摘?要：單元教學設計是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的重要途徑.抓住大概念、大思路、大情境與大問題進行單元教學設計是可行的也是必要的.本文進一步討論了在物理單元教學設計中如何體現(xiàn)大概念、大思路、大情境與大問題，分別從內容、思路、策略等方面對如何體現(xiàn)這四個“大”展開論述.

關鍵詞：單元教學設計;大概念;大思路;大情境;大問題

文章編號：1008-4134（2020）05-0002中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A

基金項目：北京市教育科學“十三五”規(guī)劃2018?年度一般課題“基于課前學習診斷的教學整合模式研究”（課題編號：CDDB18155）.

作者簡介：張玉峰（1973-），男，山東泰安人，博士，中學高級教師，北京市教育科學研究院基礎教育教學研究中心教研員，研究方向：物理課程與教學論.

發(fā)展學生核心素養(yǎng)已成為課程改革的共識，單元教學設計則是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的重要途徑.單元教學設計是指以一個單元學習內容為整體，既能統(tǒng)籌、規(guī)劃統(tǒng)攬全局，又能按步驟有序地開展系列教學活動，以取得最佳的教學成效.

在當前的教學實踐中，多數(shù)教師仍主要按照課時進行教學設計，教學活動的基本單位也是課時.從教學結果看，課時之間的聯(lián)系往往不被重視，這就導致教學目標往往停留在碎片化知識層面，無法形成結構化知識體系，也就無法系統(tǒng)規(guī)劃學生核心素養(yǎng)和關鍵能力的發(fā)展藍圖.從教學過程看，課時內創(chuàng)設的具體問題情境往往是具體的“小”情境，距離現(xiàn)實世界中真實的、復雜的問題情境較遠，并且基于“小”情境也很難提出具有概括性、統(tǒng)領性的“大”問題，學生自然無法經歷將“大問題”分解為若干小問題的系統(tǒng)思維過程.

從整體上對單元教學進行有序設計，從而擺脫課時教學設計的局限性，是解決當前教學實踐存在的問題并有效落實學科核心素養(yǎng)課程目標的有效途徑.那么，從整體上對單元進行哪些方面的有序設計，為什么要進行這些方面的設計，又該如何進行設計則是學科教學實踐需要直面的現(xiàn)實問題.本文以物理學科單元教學設計為例展開討論.

1?圍繞大概念組織教學內容

教學內容通常是指由現(xiàn)象、概念、規(guī)律、原理、思想方法等知識與方法構成的教學素材，是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的載體.如何組織這些教學內容是影響核心素養(yǎng)發(fā)展效果和效率的重要因素.2005年，美國科學促進會（AAAS）把“大概念”界定為“能將眾多的科學知識聯(lián)為一個整體的科學學習的核心”.所謂圍繞大概念組織教學內容，就是把大概念統(tǒng)領下的大量具體概念、規(guī)律、原理等具體教學內容按照一定的邏輯線索組織成由淺入深、由簡單到復雜、帶有層級的結構化教學素材.這里要特別強調以下幾個方面：第一，大量具體概念、規(guī)律、原理等具體內容是在大概念統(tǒng)領下的，是相互關聯(lián)的內容，這是組織結構化教學素材的基礎;第二，這些內容是按照一定的邏輯線索組織起來的，是有意義的組織，而不是機械的組織;第三，組織起來的內容在認知水平上具有由淺入深、由簡單到復雜的特點，具有一定的認知層級;第四，不管是在不同認知層級之間還是在某一個認知層級內，教學素材是結構化的，而不是散亂地堆砌在一起.

1.1?圍繞大概念組織教學內容是可行并且必要的

圍繞大概念組織教學內容是可行的.第一，物理學知識是具有結構化的概念體系，自身是由大量現(xiàn)象、實驗、概念、規(guī)律、原理等構成的理論體系，因此可以把物理學教學內容以特定的線索組織起來.第二，大概念包括共通概念和學科核心概念.學科核心概念是位于學科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內容能夠展現(xiàn)當代學科圖景，是學科結構的主干部分.學科核心概念超越了那些孤立而散亂存在的事實或技能，側重于那些關鍵性的概念、原則和方法.學科核心概念的學習需要通過若干重要概念的學習逐漸深入.例如，“運動與相互作用”是物質科學的學科核心概念之一;而“機械運動”是比學科核心概念相對具體的、較低層次的概念;促進機械運動概念學習的重要概念包括：質點、參考系、位移、速度、加速度.共通概念側重于跨學科內容的組織，涉及科學、數(shù)學和技術等各個領域的最基本的概念，這些概念超越了學科界限，反映出不同學科的內在統(tǒng)一性，并且相對穩(wěn)定，對于各種文化觀念都普遍適用.因此，大概念具有將眾多知識聯(lián)為整體的功能，能作為理解或探究更復雜概念的關鍵工具.

