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初中数学单元整体教学设计的实践

路径研究

第一章引言：研究背景、意义与问题提出

一、研究背景与现状

（一）义务教育阶段数学课程改革的深入推进

1.2022 年版义务教育数学课程标准强调核心素养的培养，包括

数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析

等，对初中数学教学提出了更高要求。这要求教师不仅传授知识，

更要引导学生形成数学思想方法，提升运用数学解决实际问题的能

力。

2.传统的分散式、碎片化教学模式，往往以知识点为中心，难

以有效支撑核心素养的系统培养，导致学生知识掌握停留在表面，

未能形成融会贯通的整体性认知结构，影响了深层次理解与应用能

力的提升。

3.当前教学实践中，教师在落实新课标理念时面临方法论上的

挑战，尤其是在如何将单元内容有机整合、打破章节壁垒、形成教

学合力以促进学生全面发展方面存在困惑与瓶颈。

（二）单元整体教学理论与实践的兴起

1.单元整体教学设计作为一种系统化的教学组织方式，旨在打

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破传统章节界限，以大观念、大概念为引领，整合教学内容，促进

学生深度学习与高阶思维发展。它强调从宏观视角审视教学内容，

关注知识间的内在联系和整体结构。

2.近年来，国内外教育研究对单元整体教学的关注度持续提升，

相关理论研究日益丰富，如其在促进学生知识迁移、提升问题解决

能力等方面的潜在优势已得到广泛认可。其具体的实践路径探索仍

处于发展初期。

3.初中数学领域，单元整体教学的尝试已有所开展，但多为零

散经验的总结，在具体的设计原 则 、实 施策略 、教学 活动 组织、 资

源 开发以 及 效 果评价 机 制 等方面，仍 缺乏 系统化、可 操 作性的实践

经验总结与推广。

二、研究意义

（一）理论意义

1. 本 研究将丰富初中数学单元整体教学的理论研究，深化对单

元教学设计原 则 、要素 及 运 行 机 制 的理解，尝试构建一 套 更具学 科

特 点、更 符 合初中学生认知 规律 的理论 框架 。

2.为新课标背景 下 初中数学核心素养的培养提 供 新的教学理论

支撑，深入探究单元整体教学对学生数学认知结构建构、问题解决

能力 及创 新思维发展的影响路径。

3. 拓 展教学设计理论在数学学 科 的应用广度与深度，验 证 单元

整体教学作为一种有效教学 范 式的 普适 性与学 科特异 性，为未来教

学模式 创 新提 供 学理 基础 。

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（二）实践意义

1. 本 研究将为初中数学教师开展单元整体教学提 供 具体、可 操

作的实践路径与 案例 ， 帮助 教师 明晰 设计思路、实 施步骤 和 评价 方

法，从 而 有效提升教师的教学设计能力和 专业 发展 水平 。

2.通 过 优化初中数学课 堂 教学效 率 与 质量 ， 本 研究旨在有效整

合教学 资源 ，促进学生对数学知识的系统理解和核心素养的全面发

展，解决当前教学中知识碎片化、能力提升 缓慢 等问题。

3.为学 校及 教研 部门 推进新一 轮 课程改革提 供 决 策参考 ，为 区

域性教学改革的深入开展提 供 有益经验和 创 新 范例 ，具有 重 要的推

广 价值 和实践 指 导意义。

三 、问题提出

（一）当前初中数学单元整体教学实践面临的困 境

1.教师对单元整体教学的理解存在 偏差 ，往往将其等 同 于 简 单

的内容整合 或 大单元作 业 设计，未能深入 挖掘 其大概念引领和核心

素养培育的 本质 ，导致教学改革 流 于形式。

2.单元教学设计 缺乏 系统性 框架指 导，实践中教师面临 “怎么

