摘" 要：大概念是一種理念，也是一種教法，具有統(tǒng)攝性、抽象性、遷移性的特點(diǎn).結(jié)合初中物理教學(xué)，站在整體視角來(lái)提取大概念，重視大概念在學(xué)生學(xué)習(xí)潛能和物理學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展中的積極作用，推進(jìn)物理課堂深度學(xué)習(xí).大概念教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師引導(dǎo)、學(xué)生自主合作探究，幫助學(xué)生建構(gòu)物理學(xué)科知識(shí)全景圖，促進(jìn)對(duì)物理原理、學(xué)科本質(zhì)的理解和掌握.文章從對(duì)大概念教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的關(guān)系、物理課程大概念的提取兩方面進(jìn)行分析，以供各位物理同仁參考.

關(guān)鍵詞：初中物理；大概念教學(xué)；深度學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" 文章編號(hào)：1008-0333（2024）17-0089-03

收稿日期：2024-03-15

作者簡(jiǎn)介：魏江南（1979.12—），男，江蘇省南通人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的深層理解和精準(zhǔn)把握.大概念的整合性更能體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì).教師將大概念教學(xué)與深度學(xué)習(xí)建立融合，指導(dǎo)學(xué)生參與物理探究活動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性，全面提升物理學(xué)科教學(xué)質(zhì)量［1］.

1" 大概念教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的關(guān)系

從概念界定來(lái)看，大概念教學(xué)體現(xiàn)為能將眾多學(xué)科知識(shí)聯(lián)為一個(gè)整體的教學(xué)方法.其中大概念也稱為學(xué)科核心概念，體現(xiàn)為學(xué)科課程中具備最能反映事物最本質(zhì)特征，能夠統(tǒng)攝相關(guān)概念，揭示物理原理、規(guī)律的重要概念.根據(jù)新課標(biāo)要求，物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任為物理學(xué)科四大核心素養(yǎng).對(duì)物理觀念的界定，與國(guó)際科學(xué)教育中的大概念具有一致性.同樣，結(jié)合教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心對(duì)深度學(xué)習(xí)的定義，強(qiáng)調(diào)教師要引領(lǐng)學(xué)生參與物理主題學(xué)習(xí)，能夠開展多種探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，增進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科核心知識(shí)的理解和掌握.

1.1" 大概念教學(xué)契合深度學(xué)習(xí)邏輯

在深度學(xué)習(xí)中，學(xué)科知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、功能化有助于學(xué)生全面掌握物理學(xué)科知識(shí)［2］.大概念教學(xué)依托對(duì)物理知識(shí)、規(guī)律、概念的提煉，以大概念來(lái)統(tǒng)領(lǐng)課程教學(xué)設(shè)計(jì)，為深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).

例如，在學(xué)習(xí)“功”時(shí)，“功”是“功和機(jī)械能”章節(jié)中的重點(diǎn).對(duì)功的解釋，從其定義出發(fā)，功表示為力對(duì)物體作用的空間的累積的物理量.在計(jì)算功的大小時(shí)，力與物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積即為功，單位為焦耳.為了幫助學(xué)生體認(rèn)做功的過(guò)程，對(duì)照教材，觀察插圖：叉車對(duì)貨物托升至某一高度，叉車對(duì)貨物所做的功，從其托舉過(guò)程和結(jié)果中讓學(xué)生理解“功”，需要力，需要力所在方向上的距離.對(duì)功的計(jì)算，運(yùn)用公式W=Fs，即可求出所做的功.大概念教學(xué)通常借助于物理情境，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理概念的學(xué)習(xí)興趣.物理概念在呈現(xiàn)方式上注重情境性、直觀性，特別是通過(guò)與學(xué)生生活的關(guān)聯(lián)，便于學(xué)生理解，契合學(xué)生認(rèn)知水平，讓物理學(xué)習(xí)更有效.