圍繞大概念組織教學內容是必要的.第一，人類發(fā)展過程中已經并且正在積累大量知識，而人一生的學習時間卻是有限的.因此，個體無法也沒必要學習全部科學知識，科學教育要讓學生形成對客觀世界的整體認識，建構關于自然界的圖景;另一個方面，一個單元通常包括在核心概念統(tǒng)領下的大量具體概念、規(guī)律、原理等.學生對核心概念的學習并不是一蹴而就的，而是通過大量具體概念的學習而逐漸深入的.而龐大的知識體系中“少而精”的大概念正是整合教學內容并從整體上描繪客觀世界、建構整個自然界圖景的有力工具.第二，物理觀念是物理學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，其中，學習概念和規(guī)律是學生形成物理觀念的有機組成部分，但并不是學習了物理概念和規(guī)律就必然形成了物理觀念，物理觀念是所學物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華，圍繞大概念進行概念、規(guī)律的結構化則是提煉和升華的具體、可操作環(huán)節(jié).第三，單元學習過程設計應有助于學生在學習這些概念、規(guī)律、原理的過程中逐步形成圍繞大概念的知識體系.但傳統(tǒng)的教學設計有其時代和認識論的局限，教學設計的思維方式表現(xiàn)為典型的笛卡爾思維——要素還原主義.具體表現(xiàn)為：直指具體知識點的教學，缺乏核心概念的統(tǒng)領，往往只見樹木不見森林.這樣教學的結果就是，學生沉浸在瑣碎的具體概念、規(guī)律之中，這些具體內容之間缺乏邏輯聯(lián)系，更缺乏大概念對大量具體概念、規(guī)律的統(tǒng)攝.這是當前教學實踐存在內容碎片化的問題.第四，從認知負荷角度看，大概念可以把大量具體的概念、規(guī)律以某種方式組織起來形成圖示，即結構化的知識體系，圖示建構能降低工作記憶的負荷，從而為其他思維活動釋放空間.

1.2?圍繞大概念組織教學內容的思路與策略

從總體上看，圍繞大概念組織教學內容要體現(xiàn)有利于促進學生全面發(fā)展，有利于貫徹循序漸進的教學原則，有利于突出“少而精”的核心概念的課程內容選取原則.

圍繞大概念組織教學內容可以遵循以下幾個步驟進行.

第一，根據(jù)學生實際情況和教學內容特點確定單元大小，提取單元內的大概念.單元不等同于教材的“章”，不僅指“教材單元”，而且指“經驗單元”，它是基于一定的主題和目標所構成的知識與經驗的模塊，由若干節(jié)具有內在聯(lián)系的課組成，至于一個單元由多少節(jié)課組成，則要綜合考慮學生的實際學習情況和教學內容特點而定.考慮學生學習實際情況時，需要綜合考慮學生所掌握的知識及其水平，思維、探究等能力的發(fā)展狀況，學習興趣、科學態(tài)度、社會責任感等各方面.考慮教學內容的特點時，需要綜合分析教學內容所包含的概念、規(guī)律等具體知識的多少及其特點，知識的內在邏輯，顯性知識中隱含的物理學認識方式、思想方法、跨學科概念等隱性知識，知識學習的素養(yǎng)發(fā)展價值等各方面.例如，“電路及其應用”從教學內容角度看，主要從運動與相互作用、能量兩個視角討論有關電路的問題，可以作為一個單元進行教學;也可以拆分為兩個單元，即分別從運動與相互作用、能量兩個角度討論有關電路的問題.

