围绕大概念设计单元教学已成为当前高中物理教学的发展趋势和重要方向。 《普通高中物理课程标准（2017年版）》提出：“注重以学科大概念为核心，结构化课程内容，突出主题”。 以引领、情境化课程内容，促进学科核心能力的落地。 1、那么，物理教学中如何提炼物理大概念高中物理单元教案设计，如何设计基于大概念的单元教学，如何把握物理教学的大概念，如何基于大概念进行物理教学。 核心能力在概念上的落实是值得我们物理教育者思考的问题。 本文以“牛顿运动定律”章节为例，从课程教材出发，全面审视本单元教学的资源和内容，明确本单元的大致范围。 概念，分析大概念及其下的知识逻辑和思维方法，帮助学生建立知识层次结构； 通过问题和活动的设计，大概念可以架起连接学科知识和核心能力的桥梁，促使学生建立结构。通过设计真实情境内容和基于核心能力的评价来考察学生，促进学生思维的发展'知识的掌握和素养的提高。
1.提炼学科主要概念，为思维过程指明方向
核心能力的实现不能仅仅依赖于单一课程中的几个重要概念。 这很容易造成学科核心能力与学习内容脱节。 学生的学习系统容易出现知识分散、理解不够深入等问题。 为了避免概念链的断裂和概念之间对应关系的混乱，我们提出了学科统一概念下的单元教学设计。 学科大概念是物理学学科知识背后更本质、更核心的概念或思想。 它建立了不同物理概念之间的垂直和水平联系。 “大概念”中的“大”超越了学科知识。 它是基于现实情况、指向未来现实生活的知识，体现在它的人生价值上。 因此，“大观念”不仅要打通学科内、学科间的学习，更要打通学校教育与现实世界的通路。
在学科细分、模块分解、知识点拓展的教学环境中，物理中的大概念往往不是现成的，而是需要师生主动提炼、自觉凝练。 如何凝练大概念？ 一般来说，我们对学科大概念的提炼有以下两种方式：以课程标准为基础，聚焦学科本质，通过对课程标准中的核心概念和思想进行“降维解读”，提取表达这些维度的观点。 句子逐渐聚合、升华，逐渐产生“大概念”。 这是一条自上而下的冷凝路径； 其次，立足学科内容，聚焦核心能力，对知识进行本质提炼，梳理高度凝练的学科核心概念以及核心概念之间的关系，通过推导或推导，最终形成相对较高层次的“大概念”。总结核心概念。 这是自下而上的冷凝路径。 当然，无论走哪条路，都需要基于学生的发展需要。 “大概念”强调与现实生活情境的联系。 因此，探索学科学习与学生现实世界的连接点是提炼“大概念”的重要途径。 以《牛顿运动定律》内容为例，梳理运动和力的核心知识和概念，重点提炼力和运动的关系，自下而上地浓缩本章的大概念，如图1所示。
2.构建大概念统一控制下的单元知识层次结构，促进深度理解
大概念统一控制下的知识层次结构，具有严格的学科逻辑框架，可以将相关内容连接成一个整体，使学习者更容易掌握学习内容的完整性。 因此，在单元教学的设计过程中，教师需要遵循学生的认知规律和认知水平，依托学科大概念，帮助学生建立学科逻辑框架，最终完成学科知识的建构过程。 不同的概念根据其范围和大小呈现出一定的层次结构。 从基本的事实、知识和技能到学科的一般概念，再凝结、升华为学科的大概念，最后扩展到跨学科的概念，甚至上升到哲学观点。 这个过程是学生不断完善认知结构的过程。 知识的学习往往是从低级到高级，是一个不断抽象、概括的过程； 从较高层次到较低层次，是一个迁移和应用的过程。
以“运动与交互”为例。 最底层是基础学科知识和技能等事实性知识和较少的总体分解概念，即课堂学习内容中的许多小概念，如位移、加速度、力的合成与分解、力的平衡、牛顿运动定律等， ETC。; 第二个层次是基于学科内部知识整合的核心概念和方法，即核心概念或基本问题，如力学概念、运动学概念等； 第三层次是学科大概念，围绕大概念可以构建具有逻辑衔接的知识层次，并能根据内部逻辑关系在单元知识内容之间建立合理的联系； 第四层次是基于多学科内容整合而成的概念或主题，即跨学科概念或共性概念； 最顶层是“元认知”，统辖所有其他知识，即哲学概念。 通常，概念越大，其解释的范围越广，离实际现象越远，表现形式越抽象，相应的层次也越高，如图2所示。