设计、如何实 施” 的困 境 ， 随 意性 较 大，难以形成 规范 化、标准化、

可 复制 的 操 作 流 程，限 制 了其广泛应用。

3.对单元整体教学效 果 的 评价 体系不 完善 ，当前的 考 试 评价 机

制 仍以知识点为 主 ，难以全面、 科 学 地衡量 学生在单元整体教学中

习得的数学思想、方法以 及 核心素养的提升， 也 难以有效 指 导教学

改进方 向 。

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（二） 本 研究 拟 解决的核心问题

1.如何在 2022 年版义务教育数学课程标准 指 导 下 ，结合初中数

学学 科特 点，构建一 套科 学、系统、 适 合初中数学的单元整体教学

设计 框架？

2.如何将 该框架细 化 并转 化为具体的单元教学设计 流 程和 操 作

指南 ，形成可 供 一 线 教师 参照 、实践的路径 ？

3. 该 实践路径的实 施 对提升初中学生数学核心素养（如数学建

模、逻辑推理能力）、优化教师教学能力（如设计能力、 评价 能

力）有何具体影响 ？

第二章单元整体教学设计的理论 基础 与实践审视

一、单元整体教学的理论 基础 与核心内 涵

单元整体教学作为一种强调知识内在联系、促进学生深度理解

的教学 范 式，其发展 根植 于深 厚 的教育 哲 学与心理学 基础 。 本 节将

深入探 讨 支撑单元整体教学的核心理论，旨在为 后 续的实践路径研

究 奠定坚 实的理论 基石 。

（一）整体性教学思想的 哲 学 基础

整体性教学思想的形成，得益于 哲 学领域对 “ 整体观 ” 和 “ 系

统论 ” 的深 刻阐释 。教育实践中， 我们逐渐 认识到，知识 并非 碎片

化的 集 合， 而 是相 互 关联、有机统一的系统。

1.整体观与系统论的教育 诠释 。整体观强调 事物 的内在联系和

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整体大于 部 分 之 和的原 则 ，系统论 则侧重 于 揭示 系统中 各 要素 之 间

的相 互 作用和 功 能。在教育领域，这意 味着 教学不应将知识 肢 解为

孤立 的片段， 而 应将其视为一 个 有机的整体，引导学生从宏观层面

把 握知识的结构与意义。

2.教学整体性与学习 连 贯性的内在关联。教学的整体性要求教

师在教学设计时， 充 分 考虑 知识的 横向 联系与 纵向 发展，构建具有

内在逻辑的学习 情境 。这种整体性的教学，能 够 有效 地 促进学生学

习的 连 贯性， 帮助他们 形成 完 整的认知 图 式， 避免 知识的零散化和

碎片化，从 而 提升学习效 果 。

3.课程整体观对单元教学的 指 导意义。课程整体观 主张 从课程

的整体结构出发，理解和设计教学内容。它强调不 同 学 科 、不 同 学

段 之 间知识的融会贯通，以 及 知识、能力与 情感态 度的统一发展。

单元整体教学 正 是课程整体观在具体教学实践中的体现，通 过聚焦

单元 主 题，将分散的知识点整合为有意义的知识 块 。

（二）建构 主 义学习理论的支撑

建构 主 义学习理论是单元整体教学设计的核心理论支 柱之 一，

它强调学习 者主动 建构知识的 过 程， 而非被动接收信息 。

1.知识建构与概念 网络 。建构 主 义认为，学习是学习 者 在已有

经验的 基础 上，通 过 与 环境互动 ， 主动 建构意义的 过 程。单元整体

教学通 过 设 置 富有挑战性的 真 实 情境 ，引导学生将新知识 纳 入原有

的认知结构，形成更为 复杂 、系统的概念 网络 ，促进其对数学概念

的深层理解。

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2.支 架 式教学与深度理解。在建构 主 义 框架下 ，支 架 式教学成