第二，基于學習進階確定大概念的學習層級.學習進階是對大概念學習過程中學生思維由簡單到復雜、由淺入深的層級刻畫.可以查閱相關大概念的學習進階文獻，并結合《普通高中物理課程標準（2017年版）》內容標準中的具體要求和教師的教學實踐經驗，建構單元中大概念的學習進階假設.

第三，確定每個概念層級下的具體教學內容，從而最終實現(xiàn)圍繞大概念組織教學內容的目的.確定教學內容范圍的主要依據(jù)是課程標準和教材，還應適當考慮學生學習的實際狀況.在確定教學內容范圍的基礎上，進一步分析并確定每一個學習層級下所包含的具體教學內容.

2?以知識為載體規(guī)劃大思路的發(fā)展

圍繞大概念組織的教學內容的學習，學生不僅僅要逐步形成大概念，更為重要的是，逐漸形成解決問題的“大思路”，即適用范圍廣泛、更容易在不同情境或者主題下遷移的一般化解決問題的思路.這里的大思路與物理學科核心素養(yǎng)中強調的從物理學視角認識客觀事物的認識方式——科學思維和科學探究相對應.所謂以知識為載體規(guī)劃大思路的發(fā)展，是指在單元教學設計中規(guī)劃設計學生如何通過學習具體的概念、規(guī)律等知識并用這些知識解決問題的過程中，逐步形成具有整合性、可遷移的問題解決思路.

2.1?以知識為載體規(guī)劃大思路發(fā)展的可行性與必要性

在單元教學設計中以知識為載體規(guī)劃大思路發(fā)展具有可行性.物理學不僅具有邏輯嚴密的理論體系，還是具有方法論性質的一門學科.物理學基于觀察與實驗，建構物理模型，應用數(shù)學等工具，通過科學推理與論證，形成系統(tǒng)的研究方法與理論體系.因此，物理學不僅是包括物理概念、規(guī)律、原理在內的理論體系，還包括物理學視角的認識方式、基于事實的抽象概括過程與推理論證、科學探究等方法.從幫助學生形成問題解決大思路的角度看，單元學習過程設計不僅應該重視概念、規(guī)律等顯性知識，還應該注重挖掘隱藏在顯性知識背后的程序性知識和反省認知策略性知識，也可以把這些知識稱作“隱形知識”.這些知識有的蘊含在具體概念、規(guī)律建立的過程中，有的隱藏在知識的關聯(lián)中，有的蘊含在運用知識的問題解決過程中.

在單元教學設計中以知識為載體規(guī)劃大思路發(fā)展具有必要性.首先，規(guī)劃大思路發(fā)展的必要性是由教材特點決定的.教材內容是以知識為線索展開的，隱性知識隱藏在顯性知識背后，往往“鑲嵌”于顯性知識之中，并且不容易用語言文字、公式、符號等直接表達出來，因此在教學中需要挖掘顯性知識背后的隱性知識，并進行有效整合、制訂發(fā)展規(guī)劃，然后進行有效教學.其次，規(guī)劃大思路是發(fā)展學生物理學科核心素養(yǎng)的必然要求.科學思維與科學探究既是物理學科核心素養(yǎng)的要素，也是本文所說的大思路的重要組成部分.要提高這些要素的培養(yǎng)效率，就需要擬定具有針對性的培養(yǎng)規(guī)劃，并基于規(guī)劃進行有序實施.再次，課堂教學是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的主陣地，但傳統(tǒng)的課時教學設計有其局限性，具體表現(xiàn)為：直指具體的解題方法與技巧，缺乏大思路的統(tǒng)領.這里的大思路是相對于一題一法，只適用于某些特殊情境的具體方法或者技巧而言的.例如，等效替代是問題解決的大思路，不僅包括通過物理量的合成與分解的等效替代，還有實物或者過程模型的等效替代;“割補法”則是解決某些具體問題的具體方法或者是小技巧.

2.2?以知識為載體規(guī)劃大思路發(fā)展的內容與策略

要規(guī)劃知識學習過程中所伴隨的大思路，首先要挖掘知識中蘊含的大思路有哪些，并建立大思路與知識載體之間的對應關系;然后，再對這些大思路進行整合，在整合的基礎上，結合學生的學習情況與知識內容特點等方面，對大思路進行由淺入深、由簡單到復雜的系統(tǒng)規(guī)劃.

