以大概念为核心的物理单元教学

赵梅

摘要：大概念为整合性（单元）教学提供了一种新的理念和方法。教学教科版初中物理八年级下册第九章《压强》时，“确定大概念”阶段：梳理单元内容，论证大概念的合理性;“外显大概念”阶段：表征大概念，具体化学习目标;“活化大概念”阶段：依据大概念设计核心问题并细化为问题群;“建构大概念”阶段：聚焦大概念设计学习活动;“评价大概念”阶段：立足四个维度评估大概念的建构情况。

关键词：大概念;单元教学;《压强》;初中物理

学生的全面发展，核心素养的培育，都有赖于一种更具整合性的教学样态。因此，对单元教学、项目化学习等的研究方兴未艾。而单元教学一般需要一个有力的抓手来串联课时教学。对此，不少专家、学者和一线教育工作者都将目光投向了大概念。四川师范大学李松林教授指出，可以大概念为核心进行单元（整合性）教学，进而，他提出了“确定大概念—外显大概念—活化大概念—建构大概念—评价大概念”的中介者（课程知识向核心素养转化的中介）模式李松林.以大概念为核心的整合性教学[J].课程·教材·教法，2020（10）：60。。如何将这一模式运用于初中物理教学？下面以教科版初中物理八年级下册第九章《压强》教学为例，阐述具体的实践探索。

一、“确定大概念”阶段：梳理单元内容，论证大概念的合理性

大概念是整个单元教学的核心，链接了单元的所有教学内容，所有的核心问题、子问题群都依托大概念来设计。“确定大概念”阶段，我们要通过深入研读课标和教材，梳理单元教学内容，整理出概念规律间的结构关系，明确教学主线。

课标对“压强”的内容要求为：“通过实验，理解压强。知道日常生活中增大和减小压强的方法。”“通过实验，探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。”中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：17。

教科版初中物理教材中，“压强”的编排思路为：压强→液体的压强（压强的另一种形式，承接压强和大气压强两节）→连通器（液体压强在生活中的应用）→大气压强（压强的又一种形式）。

通过对课标和教材内容的分析，我们可以发现，整个单元概念内核为：理解压强的定义是压力与受力面积的比值;压强概念的得出可以类比速度概念的建立过程，体会到类比法在物理学习中的应用;在理解压强概念的基础上，理解液体压强和大气压强是压强的另外两种形式。据此，我们将压强（描述压力作用效果的物理量）以及压强概念建立过程中运用的类比法作为本单元的大概念是合理的。

二、“外显大概念”阶段：表征大概念，具体化学习目标

“外显大概念”阶段，就是对大概念进行表征和描述，其实质是将核心目标（核心素养）具体化为预期可见的学习目标③李松林.以大概念为核心的整合性教学[J].课程·教材·教法，2020（10）：60，60。，以学生具体的学习行为去判断学生是否掌握理解了大概念。

依据课标，对“压强”进行表征和描述，确立本单元的学习目标：（1）通过实验，理解影响压力作用效果的因素，类比速度概念建立压强概念;（2）了解液体压强和大气压强是压强的另外两种形式，知道液体压强的影响因素;（3）知道压强在生活中的应用。

三、“活化大概念”阶段：依据大概念设计核心问题并细化为问题群

“活化大概念”阶段，需要将大概念转化成高质量的问题，以引导学生在问题解决中学习。其基本操作方法是根据大概念设计核心问题，并细化设计子问题群。③

根据根据确定的大概念，本单元的核心问题为：如何描述压力的作用效果？并进一步细化得到子问题群：

（1）影响压力作用效果的因素有哪些？

（2）如何描述压力的作用效果？压强概念建立的过程与速度有什么相似之处？

（3）固体有压强，那么液体有压强吗？液体压强大小与哪些因素有关？

（4）你能用压强定义式推导出液体压强大小的计算公式吗？

（5）液体压强在生产生活中有哪些运用？

（6）大气与液体一样具有重力和流动性，那么大气有压强吗？大气压强在生活中有哪些应用？

（7）从托里拆利实验我们可知，托起水银柱的是大气压强，你能根据这一事实依据和液体压强公式计算出大气压强的大小吗？

四、“建构大概念”阶段：聚焦大概念设计学习活动

单元整合性教学仍然要通过具体的课时教学来实现，而根据大概念设计出的核心问题和子问题群就可以在宏观上把控整个单元教学，同时，在大方向上调节微观的课时设计，确保学生在学习后能够建构出结构化的知识网络。“建构大概念”阶段，为了解决提出的核心问题和子问题群，必须聚焦大概念进行学习活动的设计。

