摘 要：本文运用大概念的理念反思当下的高中物理教学，探究大概念的理念引领高中物理教学的实践意义，利用大概念的理念促进教学相长，以期解决高中物理教学所面临的问题。

关键词：大概念；新课程；物理教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）2-0010-4

当下，高中物理教学与研究，基本上还是教学经验的归纳和提升，既缺乏先进教育思想的引领，又缺乏系统性实证化的探究与践行。

大概念的教育理念基于认知心理学研究成果与最新进展，运用整体思维“牵一发而动全身”，能有效落实新课程的教学理念。

1 大概念的教学理念

《科学教育的原则和大概念》一书由英国科学教育界专家哈伦女士（Whnne Hailen）执笔，多国科学家和教育专家参与编写。该书自英文版出版五年来，被译成了法文、中文、西班牙文等多个版本，在国际科学教育界受到了广泛的重视和欢迎。书中所论及的科学教育原则和大概念，得到了不同国家基础教育研究者和标准制定者的认同。2014年9 月，由哈伦女士召集的同一组专家重新聚集，研讨因需求而再版该书的问题。后以《以大概念的理念进行科学教育》（以下简称《大概念》）一书出版。《大概念》一书受到联合国教文组织和IAP的强烈推荐，已有多个文字版本正式出版。

《大概念》一书的参与者和中文翻译者韦钰教授更是明确指出：科学大概念是有组织、有结构的科学知识和模型；基础教育阶段学科教育的学习内容应该少一点，但深一点，教师应该把学习组织为趋向于大概念的、连续的、有联系的学习进程[1]。

大概念的理念告诉我们，高中物理不能只给学生讲授一些零碎的、不连续的知识片段和拼凑堆积在一起的物理概念和规律，而是需要引导学生围绕涉及高中物理领域中有结构、有联系的物理核心概念、规律和模型——大概念来进行学习[2]。科学家彭加莱曾经说过：科学是基于事实之上的，就好像房子是由砖石沙子来砌成的一样。但是，一些事实的堆积并不是科学，就像堆在一起的一堆砖石并不是房子一样。因此，高中物理新课程应基于课程标准，帮助学生学习有组织、有结构的基础物理知识和模型，建构物理学科的认知结构，提升学生物理学科的核心素养，他们能够解释较大范围内的一系列相关的物理现象。

反思与审视当下的物理教学，物理同行也尝试着把学习的主动权交给学生。比如把课堂还给学生，编制导学案，引导学生自学、小组合作学习等，也包括用微课、翻转课堂以及幕课等。所有这些举措确实给高中物理课堂带来了不少生机。但随着时间的推移，学生的学习兴趣难以维持，积极性递减，大多数老师的积极性也不高。

究其原因，主要是因为我们的努力并未使学生的学习发生实质性变化，大多数学生的物理学习基本还是线性化、碎片化以及功利化；对物理学科的核心概念和认知结构缺乏意义感和心理期待，没有整体领悟和把握高中物理的大概念。学生的学习动力主要来自于家长、老师以及同伴之间的互比等，缺乏真正的内在自觉，解决问题缺乏深入思考，只想获得正确答案，不问过程。能就事论事就已经不错了。

运用大概念的教育理念，就是要通过触及高中物理的核心知识，给学生创造机会，让其登高眺远，俯瞰全貌。对于何处有沟壑，何处有山峰，何处需要集中火力有一定的概略感知，让学生感悟所学内容的意义和价值。在相对集中的一段时间内（如某个单元或某一节课学习）围绕某个主题或问题，学生追根溯源进行学习与探究，获取高中物理的大概念。

2 以大概念的理念引领物理教学

笔者以大概念的理念引领高中物理教学，收效良好。

2.1 引领新课程

以高中物理力学部分为例，以大概念的理念引领教学，就能帮助学生经历“运动和力”的问题研究过程，又能感悟“运动和力”问题的研究方法，还促进培养学生力学的核心素养。

进行人教版必修一第四章《牛顿运动定律》的教学时，首先通过导学案，启发学生感悟骑自行车的经历（起动、匀速前进、刹车、转弯），增加学生对机械运动的认识。同时，要求学生回家坐公交车或坐私家车时，亲身体验并观察身边的机械运动。再让学生回想坐飞机时，滑行、起飞、空中飞行、下降甚至遇到气流时的颠簸等，并解释其中的原因。课堂教学时，学生汇报，充分展现“力与运动”的前概念。