具體說來，大思路是物理知識學習或者應用中所涉及的認識方式、思想方法、跨學科概念等內容的統(tǒng)稱.所謂物理學認識方式，是指從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規(guī)律及相互關系的認識過程中，所使用的思維模式（路徑）或者信息處理對策.認識方式不同于知識：知識是人類認識自然和社會的成果或結晶;而認識方式則是人類獲取認識成果的方式.認識方式也不同于具體的方法，認識方式也可以稱為系統(tǒng)化、模式化的思維方法與研究方法.認識方式具體包括問題表征、認識對象、認識角度、認識思路等要素，涉及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的全過程.例如，在“靜電場”單元學習中，在明確研究問題的基礎上可以采用語言文字、圖像、圖形（包括電場線、等勢面等）、表達式等表征物理問題，并圍繞研究問題明確各種類型的電場、帶電粒子等研究對象，確定從運動與相互作用、能量等不同物理學視角研究問題，在物理學視角下采用定向與定量、狀態(tài)與過程、宏觀與微觀、唯象與機理、猜想與驗證等不同認識思路.這些方面共同構成了認識靜電場的認識方式，而不是僅僅側重問題解決中某一個單一的環(huán)節(jié)中所使用的方法或者策略.在物理知識的學習與應用中不僅蘊含具有系統(tǒng)性的認識方式，還蘊含具體方法或者跨學科概念.這些具體方法和跨學科概念往往也具有整合性與可遷移性，對發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)具有重要價值.例如，電容概念中涉及到的比值定義法，電容器的結構不同、電容大小也不同，體現(xiàn)了“結構決定性質和功能”的跨學科概念.還需要說明的是，這里所說的大思路不僅包括以動腦思維為核心的認識方式，還包括手腦并用的科學探究.從物理學發(fā)展史角度看，科學探究是物理學家探索客觀世界規(guī)律的主要認識方式.另一個方面，學生在學習概念、規(guī)律，并逐漸形成物理觀念的過程中，必然需要經歷科學思維與科學探究的過程，不僅會促進學生認識能力的提升，而且還會促進學生對科學知識、過程與精神的理解.

充分挖掘物理知識學習中蘊含的大思路，是規(guī)劃大思路發(fā)展的基礎.可以從知識建構、應用知識解決問題、實驗設計等物理學習領域挖掘大思路.例如，建構機械能守恒定律可以從兩個方面展開：一是以自由落體運動或者其他情境出發(fā)，從理論上由動能定理推導機械能守恒定律;二是設計實驗，記錄質點在運動過程中的位置和時間，進一步求得物體運動的速度，通過實驗驗證機械能守恒.這兩個方面相輔相成、密不可分.在建構機械能守恒定律過程中，可以形成以下認識客觀事物的主要大思路：（1）分析物體的機械運動可以有不同視角，可以分別從機械運動與相互作用、能量的角度分析物體的運動;（2）在研究客觀事物時，既可以選擇單個物體并建構質點模型，也可以選擇幾個相互作用物體構成的系統(tǒng);（3）既可以從能量變化與力做功的角度分析物理過程，也可以通過選擇合適的研究對象發(fā)現(xiàn)能量變化之中的不變，即從能量守恒的角度分析;（4）在研究客觀事物時，往往首先進行定性分析（物體的動能與勢能之間相互轉化），發(fā)現(xiàn)過程中可能存在的定量關系，即物理規(guī)律（物體的動能與重力勢能之和保持不變），然后進行理論推導（由動能定理推導機械能守恒），并設計實驗對理論推導的結果進行驗證.

大思路與物理概念、規(guī)律存在密切聯(lián)系，相互依存，但往往不是一一對應關系.一個大思路往往可以隱含在若干物理概念、規(guī)律之中;反之亦然.也就是說，這些方面并不是截然分開的，而是相互聯(lián)系，彼此促進的.這些方面的聯(lián)系越緊密，也就越需要從整體上對這些方面的學習過程進行規(guī)劃.總之，不能脫離物理概念、規(guī)律本身空談大思路;否則，將虛化大思路，使大思路的規(guī)劃與發(fā)展淪為空談.規(guī)劃大思路，需要圍繞大思路發(fā)展主線，適當做出取舍，不可以面面俱到，要有所側重，站在發(fā)展大思路的高度系統(tǒng)規(guī)劃設計.