1.2" 大概念教學(xué)為深度學(xué)習(xí)提供保障

深度學(xué)習(xí)要突破學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)淺層化理解的弊端，通過(guò)引入大概念教學(xué)，抓住物理學(xué)科核心概念，組織學(xué)生參與概念的探究與生成.利用師生、生生互動(dòng)交流，幫助學(xué)生由概念的表層理解轉(zhuǎn)向深層學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握程度.

例如，在學(xué)習(xí)“運(yùn)動(dòng)和力”時(shí)，核心概念有“運(yùn)動(dòng)”“力”“牛頓三定律”“摩擦力”等.采用大概念教學(xué)，從物理課堂情境創(chuàng)設(shè)上，引入“火箭點(diǎn)火”案例.觀察火箭點(diǎn)火前、點(diǎn)火后以及點(diǎn)火前后火箭的受力分析圖.用現(xiàn)實(shí)環(huán)境來(lái)幫助學(xué)生建構(gòu)物理學(xué)科知識(shí)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念的理解，讓學(xué)生明白力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，深化對(duì)力的認(rèn)知，從而得出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的根本原因.物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活關(guān)系緊密，教師通過(guò)大概念教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考、分析、探索、交流，激活學(xué)生物理思維，也讓物理課程教學(xué)更接地氣.要想實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，通過(guò)問(wèn)題情境，深化師生、生生對(duì)話，讓學(xué)生參與物理學(xué)科內(nèi)縱向、學(xué)科間橫向交流，為學(xué)科單元設(shè)計(jì)指明方向，為深度學(xué)習(xí)提供過(guò)程保障.

1.3" 大概念教學(xué)達(dá)成深度學(xué)習(xí)目標(biāo)

在傳統(tǒng)課堂中，教師以知識(shí)點(diǎn)為核心來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)科認(rèn)知碎片化.大概念教學(xué)將學(xué)科知識(shí)與學(xué)科核心素養(yǎng)統(tǒng)一起來(lái)，通過(guò)對(duì)核心概念的學(xué)習(xí)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)概念性知識(shí)的理解.初中物理中有力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等大概念，教師要通過(guò)知識(shí)點(diǎn)整合思路，深化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)［3］.

例如，在學(xué)習(xí)“電功率”時(shí)，前面學(xué)生已經(jīng)了解電流、電壓、電阻等概念，對(duì)于電功率有多個(gè)導(dǎo)出式，很多學(xué)生感到難懂、難學(xué).為此，引入“伏安法測(cè)量小燈泡”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)主要分為三種情形：實(shí)際電壓與額定電壓相等、實(shí)際電壓高于額定電壓以及實(shí)際電壓低于額定電壓，分別對(duì)應(yīng)小燈泡的功率.針對(duì)不同電路情況，教師要指導(dǎo)學(xué)生繪制相應(yīng)電路圖.結(jié)合電路圖，指導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，從調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)改變電壓值，觀察小燈泡的發(fā)光情況，分別記錄電流表、電壓表所對(duì)應(yīng)的值，最后計(jì)算出不同情況小燈泡的功率.通過(guò)對(duì)公式P=UI的運(yùn)用，觀察小燈泡的功率變化，得出結(jié)論：當(dāng)電壓越高時(shí)，對(duì)應(yīng)的電功率值越大，燈泡越亮.大概念教學(xué)借助于物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，深化學(xué)生對(duì)物理概念的感知和領(lǐng)悟.實(shí)驗(yàn)過(guò)程為學(xué)生提供探究物理知識(shí)的機(jī)會(huì)，教師要做好活動(dòng)指導(dǎo)和評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生間互助、互評(píng)，發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和物理評(píng)判思維.

2" 物理課程大概念的提取

大概念教學(xué)，前提是要先設(shè)定大概念.大概念本身也是物理概念，符合物理概念形成的一般過(guò)程，對(duì)大概念的提取，主要從三個(gè)方面來(lái)完成.

