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圍繞大概念設(shè)計單元教學已成為當前高中物理教學的發(fā)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(jié)構(gòu)化課程內(nèi)容，突出主題”。 以引領(lǐng)、情境化課程內(nèi)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(shè)計，如何設(shè)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(jié)為例，從課程教材出發(fā)，全面審視本單元教學的資源和內(nèi)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(jié)構(gòu)； 通過問題和活動的設(shè)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(jié)構(gòu)。通過設(shè)計真實情境內(nèi)容和基于核心能力的評價來考察學生，促進學生思維的發(fā)展'知識的掌握和素養(yǎng)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(xiàn)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(nèi)容脫節(jié)。 學生的學習系統(tǒng)容易出現(xiàn)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(guān)系的混亂，我們提出了學科統(tǒng)一概念下的單元教學設(shè)計。 學科大概念是物理學學科知識背后更本質(zhì)、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(lián)系。 “大概念”中的“大”超越了學科知識。 它是基于現(xiàn)實情況、指向未來現(xiàn)實生活的知識，體現(xiàn)在它的人生價值上。 因此，“大觀念”不僅要打通學科內(nèi)、學科間的學習，更要打通學校教育與現(xiàn)實世界的通路。
在學科細分、模塊分解、知識點拓展的教學環(huán)境中，物理中的大概念往往不是現(xiàn)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(chǔ)，聚焦學科本質(zhì)，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(chǎn)生“大概念”。 這是一條自上而下的冷凝路徑； 其次，立足學科內(nèi)容，聚焦核心能力，對知識進行本質(zhì)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(guān)系，通過推導或推導，最終形成相對較高層次的“大概念”。總結(jié)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(fā)展需要。 “大概念”強調(diào)與現(xiàn)實生活情境的聯(lián)系。 因此，探索學科學習與學生現(xiàn)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(nèi)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(guān)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(gòu)建大概念統(tǒng)一控制下的單元知識層次結(jié)構(gòu)，促進深度理解
大概念統(tǒng)一控制下的知識層次結(jié)構(gòu)，具有嚴格的學科邏輯框架，可以將相關(guān)內(nèi)容連接成一個整體，使學習者更容易掌握學習內(nèi)容的完整性。 因此，在單元教學的設(shè)計過程中，教師需要遵循學生的認知規(guī)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(gòu)過程。 不同的概念根據(jù)其范圍和大小呈現(xiàn)出一定的層次結(jié)構(gòu)。 從基本的事實、知識和技能到學科的一般概念，再凝結(jié)、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(jié)構(gòu)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(chǔ)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(nèi)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(nèi)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(gòu)建具有邏輯銜接的知識層次，并能根據(jù)內(nèi)部邏輯關(guān)系在單元知識內(nèi)容之間建立合理的聯(lián)系； 第四層次是基于多學科內(nèi)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(tǒng)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(xiàn)象越遠，表現(xiàn)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(guān)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(xiàn)學科知識在解決問題中的遷移和應用，才能形成透過現(xiàn)象看本質(zhì)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(yǎng)的階梯； 大概念作為素養(yǎng)的主要載體，成為核心素養(yǎng)楔入人們學科知識的錨點。 核心能力的培養(yǎng)是一個不斷迭代、螺旋式發(fā)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(guān)系時，我們首先以設(shè)計車輛安全系統(tǒng)為任務，引入牛頓第一定律，定性討論與運動的關(guān)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(zhì)量和加速度三個量之間的關(guān)系。 第一次迭代地理解了力與運動關(guān)系之間的關(guān)系。 然后，通過改進車輛的舒適性設(shè)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(guān)系的第二次迭代。 最后，通過討論飛行器能否繼續(xù)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(guān)理論。 這是對力與運動關(guān)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(chuàng)造大觀念統(tǒng)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(yǎng)的。 創(chuàng)設(shè)大概念支配的單元情境，就是將教學內(nèi)容與實際問題聯(lián)系起來，讓學生深度參與情境，甚至有身臨其境的體驗，激發(fā)學生參與學習的動力； 創(chuàng)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(xiàn)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(gòu)知識、形成素養(yǎng)、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(nèi)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(xiàn)實生活中的內(nèi)容和話題，因為現(xiàn)實生活中的話題更能激發(fā)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(jié)中的“力與運動的關(guān)系”為例，我們選擇賽車作為真實情境，設(shè)置了4道情境題。 同時，我們圍繞“大概念”設(shè)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(jié)構(gòu)，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(shè)計評價方法，走向“能力評價”
大概念統(tǒng)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(yǎng)，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(yǎng)的內(nèi)在素質(zhì)。 它們無法直接測量或觀察。 相反，它們需要根據(jù)學生在實際情況中參與解決問題的表現(xiàn)來推斷。 因此，需要多角度設(shè)計測試情境，為學生能力和素養(yǎng)的表現(xiàn)提供舞臺。 要根據(jù)學科核心能力的關(guān)鍵表現(xiàn)來設(shè)計實際問題，讓學生的素養(yǎng)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(shè)計”理論為解決這些問題提供了很好的借鑒和思路。 逆向設(shè)計理論認為“學習證據(jù)、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(xiàn)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(shù)或?qū)﹀e，而必須設(shè)計評分標準。 評價是一個綜合評價高中物理單元教案設(shè)計，是一個持續(xù)、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(nèi)容和形式設(shè)計，圍繞本章的表達任務和評價證據(jù)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(guī)范教學過程，幫助學生更有效地調(diào)整學習（形成性評估）； 其次，跟蹤學生在實現(xiàn)各種目標的過程中在學科中的核心能力（形成性評價、終結(jié)性評價），判斷學生學習活動質(zhì)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(shè)計的考核是以素養(yǎng)為基礎(chǔ)的。 評價要增強開放性，釋放學生表現(xiàn)的空間，根據(jù)學科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵表現(xiàn)設(shè)計評分標準，堅持以素養(yǎng)為學生劃分等級。 以學生制作加速度計為例，設(shè)計評價量表，如表3所示。
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五、結(jié)論
大概念統(tǒng)一控制下的單元知識構(gòu)建和教學設(shè)計，可以使教與學直指學科本質(zhì)。 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(nèi)容和縱向知識結(jié)構(gòu)。 學生在連接舊知識、激活具體經(jīng)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(gòu)建出完善的、有意義的知識結(jié)構(gòu)，并逐步形成核心能力。
參考文獻省略