解決問題的大思路之中必然包含著一些具體的、碎片化的思想方法，需要從解決問題的過程中整合這些思想方法，從解決問題的大思路高度認識這些具體方法的價值，而不是片面強調這些碎片化的具體方法.

3?聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境

核心素養(yǎng)發(fā)展是以情境作為載體的.單元教學設計需要聯(lián)系實際創(chuàng)設“大情境”.這里的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題情境，是以問題或者任務為中心構成的活動場域.所謂聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境，是指在簡化、剪輯與凝練人們的生產生活實踐或者學生的學習探索實際情況基礎上，設置適合學生學習、具有較大程度的綜合性、與大量物理知識相關的問題情境.

3.1?聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境是可行和必要的

聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境是可行的.物理學緊密聯(lián)系社會生產生活實踐，并且研究領域寬泛，可以涉及生產生活的多個方面，這為物理單元教學中聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境提供了可能.自從伽利略在研究工作中開科學實驗之先河，奠定了現(xiàn)代科學的基礎以來，物理學發(fā)展史上積累了大量圍繞特定主題的探索素材，這些豐富的探索素材為物理教學從物理學史的角度創(chuàng)設大情境提供了可能.從認知過程的角度看，物理學研究與學習探索過程往往需要經歷比較長的認知過程，并且物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，這樣一來物理學堪稱思維與實驗的完美結合，又具有一定的的認知過程，這樣的物理學習特點也為單元教學創(chuàng)設大情境提供了基礎.

聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境是必要的.創(chuàng)設情境進行教學，對培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)具有關鍵作用.物理概念的建立、規(guī)律的探究、應用物理知識解決具體問題等物理學習過程離不開問題情境.大概念、大思路的形成與發(fā)展離不開真實的大情境.脫離真實大情境的大思路、大方法將無法有效轉化為解決問題的切實可行的辦法.也正如國際經濟合作與發(fā)展組織（OECD）在2005年遴選和界定核心素養(yǎng)時所明確指出的那樣，核心素養(yǎng)是個體在面對復雜的、不確定的現(xiàn)實生活情境時，表現(xiàn)出來的綜合性品質.傳統(tǒng)的物理教學實踐中往往由于過分重視知識教學，甚至更聚焦于碎片化知識點的教學，而知識點的教學顯然無需創(chuàng)設真實的大情境，因此基于物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展的物理教學需要改變教學中缺乏大情境，甚至無情境的狀況，在教學中創(chuàng)設有利于形成并發(fā)展學生大概念、大思路的大情境.

3.2?聯(lián)系實際創(chuàng)設大情境的內容與要求

結合物理學科特點和發(fā)展學生物理學科核心素養(yǎng)的要求，可以把大情境分為生產生活實踐情境和學習探索情境.

生產生活實踐情境主要包括以下幾類：（1）與大自然中物理相關的現(xiàn)象，如彩虹、日食、海市蜃樓等大量光現(xiàn)象構成的情境;（2）與生產生活緊密聯(lián)系的物理問題，如與體育運動相關的情境、與衣食住行生活有關的情境、與生產有關的情境等;（3）與科學研究有關的情境，特別是與科技前沿或者我國的重大科技工程有關的情境.

學習探索情境主要包括以下幾類：（1）物理學史問題情境，可以是物理概念的建立過程，例如自由落體運動、慣性等;也可以是物理現(xiàn)象或者規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，例如光電效應現(xiàn)象、多普勒效應、萬有引力定律、庫侖定律、折射定律的發(fā)現(xiàn).（2）學生學習過程中的實際學習情境，圍繞典型問題的探索情境，例如應從哪些角度以及如何從這些角度描述電場的性質，如何控制帶電粒子的運動軌跡等.（3）科學探究的問題情境，這類情境側重動手、動腦相結合，有利于培養(yǎng)學生的科學探究能力.例如，如何設計儲存電荷的裝置，如何提高刻度尺的測量精度等.

需要特別注意的是，這里的大情境不是涉及到用單個概念或者規(guī)律就可以解釋的現(xiàn)象或者解決的問題情境，而是涉及到大概念統(tǒng)領下的幾個具體概念或者規(guī)律才能得以解釋的現(xiàn)象或者解決的問題情境.總之，大情境所涉及的現(xiàn)象或者問題應該應用學生已經掌握的大概念、大思路，并且有助于發(fā)展已經掌握的大概念、大思路.

