“雙減”政策下初中物理大概念教學(xué)的實(shí)踐研究

摘 要：本文簡(jiǎn)述了學(xué)科大概念的內(nèi)涵與特征。文中教學(xué)設(shè)計(jì)以“賞析過山車”主題為引領(lǐng)，將力與運(yùn)動(dòng)單元知識(shí)融入情境之中?；谠摻虒W(xué)設(shè)計(jì)，教師能夠引導(dǎo)學(xué)生從情境中解析出大概念、并進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化重構(gòu)。文章闡述了基于主題生活情境的大概念教學(xué)路徑及其啟示。

關(guān)鍵詞：大概念教學(xué)；核心素養(yǎng)；實(shí)踐研究

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：教師制訂教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要把握內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性，并考慮學(xué)生的差異性。教師應(yīng)領(lǐng)會(huì)物理學(xué)科邏輯，既要明確各部分內(nèi)容在物理學(xué)科體系中的地位、價(jià)值和彼此間的聯(lián)系，又要了解相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的發(fā)展脈絡(luò)，防止教學(xué)碎片化、孤立化，努力讓學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化。^［1］可見，促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的大概念教學(xué)是發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑?；诖耍痪€教師開展大概念教學(xué)的校本化實(shí)踐研究已成為必然趨勢(shì)。

1 大概念的概述

1.1 內(nèi)涵

近年來，國內(nèi)學(xué)者持續(xù)關(guān)注大概念，不同的研究者從教材內(nèi)容、建構(gòu)過程、價(jià)值等方面給出了不同維度的定義。王強(qiáng)、李松林將多種定義進(jìn)行整合并降維闡釋，指出學(xué)科大概念是在學(xué)科中位于更高層次、居于中心地位和處于鮮活樣態(tài)的概念或觀念，有常理性、學(xué)理性、哲理性三種表現(xiàn)類型。^［2］

1.2 特征

筆者認(rèn)為，不同學(xué)科中的大概念特征各有不同。本文所指的大概念是物理學(xué)科的單元大概念（學(xué)理型大概念），其主要特征包括“高屋建瓴”的統(tǒng)攝性、“一針見血”的中心性和“觸類旁通”的遷移性。

2 大概念建構(gòu)的價(jià)值與路徑

復(fù)習(xí)課一直被教師認(rèn)為是最難上的課型之一，其目標(biāo)在于幫助學(xué)生溫故而知新，讓學(xué)生在熟悉的內(nèi)容中

形成新的見解，形成全新的思維方式。倘若復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)得不好，一味老生常談，教學(xué)過程就會(huì)面臨“炒冷飯”的尷尬。如果教師基于大概念模型^［3］（見圖1），創(chuàng)設(shè)生動(dòng)且貫穿課堂的主題生活情境，并進(jìn)行巧妙的螺旋上升式大概念教學(xué)（見圖2），原本乏味的復(fù)習(xí)課將因此變得生動(dòng)且鮮活，其不僅能呈現(xiàn)情理之中的“風(fēng)景”，還會(huì)帶來意料之外的“收獲”。本文以蘇科版“力與運(yùn)動(dòng)”單元教學(xué)為例，探討大概念教學(xué)的實(shí)施過程。

3 大概念的教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 初識(shí)大概念

3.1.1 伏筆

知識(shí)恰似鹽，而情境如湯，兩者密不可分。在課堂教學(xué)中，教師將知識(shí)巧妙地融入接地氣的過山車情境，并貫穿整個(gè)教學(xué)過程，能夠讓學(xué)生始終沉浸在情境中、潛移默化地參與深度學(xué)習(xí)，從而幫助學(xué)生真正將知識(shí)吸收并內(nèi)化。

