摘要：随着新课改和“ 双减” 政策的落地，传统的教学模式已逐渐无法满足当下学生的学习需求，而我们教师作为学生成长道路上的主导者，还应当紧随时代发展步伐，积极探索更多有效的教学策略来促进学生综合素养的全面提升。其中大单元整体教学策略作为一种受到广大教师青睐的教学方法，在当前的初中物理教学中，如果我们能够构建一个结构化的大单元学习知识系统，则能够帮助学生们快速地建立起完整的物理知识网络，使他们的科学思维能力得到培养。因此，本文将深入探讨基于认知结构化的初中大单元智慧学习支持系统的设计与运用策略，以期为相相关的教师提供参考。

关键词：认知结构化；初中；大单元教学；学习支持系统

引言

随着《义务教育物理课程标准（2022 年版）》的颁布和实施，初中物理教学将面临从知识本位向素养本位转型的重大挑战。结合过往的初中物理教学状况来看，往往存在单课时和碎片化的状况，从而无法满足学生核心素养的发展需求，而大单元整体教学作为一种新型的教学组织形式，正在逐渐成为当前物理教学改革的重要方向。然而，在实际教学过程中，虽然有部分教师认同大单元教学理念，但是在实施过程中却会遇到如何整合分散的知识点、如何设计连贯的学习活动、如何评价学生的整体学习成效等一系列问题。由此可见，积极探讨基于认知结构的初中大单元智慧学习系统设计与应用策略，具有十分重要的现实意义。

一、基于认知结构化的初中大单元智慧学习支持系统设计与应用意义

（一）促进学生认知结构优化，实现物理观念的深度建构

初中阶段的学生正处于物理观念形成的关键时期，然而在过往的教学中，部分教师采用的碎片化教学往往会导致学生获得零散的知识点，无法建立起知识间的内在联系，而最终的学习效果也不理想。如果我们在物理教学中能够进行结构化教学设计，则能够帮助学生快速地将那些分散的概念规律整合为有机的知识网络。比如在学习声现象这一单元时，我们可以在课堂中为学生们建立“声音是什么”这一核心概念，然后再延伸出声音的三要素，组织他们探讨声音传播介质与速度，最后引导学生联系生活中的噪声控制与超声波、次声波的应用。这种认知结构的优化能够让学生形成的物理观念更加稳固和深刻，并能够在新情境中灵活迁移应用，最终真正实现知识观念的跃进。

（二）提升教师教学设计能力，推动课堂教学质量提升

在初中物理教学中，教师的专业素养和教学能力将直接关乎学生核心素养的发展。在过往的教学中，教师们的教学设计往往会局限于单课时，单知识点的微观视角，而结构化的大单元设计则要求教师们具备更加宏观的课程视野和系统的教学思维，而教师如果基于认知结构化设计初中大单元智慧学习知识系统，他们自身的专业能力也会得到持续的发展。比如在光的折射与透射单元教学设计中，教师们需要统筹考虑光的折射规律、透镜对光的作用、凸透镜成像规律、透镜的应用等多个知识模块的内在逻辑，他们需要深入地分析课程标准，梳理知识脉络，确定大单元概念，设计递进式的学习任务，而这一过程将会极大地锻炼教师们的课程整合能力和教学创新能力，如此一来，课堂教学的针对性和有效性也将会显著提升 [1]。

（三）推动物理学科核心素养落地，培养科学思维能力

在初中物理教学中，物理学科的核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任这四个维度，如果我们想要培养学生的物理学科核心素养，则需要依托真实完整的学习过程，而单元学习支持系统通过结构化的设计，为核心素养的落地提供了良好的载体。比如在学习欧姆定律这一单元时，我们可以为学生们设计探究电流与电压、电阻的关系的完整科学探究活动。在课堂中，我们首先提问学生为什么同一个灯泡在不同电压下亮度不同？为什么不同灯泡在相同电压下亮度不同？从而引导学生提出猜想，尝试设计实验并收集数据，最后再进行分析论证，而最终学生们也将会得出欧姆定律。如此一来，学生们将不仅会掌握课程中的关键知识点，还能够使自身的科学思维能力得到持续地培养和提升。

