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整体结构化大单元教学设计探究——以
“中心对称图形——平行四边形”为例
第一章 整体结构化大单元教学设计的理论探源与实践审思
一、研究背景
（一）传统数学教学的挑战与单元教学的兴起
1.知识碎片化与能力培养的脱节：长期以来，中学数学教学常
呈现知识点孤立、章节分散的特点，导致学生难以建立知识的整体
图景和内在联系。这种碎片化的教学模式，使得学生虽然掌握了具
体知识，但在应用、迁移和解决复杂问题方面表现出明显不足，难
以有效培养其高阶思维能力和数学核心素养。
2.学生学习深度不足与思维局限：在应试教育背景下，部分教
学过于侧重知识的机械记忆与技能的重复训练，忽视了对数学概念
本质的深层理解与探究。学生在学习过程中缺乏主动建构知识、形
成独特认知结构的经验，导致学习浮于表面，难以形成批判性思维
和创新意识。
3.单元教学作为回应的实践探索：面对上述挑战，国内外教育
界开始积极探索以“单元”为核心的教学组织形式。单元教学旨在
打破章节界限，将相互关联的知识、技能和概念整合为一个有机的
学习整体，通过创设真实情境、开展探究活动，促使学生进行深度
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学习，构建完整的知识体系，并在此过程中提升综合能力。
（二）新课标背景下大单元教学的时代要求
1.核心素养导向与整体性学习理念：2022 年版义务教育数学课
程标准（以下简称新课标）明确提出了以核心素养为导向的育人目
标，强调培养学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、
数学运算和数据分析等关键能力。这要求教学设计从知识本位转向
素养本位，由关注知识的传授转向关注学生综合能力的全面发展。
大单元教学以其整体性、结构化的特点，成为落实新课标理念、培
养核心素养的有效途径。
2. 跨 学 科 整合与知识结构化 需 求：新课标 还倡 导学 科间 的 融 合
与联系， 鼓励 学生从不 同角 度理解问题，形成 更 全面的认知。数学
知识的结构化，不 仅仅是 内部逻辑的 梳 理， 更 在于将其 置 于 广阔 的
背景中，与实 际 生活 及 其 他 学 科 建立联系。大单元教学通过主题 引
领 ，促进知识的深度关联与整合，有 助 于学生形成 更加 系统、 富 有
活力的知识结构。
3.实践 案例 对结构化设计的 呼唤 ：在推进大单元教学的实践中，
涌 现出大 量 成 功 的 案例 。部分单元设计 仍停留 在知识点简单 叠加或
主题表层关联的阶 段 ， 未 能实现真 正 的“结构化”和“整体性”。
如何 将分散的知识点 融入 一个有机的整体，构建 清晰 的认知结构，
引 导学生进行深度学习，成为 当前 教学 改革 中 亟待 解决的关键问题。
二、核心概念的界 定
（一）整体结构化大单元教学设计
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1.整体性： 指 教学设计打破传统学 科 界限和章节 藩篱 ，将学 科
核心概念、知识体系、思维方 法 、情 感态 度 价值 观 融 为一体，形成
一个逻辑 严密 、内在关联、相互 支撑 的教学整体。 它超越 了知识点
的简单 拼凑 ，强调学习体验的完整性、学习目标的综合性。
2.结构化： 指 教学内 容 和过程的组织方式，旨在 揭示 知识 间 的
内在联系和深层逻辑， 帮助 学生构建 清晰 、 条 理化的认知结构。通
过 线 索 串 联、概念图 示 、问题 链 设计等 手段 ，使学生能从 宏 观层面
把 握知识 框架 ，从 微 观层面理解概念内 涵 ，并能主动重组和迁移知
识。
3.大单元： 指 以学 科 核心概念、大观念 或 真实问题情境为统 领 ，
跨越多 个课时 甚至 章节，具有明确学习目标和 评价 体系的教学 周 期。
它 强调深度学习 而非广 度 覆盖 ，通过系统性的探究活动，促使学生
形成对学 科 本质的深 刻 理解和综合运用能力。
（二）中心对称图形与 平 行 四边 形的教学内 涵