【教學(xué)情境一】

師：今天我們物理課堂“不聊”學(xué)習(xí)，聊聊外出游玩時(shí)候的趣事。

生：好耶！

師：許多同學(xué)都去過游樂場(chǎng)，你們印象最深的游樂項(xiàng)目是什么？

生：過山車（回答的人數(shù)最多）、大擺錘、跳樓機(jī)、海盜船等。

師：今天我們就一起來聊聊大家在乘坐過山車時(shí)的趣事，看看大家能不能“玩轉(zhuǎn)”過山車。

興趣是學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在，也是沉浸式學(xué)習(xí)的“啟動(dòng)密碼”。教師若能找到學(xué)生的興趣點(diǎn)，吸引他們從始至終專注于情境之中，便能帶他們進(jìn)入沉浸式學(xué)習(xí)的狀態(tài)。教師讓學(xué)生聊聊如何能“玩轉(zhuǎn)”過山車，則是為提煉大概念埋下伏筆。

3.1.2 映射

模型建構(gòu)是模型建立和形成的過程，也是學(xué)生對(duì)知識(shí)“順應(yīng)”與“同化”的過程。物理模型的建構(gòu)是以解決問題為目的，最終形成物理理論的過程。這個(gè)過程需要抓住情境中對(duì)象的主要因素，忽略次要因素，從而進(jìn)行抽象和概括。教師可以請(qǐng)學(xué)生欣賞過山車第一視角視頻，并建構(gòu)分段模型如圖3所示。

學(xué)生先回答教師提出的情境問題，后生成自己的物理問題，將情境問題轉(zhuǎn)換為物理問題，如表1所示。教師可以用問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生思維的發(fā)展。在模型建構(gòu)到科學(xué)推理的過程中，學(xué)生能夠逐步形成科學(xué)思維，所生成的問題鏈則潛移默化地指向單元大概念。

3.2 深悟大概念

3.2.1 探究

知識(shí)的“來”與“去”、“穴”與“脈”、“根”與“魂”是尋找大概念的三條基本路徑引用。^［4］教師帶領(lǐng)學(xué)生畫出力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的結(jié)構(gòu)圖（見圖4），并讓學(xué)生互相交流。在此基礎(chǔ)上，我們概括出一個(gè)本章的大概念，來將前面章節(jié)的所有概念聯(lián)系起來。

【教學(xué)情境二】

師：物體運(yùn)動(dòng)一定要受力嗎？有什么依據(jù)？

生：不是，根據(jù)牛頓第一定律，物體在不受力的情況下也能運(yùn)動(dòng)。

師：既然力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，那如何表述能更科學(xué)和準(zhǔn)確？

生：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生先弄清知識(shí)的“來龍”，即知識(shí)的產(chǎn)生與來源，再重構(gòu)知識(shí)的“去脈”，即知識(shí)的作用與價(jià)值，并將零碎的概念聯(lián)系起來，弄清不同知識(shí)間的關(guān)系與結(jié)構(gòu)，形成對(duì)單元整體的認(rèn)識(shí)，抓住大概念的中心性。在此過程中，單元大概念的提煉便水到渠成。

3.2.2 辨析

物理教學(xué)不僅是向?qū)W生提供親身體驗(yàn)物理文化經(jīng)驗(yàn)的過程，也是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)追求物理文化價(jià)值和意義的活動(dòng)。因此，物理課程及物理教學(xué)有傳承物理文化的要求，這也是學(xué)科育人的價(jià)值體現(xiàn)。過山車是學(xué)生喜愛的游樂項(xiàng)目，其蘊(yùn)含著豐富的物理學(xué)知識(shí)和文化，如力與運(yùn)動(dòng)、功和能量、勇于挑戰(zhàn)的精神等。

為什么力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因呢？從亞里士多德到伽利略，再到笛卡爾和牛頓，物理學(xué)家們經(jīng)歷了艱苦卓絕的漫長探索，最終得出力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的科學(xué)本質(zhì)，即