二、基于认知结构化的初中大单元智慧学习支持系统设计与应用策略

（一）构建概念－规律－应用三级知识框架，建立清晰的知识结构

在当前的初中物理大单元教学中，我们教师应当深入地研读课程标准和教材内容，提炼出单元的核心概念作为统领，然后将分散的知识点按照是什么、为什么、怎么用的逻辑层次来进行重组，这将能够帮助学生建立一个更加清晰的知识结构。

比如在学习的声现象这一单元时，我们可以把将声音是一种机械波作为大概念，将声音的产生、传播、特征等基础内容归入概念层，将音调与频率的关系、响度与振幅的关系等实验规律归入规律层，将超声波、医学诊断、噪声控制技术应用的实践内容归入应用层。当我们建立好这三级框架之后，学生们将能够清晰地看到知识之间的内在联系，理解原来物理概念并不是单独存在的，而是相互关联，逐层递进。而在实际教学过程中，我们还可以通过设计贯通三个层级的单元任务，让学生制作简易的乐器，引导他们在实践的过程中进一步整合应用各层级知识，最终实现知识点掌握到认知结构优化的转变 [2]。这种结构化的认知框架不仅能够帮助学生完成当前的学习任务，还能够为其后续的物理学习奠定良好的认知基础。

（二）设计情境－探究－迁移递进式学习路径，促进深度学习发生

初中阶段的学生正处于青春期，他们往往对新奇有趣的事情充满了好奇心和探索欲望，而在初中物理大单元教学中，如果我们能够设计相应的情境，就能够快速激发学生们的好奇心和探索欲望。

比如在光的折射与透镜单元教学中，我们可以将海市蜃楼现象和筷子在水中弯折现象引入到课堂中，通过这些奇妙的光学现象来激发学生们的好奇心和探究欲望。与此同时，我们还应当设计层层递进的探究活动，在课堂中，我们可以引导学生学习光的折射规律，分析透镜对光的作用，探讨凸透镜成像规律，这将能够帮助他们逐渐深化对光学现象的理解。而在这个过程中，我们还需要为其提供必要的思维支架，引导他们从现象观察走向数据分析，从定性描述走向定量研究，从而培养其科学探究能力。在课堂的最后阶段，我们还需要组织学生开展设计制作简单照相机或者探究近视眼与远视眼的矫正方法的实践任务，而学生们通过这一系列的实践探索之后，将能够将课堂所学的知识应用到新的情境中，解决真实的问题。这种递进式的学习路径不仅符合学生的认知发展规律，还能够使整个学习过程成为一个有机整体，避免了过往教学过程中知识传授与能力培养相脱节的弊端 [3]。

（三）搭建实验－数据－结论科学探究支架，培养科学探究能力

在初中物理教学中，如果我们能够搭建实验—数据—结论科学探究支架，则能够帮助学生快速地掌握科学探究的基本方法，培养其科学思维能力。

比如在学习到欧姆定律这一单元时，在实验设计环节，我们可以引导学生明确此次探究的具体问题，尝试着提出合理的猜想，还需要设计控制变量方案，这能够培养学生的实验设计能力。而学生在设计电路的过程中，我们还需要提问学生如何改变电阻两端的电压、如何保持电压不变等问题，以此来引导学生理解滑动变阻器的作用，并鼓励他们尝试设计出科学合理的实验方案。当然，我们还需要为学生提供结构化的数据记录表格，并强调多次测量的重要性，规范实验操作要求，以确保他们最终的实验数据能够更加准确且可靠。当他们完成实验并收集到数据之后，还需要让学生以小组为单位展开探讨，而学生们也将会从具体的实验数据中抽象出欧姆定律的数学表达式。当学生们完成这样的探究之后，他们不仅掌握了欧姆定律的知识内容，更重要的是他们经历了一个完整的科学探究过程，在未来的学习过程中，他们也将学会如何提出问题、设计方案、收集证据、分析论证、得出结论，这种能力将会迁移到后续的物理学习中。

（四）建立诊断－反馈－调整动态评价机制，实现精准教学支持

评价是教学的闭环阶段，有效的评价更是教学质量的重要保障。在初中物理教学中，如果我们能够建立诊断－反馈—调整动态评价机制，则能够实现更加精准的课堂教学，实现教学效果的快速提升。