2.1" 通過(guò)概念聚合來(lái)提取大概念

物理學(xué)科核心素養(yǎng)中物理觀念是重要內(nèi)容.在大概念提取過(guò)程中，教師要聚焦相關(guān)概念，找準(zhǔn)核心概念［4］.蔡鐵權(quán)認(rèn)為“大觀念”即“大概念”.結(jié)合物理學(xué)科相關(guān)概念的形成過(guò)程，主要遵循“事實(shí)經(jīng)驗(yàn)”“概念規(guī)律”“核心概念”“物理觀念”“應(yīng)用實(shí)踐”“遷移創(chuàng)新”等流程，逐步建構(gòu)物理課程大概念.同樣，由概念進(jìn)行聚合，運(yùn)用進(jìn)階理論來(lái)提取大概念.一種是梯子模型，聚焦該節(jié)課程每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，理順知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出本節(jié)課程教學(xué)所需的大概念；另一種是拼圖模型，梳理本單元多個(gè)小概念，探究各小概念的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，得出大概念.例如，在初中物理學(xué)習(xí)“光”相關(guān)知識(shí)時(shí)，涉及的小概念有“光的直線傳播”“光的反射定律”“平面鏡成像”“光的折射定律”“凸透鏡和凹透鏡”等.分析這些小概念，都是圍繞光的運(yùn)動(dòng)展開的.由此，可以設(shè)定大概念“光的運(yùn)動(dòng)”，據(jù)此來(lái)分別探究與光相關(guān)的運(yùn)動(dòng)定律，幫助學(xué)生全面認(rèn)識(shí)光學(xué)知識(shí).

還有一種螺旋模型，即大概念的提取遵循由易到難、螺旋上升的規(guī)律.在通過(guò)多個(gè)維度，概念難度、深度、復(fù)雜度逐漸增大.例如，在學(xué)習(xí)“能量”相關(guān)知識(shí)時(shí)，對(duì)能量的認(rèn)知，生活中有光能、電能、風(fēng)能等，這些能量通過(guò)一定的關(guān)系來(lái)完成相互轉(zhuǎn)化.進(jìn)一步學(xué)習(xí)能量相關(guān)概念，涉及的有核能、原子能、內(nèi)能等.從能量關(guān)系上滲透能量轉(zhuǎn)化與守恒定律.由此，對(duì)大概念的提取過(guò)程為學(xué)生提供由單一知識(shí)點(diǎn)向知識(shí)結(jié)構(gòu)化轉(zhuǎn)變的過(guò)程，有助于學(xué)生從整體上感知核心概念，達(dá)成深度思考.同時(shí)，以大概念為核心來(lái)優(yōu)化物理知識(shí)點(diǎn)邏輯關(guān)系，幫助學(xué)生從頭腦中建立與核心概念相關(guān)聯(lián)的認(rèn)知體系.

2.2" 運(yùn)用專家型思維來(lái)提取大概念

對(duì)于專家型思維，主要體現(xiàn)在兩方面.一是結(jié)合物理學(xué)科單元中相關(guān)概念，通過(guò)由具體到抽象的過(guò)程來(lái)歸納和概括本單元的核心概念；二是經(jīng)由抽象概念應(yīng)用到具體事物中，體現(xiàn)演繹推理思維.

對(duì)于第一種情形，教師要立足教材，總攬全局，聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活中的具體事物，從中進(jìn)行歸納和概括，抓住關(guān)鍵點(diǎn)，得出大概念.例如，在探究“動(dòng)能和勢(shì)能”時(shí)，梳理教材中對(duì)“動(dòng)能”“勢(shì)能”的定義，結(jié)合現(xiàn)實(shí)案例，發(fā)散學(xué)生的物理思維，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)、思考動(dòng)能、勢(shì)能的變化過(guò)程.子彈射出槍膛時(shí)，子彈的運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能引起，子彈擊中靶心并穿過(guò)，子彈的能量有何變化？這一時(shí)刻動(dòng)能怎樣變化？再思考子彈在穿透靶心時(shí)，子彈與靶之間的摩擦將動(dòng)能減少，摩擦力做功形成內(nèi)能.