力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因。牛頓認(rèn)為自己比別人看得更遠(yuǎn)，是因?yàn)樗驹诹恕熬奕恕钡募绨蛏?。伽利略就是牛頓認(rèn)為的“巨人”，因?yàn)樗美硐雽?shí)驗(yàn)及科學(xué)推理方法研究物理，這為牛頓后來的研究打下基礎(chǔ)。本文將“力與運(yùn)動(dòng)”的單元概念層級(jí)用金字塔圖形表示（見圖5），可以看出，大概念具有對(duì)單元其他概念的統(tǒng)攝性。

通過物理學(xué)史的文化熏陶，學(xué)生是否會(huì)被物理學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度所驚嘆呢？是否會(huì)被他們?yōu)檫_(dá)真理不懈努力的堅(jiān)毅勇敢的品質(zhì)所折服呢？是否會(huì)被他們實(shí)事求是的科學(xué)人文精神所影響呢？多年之后，學(xué)生或許早已記不清某個(gè)物理小概念，但對(duì)結(jié)合物理學(xué)史辨析的大概念（觀念）可能會(huì)留下深刻的記憶和獨(dú)特的領(lǐng)悟，并能用它們解決生活中的實(shí)際問題。這正是素質(zhì)教育一直追求的目標(biāo)，即內(nèi)化為理論的素養(yǎng)、外顯為實(shí)踐的力量。

3.3 活化大概念

3.3.1 整合

學(xué)生不能“只見樹木不見森林”，更應(yīng)有“先有森林再有樹木”的整體視角。^［5］教師可以請(qǐng)學(xué)生評(píng)價(jià)過山車的幾個(gè)不同情境，讓學(xué)生理性思考不同情境中還涉及哪些單元以外的知識(shí)，如功、能量等，從而幫助學(xué)生將力、運(yùn)動(dòng)、功、能量等概念進(jìn)行整合。這一過程能夠讓學(xué)生在不同大概念之間靈活延展和自由切換。

【教學(xué)情境三】

師：通過聊過山車的趣事，我們提煉出這一過程能夠讓學(xué)生理解“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一大概念，那它能解釋什么領(lǐng)域的問題呢？

生：它能解釋力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

師：過山車幾個(gè)情境中還包含哪些單元的概念？

生：功、能量等。

師：其他單元是否也有類似的大概念？我們結(jié)合過山車進(jìn)行思考，看看能否將它們聯(lián)系起來。

生：過山車在運(yùn)動(dòng)過程中，有做功現(xiàn)象存在，這反映了能量是可以發(fā)生轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的。

師：能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律呢？

生：總能量是守恒的。

在以上的拓展環(huán)節(jié)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生將“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”與能量的單元大概念建立結(jié)構(gòu)化的聯(lián)系，形成“力—運(yùn)動(dòng)—能量”的新架構(gòu)。通過單元間大概念的橫向整合，學(xué)生能夠獲得新的融合視角，從而增強(qiáng)認(rèn)知的整體性和靈活性。

3.3.2 遷移

認(rèn)知教育心理學(xué)家戴維·保羅·奧蘇貝爾（David Pawl Ausubel）主張將遷移放在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中進(jìn)行研究，他認(rèn)為遷移是意義學(xué)習(xí)的核心，并且是通過認(rèn)知結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。以前獲得的經(jīng)驗(yàn)會(huì)影響學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的相關(guān)特征，從而影響新的學(xué)習(xí)過程。過山車情境的深?yuàn)W之處在于先由情境走進(jìn)物理學(xué)科，再遷移到新的生活和社會(huì)情境中，靈活運(yùn)用大概念解決真實(shí)問題，體現(xiàn)了大概念的遷移性，同時(shí)，這一過程也能反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化情況。

例如教師可以結(jié)合“神舟十六號(hào)”飛船成功發(fā)射的新聞報(bào)道，設(shè)計(jì)物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展相關(guān)的跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)，具體如下。