为 重 要的教学 策略 。教师通 过 提 供适 当的 指 导、提 示 和 资源 ， 帮助

学生 逾越“最 近发展 区” ， 逐步 掌握更高 级 的认知 技 能。单元整体

教学 正 是通 过 设计 环环 相 扣 、层层 递 进的教学 活动 ，为学生提 供 持

续性的认知支 架 ，引导 他们 从不 同 角度探究数学问题， 达 到深度理

解。

3.学生 主 体性与高阶思维培养。建构 主 义强调学生在学习 过 程

中的 主 体 地位 。单元整体教学 鼓励 学生 自主 探索、合作 交流 ，通 过

解决 真 实问题来 主动获取 知识，从 而激 发 他们 的学习内 驱 力。这种

以学生为中心的教学模式，有 助 于培养学生的 批判 性思维、 创 新思

维和问题解决等高阶思维能力。

（ 三 ）认知心理学视角 下 的教学优化

认知心理学为理解学生如何学习、 记忆 和解决问题提 供 了 科 学

依 据，对单元整体教学的优化具有 重 要 指 导作用。

1.认知 负荷管 理与 信息加工 。认知 负荷 理论 指 出，学习 者 的 工

作 记忆 容 量 有限， 过 高的认知 负荷 会 阻碍 学习。单元整体教学通 过

对教学内容进 行 结构化和可视化处理，将 复杂 的知识分解为可 管 理

的单元 主 题， 并 通 过恰 当的教学 活动 设计，有效 管 理学生的认知 负

荷 ，优化 信息加工 效 率 。

2. 图 式理论与知识 同 化 /顺 应。 图 式理论认为， 人类 通 过 构建和

调整心理 图 式来理解 世 界。单元整体教学通 过呈 现具有内在逻辑联

系的知识单元， 帮助 学生 激活 已有 图 式， 并 在 此基础 上进 行 知识的

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同 化（将新 信息 融入已有 图 式） 或顺 应（调整原有 图 式以 适 应新 信

息 ），从 而 实现知识的有效整合与 重 构。

3.学习迁移与知识应用。认知心理学强调学习迁移的 重 要性，

即 学生将所学知识应用于新 情境 的能力。单元整体教学致力于 揭示

数学知识的 本质 和 普适 性，通 过创 设多元化的应用 情境 ， 鼓励 学生

将单元内所学概念、原理和方法迁移到解决实际问题中，从 而 提升

知识的应用 价值 。

二、初中数学单元整体教学的实践发展与研究现状

在全 球 教育改革的 浪潮 中，单元整体教学理念 逐渐 得到广泛认

可， 并 在初中数学教学领域展现出 独特 的优势。 本 节将 梳 理国内外

单元整体教学的研究 脉络 ，探 讨 其在初中数学中的实践现状、核心

素养的融入以 及 设计要素与原 则 。

（一）国内外研究 脉络 与 趋 势

单元整体教学 并非 新兴概念，其在国际教育领域 早 有探索，国

内 也 经 过 了多年的实践与发展。

1.国际单元教学设计理论 流派 。在国际上，单元教学设计理念

涌 现出多种理论 流派 ， 例 如 由威金斯 和 麦克泰格 提出的 “ 理解为

先” 教学设计（ “UnderstandingbyDesign” ）。 该 理论强调 逆向 设

计，从学生期 望 的理解和表现出发，设计 评价 方式和学习体验，这

与单元整体教学中强调 “ 大概念 ” 和 “最终 表现性 任 务 ” 不 谋而 合。

项目 式学习、 基 于问题的学习等 也 提 供 了单元教学设计的丰富经验。

2.国内单元教学研究的发展 历 程与 特 点。国内对单元教学的研

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究可以 追溯 到上 世纪末 的课程改革探索，近年来 随着 核心素养理念

的提出 而愈 发 受 到 重 视。研究内容从 最 初的理论探 讨 ， 逐渐 深入到

具体学 科 的实践 案例 分析、设计模式探索 及 效 果评价 。初中数学领

域的研究 特 点是强调知识的结构化、概念的 本质 化以 及 与现实生 活

的联系， 并积极 探索 符 合中国国 情 的单元教学路径。

3.初中数学单元教学的实践探索与挑战。当前，国内初中数学

教师在单元整体教学方面进 行 了大 量 有益的实践，如设计 跨 课时、

跨 章节的 综 合性学习 活动 ，构建单元概念 图 等。实践中 也 面临 诸 多

挑战，如如何有效 平衡 课时 压 力与单元深度、如何设计高 质量 的单

元 评价 、教师对单元整体设计的理念理解和 操 作能力有 待 提升等。

（二）初中数学核心素养导 向下 的单元教学

2022 年版义务教育课程标准 明 确 提出了学 科 核心素养，这为初

中数学单元整体教学 指明 了方 向 ， 使 其从单 纯 的知识整合 转向 更高

层次的能力培养。

1.核心素养的分解与整合。初中数学核心素养包括数学抽象、

逻辑推理、数学建模、直观想象、运算能力、数据分析等。单元整

体教学要求教师在设计单元时，不仅要关注知识点，更要思 考 如何

通 过 单元 主 题，将这 些 分散的核心素养进 行 有机整合与培养。 例 如，

在 “ 函 数 ” 单元中，通 过 探究具体 情境 中的数 量 关系， 同 时培养学

生的数学抽象和数学建模素养。

2.单元 主 题与大概念的提 炼 。核心素养导 向下 的单元教学，强

调从课程内容中提 炼 出 “ 大概念 ” 和 “ 单元 主 题 ” 。 “ 大概念 ” 是

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跨 越 知识领域、具有 普适 性的核心思想，如 “ 变 化与不 变 ” 、 “ 等