这里，学生感知机械运动，分析归纳整理问题，都与 “运动和力的关系”的大概念密切相关。有“运动和力的关系”的概念引领，学生分析牛顿第一定律能解决哪些问题，不能解决哪些问题。定性分析与定量研究相结合，学生探究牛顿第二定律。这样，学生既很快建立了“运动和力”的认知结构，也经历与感悟了过程与方法。而且很快突破了超重、失重和单位制等问题。当然，大概念引领教学，并不是一定要从“大”出发，也可以从特殊到一般，从简单到复杂。有些情况下，恰恰是从“小”例子开始。这些例子可以是一个生活实例、一项课题、一段科学史实等。

以大概念引领高中物理教学，既可以在一个章節、一个单元中实施，也可以在学习一部分物理知识时实施，还可在一节课中实施。笔者在“反冲运动”一节课中，就以大概念引领教学。

（1）围绕“反冲运动”进行展示：①播放学生制作与发射水火箭的视频；②让学生观察吹气球时出现的反冲现象、讲述小蝴蝶飞越崇山峻岭等；③视频播放神九发射过程（学生提供）；④学生归纳上述现象的特征并定义反冲运动。学生的展示活动还包括两个例题讲评与拓展。

（2）引领学生从力、动量、能量等维度认识与分析。具体内容有：①反冲运动中，物体间的作用力有什么特点？如何区分内力与外力？②试用牛顿定律分析反冲运动；③单个物体与物体系统为对象①②有什么不同；④试用动量的观点分析反冲运动（留白）（一般满足合外力为零或者内力远大于外力）；⑤试用能量的观点分析反冲运动。

这两个环节中在科学的大概念理念引领下，恰当运用“留白”，延迟判断、引伸、质疑和暗示、点拨等，有效促进教学的深入进行。这节课围绕“反冲运动”的大概念，始于活动，让学生在做中学，学中做，充分发挥学生的主体作用。

2.2 引领物理学习方法与感悟物理过程

以大概念的理念引领高中物理教学，就学习方法与感悟物理过程而言，强调整个高中阶段物理学习过程是不可分割的，是趋于整体新课程教学目标不断上升的建构过程[3]。教师应放得开，特别是对探究性学习。教师应允许学生出错或得不到预想的结果，甚至完不成“任务”，注重培育学生敢想、敢说、敢质疑的科学精神与实事求是的科学态度，特别是敢动手。同时，应注重用先进的学习方法滋养学生。当下，应使学生逐步熟悉并掌握研究性学习方法等。

“反冲运动”这节课，开展的探究性学习主要有：

（1）小制作引领观察与探究：用透明胶带将两段弯成直角的吸管固定在一个漏斗上，两个导管喷水时，漏斗旋转起来。如图1所示，学习小组的几个同学，通过调节平衡，装水、释放，观察、记录现象等合作就能看到水与漏斗向不同方向的反冲运动。（留白）思考并探究：反击式水轮机的工作原理。

（2）实验操作与探究：在玻璃板上放一辆小车，小车上用透明胶带粘住带橡皮塞的玻璃管，如图2所示，先在管中装入一定量的水，用酒精灯加热，观察当水蒸气推出橡皮塞，小车的运动情况。这里要说的是，实验中加热水产生水蒸气推开橡皮塞，小车做反冲运动。但在具体的实验操作中，加热水时间长，而且小车做反冲运动效果不明显。部分学生当场提议用酒精代替水，笔者当即予以采纳，只是提醒他们注意安全的前提下，大胆去做这个实验，结果是：采用加热酒精，橡皮塞冲出的时间大为缩短，且小车反冲现象非常明显。笔者对这个案例给予充分肯定和表扬，教学反思作为亮点记下来，以后做这个实验时就选用水或酒精，让学生进行对比实验。