“压强”教学，针对子问题（1），设计“探究压力作用效果的因素”的活动。具体包括：（1）激趣生疑，提出问题。沙滩上，父子走过留下两串深浅不一的脚印，说明二者对沙滩的压力作用效果是不同的，那么，压力作用效果和哪些因素有关呢？（2）提出猜想，实验验证。（3）归纳概括，得出结论。

针对子问题（2），设计“自主建构压强概念”和“举例说明如何增大和减小压强”的活动。前者具体包括：利用问题“压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显;受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。当压力大小和受力面积都不同时，如何比较压力作用效果”，引发学生思考压强概念建立过程与速度概念建立過程的相同之处（以速度概念的建立过程类比思考）。后者具体包括：通过展示实物或者图片，学生观察并判断生活中的设施或方法是增大还是减小压强，总结出增大和减小压强的方法。

针对子问题（3），设计“探究液体压强的影响因素”的活动。具体包括：（1）激趣生疑，提出问题。大坝为什么修得上窄下宽呢？潜水员潜水时为什么要穿潜水服呢？深海鱼类被捕捞上岸后常会爆体而亡，这是为什么呢？（2）从这些现象可以猜想，液体存在压强，那么，液体压强大小和哪些因素有关呢？（3）提出猜想，实验验证。（4）归纳概括，得出结论。

针对子问题（4），设计“液体压强公式推导”的活动，引导学生利用上节课学习过的“假想液片法”和压强定义式推导出液体压强公式。

针对子问题（5），设计“认识连通器”的活动。通过演示实验认识连通器的工作特点后，引导学生用“假想液片法”和液体压强公式说明，为什么连通器中同种液体不流动时，各容器液面相平;再分组讨论交流连通器在生活中的应用。

针对子问题（6），设计“说说大气压强在生活中的应用”的活动。具体包括：（1）类比液体压强认识大气压强的存在;（2）举一些生活中能够说明大气压强存在的例子;（3）能够利用大气压强知识自制简易气压计。

针对子问题（7），设计“计算大气压强的大小”的活动。具体为：让学生观察和分析托里拆利实验现象，认识到正是大气压强支撑着玻璃管中的水银柱;尝试用液体压强公式计算出大气压强的大小。

五、“评价大概念”阶段：立足四个维度评估大概念的建构情况

“评价大概念”阶段，主要是为了检验学生是否完成了学习目标（大概念的建构）。对此，我们可以通过“知道什么”“理解什么”“能做什么”“想做什么”四个维度去评估学生的学习效果。李松林.以大概念为核心的整合性教学[J].课程·教材·教法，2020（10）：60。

“知道什么”维度的评价内容和方法为：评估学生所举生活实例;实验报告（现象描述准确、实验步骤准确、收集数据准确、概括结论正确）;大气压强计算过程准确。

“理解什么”维度的评价内容和方法为：实验报告中，现象描述准确、实验步骤准确、收集数据准确、概括结论正确;检查公式推导过程准确。

“能做什么”维度的评价内容和方法为：完成家庭实验“自制简易气压计”，能够用它在电梯升降过程中探究大气压强和海拔高度的关系。

“想做什么”维度的评价内容和方法为：能够举例说出压强在生活中的应用实例;熟练掌握类比这一科学方法，在以后的学习中能够类比速度概念、压强概念的建立过程，自主建立通过比值定义法定义的一些类似概念。

需要说明的是，这些评价方法只针对学生的课堂行为以及课堂留置的延伸性实验探究成果的评估，不涉及对课后作业、考试等检测方式的评价。

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