請(qǐng)同學(xué)們觀看發(fā)射視頻，并完成以下作業(yè)：“神舟十六號(hào)”飛船是如何飛上太空的？（燃料設(shè)計(jì)）“神舟十六號(hào)”飛船和空間站如何實(shí)現(xiàn)徑向?qū)樱浚▏姎夥赐蒲b置發(fā)明）空間站如何調(diào)整各個(gè)組合體的姿態(tài)？（機(jī)械臂小制作）

通過以上的幾個(gè)跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)，教師讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)和國家科技發(fā)展之間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)大概念進(jìn)一步的深度理解和遷移運(yùn)用。這不僅減輕了學(xué)生過重的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)、增強(qiáng)課后作業(yè)的實(shí)效、符合國家“雙減”政策理念，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，讓學(xué)生樹立科技自立自強(qiáng)的信念，領(lǐng)悟科技作為國家發(fā)展戰(zhàn)略支撐的重大意義。綜上所述，基于主題生活情境的大概念教學(xué)是一個(gè)螺旋上升式建構(gòu)過程，一般經(jīng)歷三個(gè)階段（初識(shí)—深悟—活化）和六個(gè)環(huán)節(jié)（伏筆—映射—探究—辨析—整合—遷移）。

4 大概念教學(xué)的啟示與建議

4.1 遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律

大概念教學(xué)的目標(biāo)是幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)的學(xué)科認(rèn)知。因此，教學(xué)必須遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。教師以學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生從具體到抽象、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從碎片到系統(tǒng)，逐步建構(gòu)完整的知識(shí)體系。

4.2 根植真實(shí)問題情境

大概念教學(xué)的內(nèi)容是不同層級(jí)概念的集合，離不開真實(shí)的問題情境。教師將概念知識(shí)融入真實(shí)問題情境，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促使學(xué)生長時(shí)間的沉浸式學(xué)習(xí)，便于學(xué)生消化吸收，使得學(xué)生能夠深刻體會(huì)大概念教學(xué)的價(jià)值所在。

4.3 促進(jìn)思維進(jìn)階發(fā)展

大概念教學(xué)是課堂教學(xué)的催化劑，致力于促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階的發(fā)展。其形式是多樣化的，旨在促進(jìn)學(xué)生從多角度、多層次、多方位進(jìn)行思考，深入探索概念間的聯(lián)系，洞察知識(shí)間的內(nèi)在邏輯，使學(xué)生的思維得到發(fā)展，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.4 關(guān)注價(jià)值增值部分

大概念教學(xué)的評(píng)價(jià)是檢驗(yàn)課堂教學(xué)效果的手段，教師應(yīng)關(guān)注更具深遠(yuǎn)意義的價(jià)值增值。教師在進(jìn)行大概念教學(xué)時(shí)不僅要關(guān)注知識(shí)的傳遞，還要關(guān)注知識(shí)的深度理解，更要關(guān)注知識(shí)的遷移運(yùn)用，這種價(jià)值增值能促進(jìn)學(xué)生批判性思維和解決問題能力的發(fā)展。

5 結(jié)語

本文以過山車情境融入“力與運(yùn)動(dòng)”知識(shí)，旨在引導(dǎo)學(xué)生沉浸式賞析過山車、重構(gòu)單元知識(shí)概念、建立金字塔式的知識(shí)層次結(jié)構(gòu)。

文章巧妙融合“初識(shí)—深悟—活化”的進(jìn)階三步教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生沉浸式體驗(yàn)過山車之旅，同時(shí)螺旋上升式地提煉單元大概念，有效促進(jìn)碎片知識(shí)的整體化、結(jié)構(gòu)化與系統(tǒng)化。這一過程不僅使學(xué)生能夠遷移所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，還深刻踐行了“雙減”政策下減負(fù)增效的教育理念，有力推動(dòng)了學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展?！百p過山車之旅，析大概念之理”，這一教學(xué)設(shè)計(jì)看似出人意料，實(shí)則蘊(yùn)含了深刻的教育邏輯，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)的完美融合。

參考文獻(xiàn)

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