比如在力与运动这一单元教学中，我们在单元教学之前可以通过设计物体的运动是否需要力来维持等一系列问题，探查学生是否存在亚里士多德式的错误观念，这能够为后续的教学提供有效的依据。而在日后的课堂教学过程中，我们不仅需要关注学生的最终学习成果，还需要观察他们是否积极主动地展开实验操作，是否能够仔细检查记录的数据，是否能够积极地参与评价讨论等。当然，评价主体也应当多元化，我们除了采取传统的教师评价之外，还可以鼓励学生展开自评和互评，甚至可以将家长评价引入其中，这能够帮助我们及时了解每个学生的具体学习状况，发现他们学习过程中存在的问题，并给予更具针对性地指导和帮助。当我们完成单元教学之后，我们还应当设计综合性的评价任务来全面考查学生的知识理解，实验设计操作技能和数据处理能力。其中更为重要的是，我们还需要基于这些评价结果来发现教学中存在的问题，并及时地调节后续的教学内容。如果我们能够基于这些精准的评价及时地调整教学内容，将会使后续的教学更加精准有效，从而真正实现因材施教的教学目的。

（五）创设线上－线下－实践混合学习环境，拓展学习时空边界

近几年，信息技术的发展使我们的生活和学习发生了巨大的变化，也为当前物理教学的改革和创新提供了全新的可能。因此，我们教师还应当紧随时代发展步伐，积极创设一个线上－线下－实践相混合的学习环境，这将能够进一步拓展学生的学习时空边界，而最终的学习效果也将会产生质的飞跃。

比如在电路初探与欧姆定律单元教学中，我们可以让学生在课前预习和课后复习时反复地观看微课视频，通过虚拟实验展开电路故障分析的模拟训练，甚至还可以通过在线测试及时地获得相应的反馈。而在课堂教学中，我们应当设计实验探究或者小组讨论等各种互动环节，让学生之间展开深入的学习和探讨，当他们在探索过程中遇到无法解决的问题时，我们还可以给予必要的指导和帮助 [4]。为了让学生对单元知识点有更加深入的理解和掌握，我们还可以组织学生开展课外拓展实践活动，让他们利用课后时间调查家庭的电路，尝试着制作简易的电子秤，如此一来，学生将在实践的过程中进一步理解知识的应用价值，同时还能够培养其工程思维和创新能力。当然，我们知道这三种学习环境并非孤立存在的，而是相互融合，相互支撑，学生通过线上学习能够为后续的线下学习提供基础，而线下教学能够为实践活动提供方法和指导，实践活动的成果又通过线上平台分享讨论，最终形成一个学习闭环。这种混合的学习环境将能够进一步拓展学生们的学习的时空边界，使学习不再局限于课堂 45 分钟之内，而是能够延伸到课前课后和课外。

结束语

在新时代背景下，培育学生的核心素养成为当前的主要教学目标，而广大的教师也应当紧随时代发展需求，在实际教学过程中，结合教学目标和学生的兴趣爱好等因素构建一个基于结构化教学的初中大单元学习知识系统，提升课堂教学的吸引力，促使每个学生更加积极主动地参与到课堂中展开知识的探索和学习。然而，我们知道大单元学习支持系统的构建并非一蹴而就，而是需要我们的教师在实践的过程中持续地探索、反思和完善。

参考文献

[1] 曹换平 . 大单元整体教学法在初中物理课堂中的应用 [J]. 启迪与智慧( 上 ),2025,(12):5- 7.

[2] 巫栩辉 . 新课标背景下初中物理大单元教学设计的探讨 [J]. 数理化解题研究 ,2025,(32):71- 73.

[3] 洪清 . 大单元整体教学法在初中物理教学中的运用 [J]. 亚太教育 ,2025,(21):125- 128.

[4] 吴晓涛, 徐栋, 田进梅. 结构化教学在初中物理中的应用——以八年级“ 眼睛与眼镜” 为例 [J]. 当代教育与文化 ,2020,12(03):64- 68.

本文系《基于结构化教学的初中大单元学习支持系统的建构研究》，课题编号：2023/LX /01/007/03，阶段性研究成果。