怀特海指出：“教育的核心问题之一是如何让学生借助树木了解树林”[2]。 只有关注和理解复杂学科知识背后的大概念，提高学以致用的能力，实现学科知识在解决问题中的迁移和应用，才能形成透过现象看本质的学科概念，并最终形成核心能力。 深入实施。 大概念作为知识的组织核心，架起了从知识到素养的阶梯； 大概念作为素养的主要载体，成为核心素养楔入人们学科知识的锚点。 核心能力的培养是一个不断迭代、螺旋式发展的过程。 以《牛顿运动定律》单元教学为例，在讨论力与运动的关系时，我们首先以设计车辆安全系统为任务，引入牛顿第一定律，定性讨论与运动的关系。 然后，以探索如何使赛车获得更大的加速度为任务，引入了牛顿第二定律，定量讨论了力、质量和加速度三个量之间的关系。 第一次迭代地理解了力与运动关系之间的关系。 然后，通过改进车辆的舒适性设计，引入牛顿第三定律，从研究一个物体上的力到研究两个物体的相互作用，以及物体上力之间关系的第二次迭代。 最后，通过讨论飞行器能否继续加速，论证了牛顿运动定律有其适用范围，并介绍了相对论等相关理论。 这是对力与运动关系认知边界的第三次迭代理解。 整个教学过程就是一个一步一步逼近大概念的过程，如图3所示。
3、创造大观念统一管控下的单元情境和问题，形成推动教学的动力。
学生的“核心能力”不是老师直接传授的，而是通过在问题情境中解决问题的实践来培养的。 创设大概念支配的单元情境，就是将教学内容与实际问题联系起来，让学生深度参与情境，甚至有身临其境的体验，激发学生参与学习的动力； 创建大概念主导的单元问题，就是围绕大概念，将问题融入生活情境，引导学生思考和探索这些现实问题，引导学生深入学习、学以致用； 学生的“学习”必须是在解决问题、建构知识、形成素养、达到学习目的的过程中。 如图4所示。如何选择情境和问题？ 您如何从周围的世界中选择内容？ 教师一般本能地认识到需要抓住学生的兴趣，而做到这一点的最好方法就是选择现实生活中的内容和话题，因为现实生活中的话题更能激发学生的学习兴趣和动力，能更好地吸引学生的兴趣。知识与生活的距离。 以牛顿运动定律章节中的“力与运动的关系”为例，我们选择赛车作为真实情境，设置了4道情境题。 同时，我们围绕“大概念”设计了与“大概念”的单元目标相匹配的“核心问题”。 。 这个“核心问题”具有“开放”的结构，可以提出基本问题，促进学生围绕“大概念”不断思考。 参见表 1。
4、基于实际情况设计评价方法，走向“能力评价”
大概念统一控制下的物理单元教学评价不仅要评价学生掌握的知识，还要评价学生对大概念的理解和应用。 要注重学生解决实际问题的能力和素养，学得真切。 ，评估真实性。 核心能力是个体在学习物理过程中形成或培养的内在素质。 它们无法直接测量或观察。 相反，它们需要根据学生在实际情况中参与解决问题的表现来推断。 因此，需要多角度设计测试情境，为学生能力和素养的表现提供舞台。 要根据学科核心能力的关键表现来设计实际问题，让学生的素养在解决问题中得到彰显。 如图5所示。
基于核心能力的评估需要融入教学。 美国教育学者威金斯和麦克泰赫的“逆向设计”理论为解决这些问题提供了很好的借鉴和思路。 逆向设计理论认为“学习证据、学习任务和学习评价是紧密相连的”[3]。 教师通过任务考核和学习表现来判断学生是否在学习，检验学习是否正在进行，从而评估学生的学习状况，评价学生的学习水平。 当然，这个评估任务不是通过测试来完成的，也不是通过实验测试来完成的，而是通过完成一个完整的事情来进行诊断和评估； 评价不能只靠分数或对错，而必须设计评分标准。 评价是一个综合评价高中物理单元教案设计，是一个持续、迭代的过程。 以《牛顿运动定律》单元评价为例，重点基于学习过程的评价内容和形式设计，围绕本章的表达任务和评价证据开展评价活动。 主要目的有两个：第一。 提供教与学效果的反馈，帮助教师规范教学过程，帮助学生更有效地调整学习（形成性评估）； 其次，跟踪学生在实现各种目标的过程中在学科中的核心能力（形成性评价、终结性评价），判断学生学习活动质量的期望，包括对大概念的理解，见表2。
基于大概念的单元教学设计的考核是以素养为基础的。 评价要增强开放性，释放学生表现的空间，根据学科核心素养的关键表现设计评分标准，坚持以素养为学生划分等级。 以学生制作加速度计为例，设计评价量表，如表3所示。
五、结论
大概念统一控制下的单元知识构建和教学设计，可以使教与学直指学科本质。 学生对大概念的理解和应用的过程，就是学生逐步接近学科核心能力的过程。 学生基于大概念理解横向单元内容和纵向知识结构。 学生在连接旧知识、激活具体经验的过程中，不断突破原有的认识和观点，不断链接、拓展、嵌入新知识； 在螺旋式解决问题的过程中，我们会不断迭代地理解并走向理解，最终构建出完善的、有意义的知识结构，并逐步形成核心能力。
参考文献省略