价 与 转 换 ” 等。单元 主 题 则 是 围绕 大概念展开的具体学习 任 务 或 问

题 情境 。通 过 提 炼 这 些 主 题，能 够帮助 学生 洞察 数学知识的 本质 ，

形成更深层次的理解。

3.素养导 向 的 评价 体系构建。传统的数学 评价 往往 侧重 于知识

点的掌握。 而 核心素养导 向下 的单元整体教学， 则 需 要构建一 套 多

元化、 综 合性的 评价 体系。这包括 过 程性 评价 （如学生在单元学习

中的 参 与度、合作表现）、表现性 评价 （如解决 复杂 问题的能力、

数学建模作 品 ）以 及终 结性 评价 。 评价 内容应 涵 盖 学生知识、 技 能、

思维方式和 情感态 度等多 个 维度， 真正 反映 学生核心素养的发展 水

平 。

（ 三 ）单元整体教学设计的要素与原 则

成 功 的单元整体教学设计 需 要 遵循 一 定 的要素和原 则 ，以 确保

教学 活动 的 科 学性、系统性和有效性。

1. 目 标整体性：大概念与学习 目 标。单元整体教学的 目 标不应

是单一知识点的 罗列 ， 而 应是 围绕 一 个或 几 个 大概念，构建一 个 整

体的、进阶式的学习 目 标体系。这 些 目 标应 涵 盖 知识理解、 技 能应

用、思维发展和 情感态 度等多 个 层面， 且 具有 明 确 的素养导 向 。

2.内容整体性：知识体系与联结。教学内容是单元整体教学的

骨 架 。内容整体性要求教师对单元内所有知识点进 行重 构和组织，

揭示 其内在的逻辑联系和发展 脉络 ，形成一 个 有机的知识体系。这

包括对知识的 纵向梳 理（如概念的起 源 与发展）和 横向 联系（如不

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同 知识点的关联性）。

3. 评价 整体性： 过 程与结 果 的统一。 评价 是单元整体教学设计

不可 或缺 的一 部 分。 评价 整体性强调 评价 应贯 穿 整 个 教学 过 程， 既

关注学生 最终 的学习结 果 ， 也 关注学习 过 程中能力的发展、思维的

提升。 评价工 具和方式应多 样 化，能 够 全面 反映 学生在单元学习中

的进 步 与成 长 ， 并 为教师的教学改进提 供 反馈 。

三 、 本 研究的理论 框架 与研究视角

基 于对单元整体教学的理论 基础 和实践现状的审视， 本 研究将

构建一 个 整合性的理论 框架 ， 并明 确 其在初中数学单元整体教学设

计实践路径上的具体研究视角，以期在现有研究 基础 上有所 创 新，

并 为初中数学教学实践提 供 有益 启 示 。

（一）整合性理论 框架 的构建

本 研究旨在构建一 个 融合了多种教育理论的整合性 框架 ，以全

面 指 导初中数学单元整体教学设计的实践研究。

1.以整体观为 指 导的教学设计理念。 本 研究将以 哲 学整体观为

根本指 导思想，强调在初中数学单元教学设计中，要 始 终 秉 持 “ 大

单元、大概念、大 情境” 的理念，将零散的数学知识点融入到一 个

具有内在逻辑和意义的整体 之 中， 避免 教学的碎片化，促进学生对

数学 本质 的理解。

2.以建构 主 义为核心的学习 过 程观。在学习 过 程层面， 本 研究

将以建构 主 义学习理论为核心， 倡 导以学生为中心，通 过创 设丰富

的问题 情境 、提 供 探索机会和 协 作学习 平 台 ，引导学生 主动参 与知