針對(duì)第二種情形，由抽象概念向具體事物的演繹過(guò)程，教師要注重關(guān)鍵細(xì)節(jié)的挖掘，利用提問(wèn)、追問(wèn)、追究等方式，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)物理概念的本質(zhì).例如，在探究“壓強(qiáng)”時(shí)，梳理“壓力”“重力”之間的關(guān)系，探索“壓力”大小與“受力面積”之間的關(guān)系，對(duì)比不同情形下壓強(qiáng)的大小關(guān)系.壓強(qiáng)這個(gè)概念，相比具有抽象性，與壓強(qiáng)相關(guān)聯(lián)的其他概念有“液體壓強(qiáng)”“氣體壓強(qiáng)”等，說(shuō)明壓強(qiáng)在生活中具有普遍性.因此，可以圍繞“探索壓強(qiáng)”大概念，指導(dǎo)學(xué)生辨析壓強(qiáng)的內(nèi)涵，深化學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)的理解.

2.3" 借助物理方法遷移來(lái)提取大概念

在大概念教學(xué)中，對(duì)大概念的提取還可以通過(guò)物理方法遷移而得，最具代表性的是“黑箱法”.面對(duì)一些物理概念，考慮到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不易直接觀察時(shí)，需要通過(guò)外部方法來(lái)洞見其內(nèi)在特征.“黑箱法”是一種有效的科學(xué)研究方法，在教學(xué)中運(yùn)用“黑箱法”，便于抓住學(xué)生的好奇心，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理概念的深度探究，發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科思維.

例如，對(duì)于“原子結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)，早年盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)推斷原子的核式結(jié)構(gòu)模型.在實(shí)驗(yàn)中利用帶正電的α粒子轟擊金屬箔，多數(shù)α粒子能夠在穿透金屬箔后，仍然沿著原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)，但有少數(shù)α粒子卻發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn).為什么會(huì)出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)？據(jù)此來(lái)推算出在原子的中心必有一個(gè)原子核，原子的正電荷及全部質(zhì)子都集中于原子核，帶負(fù)電荷的電子則處于核外繞核運(yùn)動(dòng).由此，盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)不可見的原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行大膽推測(cè).對(duì)大概念的提取，可以將“黑箱法”遷移到力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等諸多領(lǐng)域.

3" 結(jié)束語(yǔ)

深度學(xué)習(xí)是落實(shí)物理學(xué)科素養(yǎng)的重要依托，大概念教學(xué)契合物理學(xué)科需要，便于學(xué)生主動(dòng)、深入探究物理知識(shí)，提升學(xué)生物理思辨力和綜合應(yīng)用能力.教師作為大概念教學(xué)的設(shè)計(jì)者，要對(duì)接課程目標(biāo)，梳理單元知識(shí)點(diǎn)，從單元全局出發(fā)，提取大概念，體現(xiàn)物理學(xué)科育人的價(jià)值.同時(shí)，大概念教學(xué)要建立由核心概念組成的物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，遵循循序漸進(jìn)、螺旋上升的認(rèn)知規(guī)律，啟發(fā)學(xué)生參與到真實(shí)的物理學(xué)習(xí)情境中，深入感知物理知識(shí)點(diǎn)，掌握物理學(xué)習(xí)的方法.同時(shí)，教師要全面架構(gòu)教學(xué)流程，聚焦學(xué)生物理思維、物理綜合素質(zhì)，立足物理觀念視角，讓學(xué)生參與物理真實(shí)問(wèn)題的探究過(guò)程，切實(shí)把握物理學(xué)科的思想方法和內(nèi)涵本質(zhì)，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，提升物理學(xué)科綜合素養(yǎng).

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［責(zé)任編輯：李" 璟］