1.中心对称图形的 几何 核心概念：中心对称图形 是初 中数学 几
何 部分的重要内 容 ，其核心在于理解“ 绕 一点 旋 转 1 8 0 度 后 与 自身
重合”的本质特 征 。教学应 引 导学生从直观 感 知 到 抽象 定 义，从实
例 分析 到 性质 归纳 ，深 刻把 握其 定 义、性质 及 判 断 方 法 。
2. 平 行 四边 形的性质与判 定 ： 平 行 四边 形作为中心对称图形的
典型 代表，其教学内 容涵盖 其 定 义、性质（ 边 、 角 、对 角线 ）和判
定 （ 五 种方 法 ）。这部分教学不 仅是 知识的传授， 更是 培养学生逻
辑推理能力、分 类讨 论思想和从特 殊到 一 般 、从一 般到 特 殊 的数学
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思维的重要 载 体。
3.概念 间 的内在逻辑关联与发展：中心对称图形 是更广 义的概
念， 平 行 四边 形 是 中心对称图形的特 例 。在教学设计中，应 引 导学
生认识 到 这种从 属 关系，并通过对 平 行 四边 形性质的探究， 加 深对
中心对称图形本质的理解。这种概念 间 的内在逻辑关联 是 构建大单
元结构的关键。
三 、理论 基础 与研究意义
（一）理论 支撑
1.建构主义学习理论： 该 理论强调学习 是 学生主动建构知识、
赋予 经验意义的过程。在整体结构化大单元教学设计中，建构主义
为 我们 提 供 了设计学习活动、创设情境、 引 导学生主动探究的理论
依 据，促使学生从 已 有经验出发，通过互动与 反 思，构建对中心对
称图形和 平 行 四边 形概念的深 刻 理解。
2.认知 负荷 理论： 该 理论关注学习 任 务对学生认知系统 造 成的
负荷 ，旨在通过 优 化教学设计 减少无 关认知 负荷 ，提高学习效 率 。
整体结构化设计通过 清晰 的知识结构、合理的 任 务 安排 和 支架搭 建，
有 助 于 降低 学生在 处 理复杂数学概念时的认知 负荷 ，使其能 够更 有
效 地 进行深度学习。
3. 格 式 塔 心理学： 该 理论强调学习 者倾 向于将 零 散的 信息 组织
成有意义的整体。在数学教学中， 格 式 塔 心理学 启 发 我们 应关注知
识的整体结构和相互关系，通过呈现完整的概念体系和逻辑 链条 ，
帮助 学生形成对中心对称图形和 平 行 四边 形知识的整体 感 知和结构
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化理解。
（二）研究的理论与实践意义
1. 丰富 大单元教学设计的理论体系：本研究立足于新课标的核
心素养理念，以中心对称图形与 平 行 四边 形为 例 ，对整体结构化大
单元教学设计进行深 入 探究。这不 仅是 对现有单元教学理论的深化，
也 将为构建 更 具 科 学性、系统性的教学设计理论提 供 新的视 角 和实
证支持 。
2.为中学数学教学提 供 实践 范 式：通过本研究的实践探索，将
提 炼 出一 套可操 作、 可 推 广 的整体结构化大单元教学设计模式。这
对于一 线 数学教 师 在具体教学中 如何 落实新课标要求、 如何 有效整
合教学内 容 、 如何 提升课 堂 教学质 量 ，具有重要的 指 导意义和 示范
价值 。
3.促进教 师专业 发展与学生核心素养提升：本研究的实 施 过程
将促进教 师 从知识传授 者 转 变 为学习组织 者 和 引 导 者 ，提升其课程
领 导力、教学设计能力和研究能力。通过结构化、整体性的学习体
验，学生能 够更好地 发展数学抽象、逻辑推理、直观想象等核心素
养，为 未 来的学习和发展 奠定坚 实 基础 。
第二章大单元教学设计理论 基础 与“中心对称图形 ——平 行 四
边 形”单元教学分析
一、大单元教学设计的理论 基础 与核心理念
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（一）大单元教学理念的内 涵 与特 征
大单元教学理念 是当前 教育 改革 背景下，为应对传统碎化知识
教学 弊端而 提出的一种教学组织新 范 式。 它超越 了传统章节式、课
