牛頓運動定律有其適用范圍，并介紹了相對論等相關理論。 這是對力與運動關系認知邊界的第三次迭代理解。 整個教學過程就是一個一步一步逼近大概念的過程，如圖3所示。
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3、創造大觀念統一管控下的單元情境和問題，形成推動教學的動力。
學生的“核心能力”不是老師直接傳授的，而是通過在問題情境中解決問題的實踐來培養的。 創設大概念支配的單元情境，就是將教學內容與實際問題聯系起來，讓學生深度參與情境，甚至有身臨其境的體驗，激發學生參與學習的動力； 創建大概念主導的單元問題，就是圍繞大概念，將問題融入生活情境，引導學生思考和探索這些現實問題，引導學生深入學習、學以致用； 學生的“學習”必須是在解決問題、建構知識、形成素養、達到學習目的的過程中。 如圖4所示。如何選擇情境和問題？ 您如何從周圍的世界中選擇內容？ 教師一般本能地認識到需要抓住學生的興趣，而做到這一點的最好方法就是選擇現實生活中的內容和話題，因為現實生活中的話題更能激發學生的學習興趣和動力，能更好地吸引學生的興趣。知識與生活的距離。 以牛頓運動定律章節中的“力與運動的關系”為例，我們選擇賽車作為真實情境，設置了4道情境題。 同時，我們圍繞“大概念”設計了與“大概念”的單元目標相匹配的“核心問題”。 。 這個“核心問題”具有“開放”的結構，可以提出基本問題，促進學生圍繞“大概念”不斷思考。 參見表 1。
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4、基于實際情況設計評價方法，走向“能力評價”
大概念統一控制下的物理單元教學評價不僅要評價學生掌握的知識，還要評價學生對大概念的理解和應用。 要注重學生解決實際問題的能力和素養，學得真切。 ，評估真實性。 核心能力是個體在學習物理過程中形成或培養的內在素質。 它們無法直接測量或觀察。 相反，它們需要根據學生在實際情況中參與解決問題的表現來推斷。 因此，需要多角度設計測試情境，為學生能力和素養的表現提供舞臺。 要根據學科核心能力的關鍵表現來設計實際問題，讓學生的素養在解決問題中得到彰顯。 如圖5所示。
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基于核心能力的評估需要融入教學。 美國教育學者威金斯和麥克泰赫的“逆向設計”理論為解決這些問題提供了很好的借鑒和思路。 逆向設計理論認為“學習證據、學習任務和學習評價是緊密相連的”[3]。 教師通過任務考核和學習表現來判斷學生是否在學習，檢驗學習是否正在進行，從而評估學生的學習狀況，評價學生的學習水平。 當然，這個評估任務不是通過測試來完成的，也不是通過實驗測試來完成的，而是通過完成一個完整的事情來進行診斷和評估； 評價不能只靠分數或對錯，而必須設計評分標準。 評價是一個綜合評價高中物理單元教案設計，是一個持續、迭代的過程。 以《牛頓運動定律》單元評價為例，重點基于學習過程的評價內容和形式設計，圍繞本章的表達任務和評價證據開展評價活動。 主要目的有兩個：第一。 提供教與學效果的反饋，幫助教師規范教學過程，幫助學生更有效地調整學習（形成性評估）； 其次，跟蹤學生在實現各種目標的過程中在學科中的核心能力（形成性評價、終結性評價），判斷學生學習活動質量的期望，包括對大概念的理解，見表2。
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基于大概念的單元教學設計的考核是以素養為基礎的。 評價要增強開放性，釋放學生表現的空間，根據學科核心素養的關鍵表現設計評分標準，堅持以素養為學生劃分等級。 以學生制作加速度計為例，設計評價量表，如表3所示。
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五、結論
大概念統一控制下的單元知識構建和教學設計，可以使教與學直指學科本質。 學生對大概念的理解和應用的過程，就是學生逐步接近學科核心能力的過程。 學生基于大概念理解橫向單元內容和縱向知識結構。 學生在連接舊知識、激活具體經驗的過程中，不斷突破原有的認識和觀點，不斷鏈接、拓展、嵌入新知識； 在螺旋式解決問題的過程中，我們會不斷迭代地理解并走向理解，最終構建出完善的、有意義的知識結構，并逐步形成核心能力。
參考文獻省略