創(chuàng)設大情境需要注意以下幾個方面：第一，大情境應盡可能接近真實的客觀世界，特別應該關注與學生的日常生活實踐、學習探索相聯(lián)系的大情境，這樣的大情境不僅有助于學生形成大概念，形成解決問題的大思路，還更有利于激發(fā)學生的物理學習興趣;第二，情境盡可能更宏大，應具有較高的綜合程度，圍繞大概念涉及盡可能多的具體概念、規(guī)律等，便于從情境中提煉出核心問題，再進一步把要研究的核心問題分解為具體問題，問題分解也是一種在面對未來生活或者學習時可遷移的素養(yǎng);第三，大情境不是真實情境的原版，只是盡可能接近真實情況，限于學生知識、能力的發(fā)展水平，需要從促進學生物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展的目的出發(fā)對真實情境進行簡化、剪輯、凝練.

4?基于大情境聚焦大問題

大情境只是為發(fā)展學生物理學科核心素養(yǎng)提供了接近真實客觀世界的場域，還需要基于大情境發(fā)現(xiàn)并提出大問題或者稱為大任務.運用物理知識解決實際問題能力的高低，往往取決于學生將情境與知識相聯(lián)系的水平.其實，將情境與知識相聯(lián)系的過程中，基于情境發(fā)現(xiàn)并提出問題則是關鍵一環(huán).在單元教學設計中，應首先基于大情境聚焦大問題，然后根據(jù)大問題解決的步驟、所使用的知識、方法、情境所涉及的范圍等方面的因素對大問題進行分解，分解為一個個具體的小問題.所謂基于大情境聚焦“大問題”，是指面對真實的、復雜的大情境發(fā)現(xiàn)并簡化、凝練出涉及大概念統(tǒng)領下的大量具體概念、規(guī)律，需要使用大思路才能解決的，帶有綜合性的核心問題.這里的核心問題就是大問題，大問題的顯著特點之一就是可以分解為若干具體問題，然后通過一個個具體問題的解決，實現(xiàn)大問題的解決.

4.1?基于大情境聚焦大問題是可行并且必要的

基于大情境聚焦大問題是可行的.大情境具有綜合性及與大量物理知識相關的特點，這一特點決定了基于大情境聚焦大問題是可能的.其實在傳統(tǒng)的物理教學中也有聚焦大問題的傳統(tǒng)，只是在知識導向的課時教學中，往往因為過分強化與具體知識點對應的小問題，而某種程度上忽視大問題，往往導致只見作為“樹木”的小問題而不見作為“森林”的大問題.

基于大情境聚焦大問題是必要的.從學生核心素養(yǎng)發(fā)展的角度看，是否能把大情境中描述情境的文字轉化為物理表述，并進一步把需要完成的工作轉化為相應的物理問題是物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展水平的重要標志.真實的社會生產生活、科學研究中的問題往往不是用一個簡單的概念或者規(guī)律就可以解決的問題，往往是綜合性的大問題，在解決綜合性的大問題過程中，需要首先把綜合性的大問題分解為具體的一個個的小問題，然后再利用所學的知識以及解決問題策略與思路，逐步解決具體的小問題，從而最終解決綜合性的大問題，學生經歷這一發(fā)現(xiàn)大問題、提出大問題、并分解大問題、解決大問題的過程也是立足整體，從整體與部分來認識和把握整體的系統(tǒng)思維過程.因此，不管從發(fā)展學生物理學科核心素養(yǎng)的角度看，還是發(fā)展學生可遷移的系統(tǒng)思維來看，或是為適應未來社會發(fā)展需要奠基的角度看，都需要在單元教學設計中引導學生基于大情境聚焦大問題.