（3）自行设计引领探究：“反冲运动”这节课笔者安排了这样一个环节，完全让学生自主探究。

一是让学生准备器材，包括：①玩具回力车等；②三合板条、五合板条，还在三个并排米尺的两端用橡皮筋固定；③几支铅笔或圆型水彩笔。

二是让学生操作或者改进实验（包括减小误差等），比如：学生用铅笔滚动来减小摩擦；做第二个实验时，考虑到安全因素，学生用一个纸板挡住喷出的橡皮塞，这让人眼前一亮。

三是部分学生设计用玩具车，三个米尺并排（用橡皮筋在两端适当固定）当木板用，读出位移，来定量验证动量守恒定律等。

在这个环节中，笔者并没有事先给出条文和规范，而是给他们创造相对自由的环境。

这节课学生“做”就是最好地围绕大概念的学习。学生“先学后做”与“先做后学”，相辅相成。“先学后做”中的学，是意会、领会，是对反冲运动的初级阶段的感知，与“先做后学”相得益彰，是对反冲运动认识的系统化、理论化、体系化，是建构认知结构的必要条件。

大概念的理念引领高中物理新课程，不单是只对探究式教学而言。不论是什么教学方式，有大概念的教学理念引领，师生就能全身心地投入对所研究问题的整体化结构认识。师生在真实、复杂、蕴含问题的科学大概念学习情境过程中，教学中的许多信息、问题和想法会接踵而来。

3 大概念教学理念促进教师专业成长

以大概念的教学理念引领高中物理教学，还能促进教学相长，激活教师专业提升的内力，提升教师的教学智慧。

（1）促进教师更新教学理念，进行实证研究与践行，提升终点思维和认知结构。同时，引领物理教师加强物理专业理论与教育理论修养，以全新的视角审视与评价物理教育教学，使物理教师对教学问题的处理和认识能以最终结果作为思考的开始。在思考一个重要问题或做出重要结论时，从整体思维与科学大概念出发，先统盘考虑教育教学中的问题，去粗取精，去伪存真，确定真正要解决的问题，思索所有相关因素并制定科学的研究方略。

（2）促进教师专业提升。以大概念的理念引领教学，需要教师“居高临下”，具有一定的视野与把控全局的能力。需要教师从课程标准出发，准确把握教学的科学性与艺术性，抓住教学内容的线索和灵魂，以“根本、简单、开放”的原则把教学内容转化为大概念、大问题，实现教学的科学化，尽可能使学生不误入歧途。

（3）促进教师具有强烈的生本意识，以学生为本，高度相信和尊重学生，尊重学生的主体意识，充分依靠学生的原有经验和潜能，激发学习活力，促进教师提高教学智慧。比如：单元学习设计时，可能“留白”等办法能给学生思维的发展预留更多的空间和时间。

（4）促进教师进行教学研究，特别是研究性学习。不只是在课堂，也会拓宽到课前与课后。这是由于大概念的引领，教学中的问题会越来越多，包括专业提升与教育实践方面的问题。

其次，是来自学生的问题丰富多彩，特别是当学生对同一问题提出多种或不同见解时，教师可能没有想到或者根本想不到，这也能够直接促进教师的专业提升。学生提出的问题可能跨进度，甚至跨學科，也可能涉及科技前沿等，超出教师的预案。这一方面要求我们提高驾驭能力或掌控能力，同时也要求我们不断提高自己的专业知识水平和教学能力。

综上所述，以大概念的理念引领高中物理新课程的教学实施，既为我们的教学带来了生机与希望，也给我们提出了挑战。只要我们不断进行实证研究和探索，不但能提高学生的物理学科的核心素养，也能促进教师的专业成长。

参考文献：

[1]韦钰.以大概念的理念进行科学教育[J]. 人民教育， 2016（1）：41-45.

[2]韦钰. 以大概念的理念进行科学教育[J]. 人民教育， 2016（1）：41-45.

[3]Wyunne Harlen，等.韦钰，译.科学教育的原则和大概念[M].北京：科学普及出版社，2011：23.

[4]权广仁. 高三物理复习课的例题选择与设计[J]. 物理教学，2016（2）：9-11.

（栏目编辑 赵保钢）