4.2?基于大情境聚焦大問題的思路與影響因素

從認知過程角度分析，基于大情境聚焦大問題的基本過程可以概括為以下步驟：首先，從真實的大情境中選擇并提取信息，轉換信息的表征方式，用物理概念、公式、符號等物理學語言描述大情境;其次，分析大情境中的主要因素，忽略次要因素，把大情境轉化為物理模型;再次，應用大概念提出具有統(tǒng)領性的大問題，并進一步應用大概念統(tǒng)領下的具體概念把大問題分解為可研究的具體問題.例如，通過直線運動的學習，學生已經掌握了通過建立直角坐標系，引入位移、速度、加速度等物理量，以及利用這些物理量隨時間的變化關系圖象來描述物體的運動，建構了機械運動大概念并形成了描述直線運動的大思路，在此基礎上還進一步討論了物體做直線運動的條件，也就是機械運動與相互作用的關系，形成了從物體受力和運動的初始條件來分析物體運動情況的大思路，這些大概念、大思路可以直接遷移到曲線運動學習中.在學習曲線運動時學生就可以提出如下大問題：該如何描述各種各樣的曲線運動，物體做曲線運動的條件又是什么？在學習過程中又可以進一步把大問題分解為如何描述平拋運動？物體做平拋運動的條件是什么？如何描述圓周運動？物體做圓周運動的條件是什么？等幾個具體問題，然后把解決直線運動問題的大概念、大思路遷移應用于解決曲線運動問題.

影響學生基于大情境提出大問題的因素是多方面的，既與大情境的內容、表達方式等因素有關，又與學生所掌握的大概念、大思路的多少和質量有關.大情境與學生已掌握的知識相關程度越高，情境內容的結構化程度越高，情境的描述方式越符合學生認知的習慣和風格，則學生越容易基于大情境提出大問題.學生所具有的大概念統(tǒng)領的具體物理知識越豐富，這些知識的結構化程度越高，與大概念相聯(lián)系的情境越豐富多樣，則學生越容易基于大情境提出具有統(tǒng)領性的大問題.學生對所掌握大思路的體驗越豐富、深刻，大思路的整合程度越高，大思路所遷移應用的領域越寬廣，則學生越容易把大問題分解為具體問題并提出具體解決的思路.

5?大概念、大思路、大情境、大問題的內在聯(lián)系

物理單元教學設計聚焦大概念、大思路、大情境、大問題是發(fā)展學生物理學科核心素養(yǎng)的內在要求，這四個方面是單元教學設計的靈魂，滲透到單元教學設計中從教學內容分析、學情分析、教學目標制定，到教學策略選擇、教學活動設計、教學評價的每一個環(huán)節(jié)之中，甚至滲透到每一個具體知識學習、探究與思維活動過程中.

大概念、大思路是通過單元內具體知識學習和各種探究與思維活動逐漸形成的單元教學目標，具有較強的整合性和跨學科性，是物理學科核心素養(yǎng)的重要組成部分.同時，大概念、大思路也是分析大情境、提出并解決大問題的影響因素.大概念的掌握有利于學生從整體上分析大情境，轉換大情境的描述方式，并在此基礎上進一步簡化、概括，提出統(tǒng)領單元學習的大問題;大思路則有助于學生從有利于解決問題的角度分解大問題，并規(guī)劃解決問題的具體思路.

大情境是單元學習活動與物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展的載體.沒有大情境與大問題的單元教學設計，學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)將被虛化，學生的學習活動將回歸“以知識為本”的學習老路，學生的學習將更加關注知識點的形成，而不利于知識的結構化，將更加注重一題一法的小技巧，而無法形成解決問題的一般化大思路，甚至重拾死記硬背知識、機械模仿、死套公式的舊把式.

總之，只有把大概念、大思路、大情境、大問題融入單元教學設計的各個環(huán)節(jié)，才能實現(xiàn)單元教學設計既統(tǒng)攬全局又有序開展的初衷，真正把學生物理學科核心素養(yǎng)落到實處，而不再僅僅停留在課程理念層面.

最后需要指出的是，本文中所說的單元教學設計主要還是按照物理知識的內在邏輯并結合學生的學習實際情況而劃分單元.其實，既可以從知識角度劃分大小不同的單元，也可以打破知識單元，圍繞大思路劃分單元，例如圍繞“物理過程中的守恒”“把復雜運動分解為簡單運動”“描述場的屬性”等不同方面進行單元教學設計.以大思路劃分單元并進行教學設計也是未來值得探討的問題，將對落實物理學科核心素養(yǎng)具有重要價值.

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（收稿日期：2020-01-16）