时式的教学 安排 ，将具有内在逻辑关联的 多 个知识点 或 主题整合为
一个 更 大的教学单元，旨在构建 更 具结构性、系统性的学习体验。
其核心内 涵 在于强调知识的整体性、关联性与学习的深度性、迁移
性。大单元教学通过 宏 观视 角 的课程 规划 ， 引 导学生从整体上 把 握
学 科 知识体系，理解知识 间 的内在联系，形成完整的认知图式。
1.整体性与结构性：大单元教学将 零 散的知识点 串 联成一个有
机的知识 网络 ，强调学习内 容 的整体性和内在逻辑结构。在“中心
对称图形 ——平 行 四边 形”这一大单元中，整体性体现为将中心对
称的概念、性质，与 平 行 四边 形作为一种特 殊 的中心对称图形 及 其
性质、判 定 、应用等内 容 进行整合。通过整体设计，学生不 再 孤立
地 学习 每 个图形， 而是 能在统一的 几何 背景下，理解 它们之间 的 包
含 关系、 演变规律 ，从 而 构建起一个结构化的 几何 认知 框架 。这种
结构化的学习模式有 助 于学生建立 更稳固 的知识 基础 ，提升对知识
的 融会贯 通能力。 它也 强调从知识的生长点和发展 线 上审视教学内
容 ，使学生 看到 数学概念和方 法 的来 龙去脉 ，形成 更 为全面的理解。
2.深度学习与高阶思维培养：大单元教学 超越 了知识点“点
式”的 浅 层记忆和重复训练，致力于 激 发学生的深度学习，培养其
批判性思维、创新思维和问题解决能力等高阶思维。深度学习要求
学生不 仅 “知其然”， 更 要“知其 所 以然”，能 够 对 所 学知识进行
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分析、综合、 评价 和创 造 性应用。在“中心对称图形 ——平 行 四边
形”单元中，深度学习的培养体现在 引 导学生探究图形性质的 归纳
过程，理解 几何证 明的逻辑 严密 性，以 及 运用 所 学知识解决实 际 问
题。 例如 ，通过设 置 开 放 性问题， 鼓励 学生探索不 同 中心对称图形
的 共同 特 征 ， 或者 设计 多 种方式来 证 明 平 行 四边 形的性质，促使学
生从不 同 维度进行思 考 ，从 多 个层面建构知识，从 而 有效提升其分
析问题、解决问题的综合能力。
3.实践性与真实情境创设：大单元教学注重将数学知识 置 于真
实、有意义的情境中，强调学以致用，提升学生的实践能力和应用
意识。通过创设 富 有挑战性的真实 任 务， 引 导学生在解决实 际 问题
的过程中学习和运用知识，体验数学的 价值 和 魅 力。在“中心对称
图形 ——平 行 四边 形”大单元的教学中， 可 以设计与生活 紧密 联系
的实践活动， 如利 用中心对称设计图 案 ， 或测量 、计算实 际 生活中
的 平 行 四边 形结构。 例如 ，组织学生观 察 建 筑 、 艺术品 中的对称现
象， 利 用 几何工 具 绘制 中心对称图形， 或 设计一个 包含平 行 四边 形
元素的实 际工 程问题。这 些 实践活动不 仅 能 帮助 学生将抽象的数学
概念具象化， 更 重要的 是 能培养 他们 运用数学知识解决实 际 问题的
能力， 感受到 数学与现实 世 界的 紧密 联系，从 而激 发学习兴 趣 和内
在 驱 动力。
（二）核心素养导向下的数学教学要求
在核心素养教育理念的 指引 下，数学教学不 再仅仅 关注知识的
传授， 而是更加 强调学生在真实情境中解决问题 所 表现出来的综合
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能力和 必备品格 。数学核心素养 包括 数学抽象、逻辑推理、数学建
模、直观想象、运算能力和数据分析等 六 大方面。大单元教学设计
需紧密围绕 这 些 素养目标，进行整体性 规划 和实 施 ，确 保 学生在系
统学习中全面发展。
1.培养运算能力与 几何 直观：运算能力 是 数学学习的 基础 ， 而
几何 直观 则是 理解 空间 概念、建立图形表象的关键。在大单元教学
中，运算能力不 仅仅 局限于数 值 计算， 更包括 代数式 变 形、方程求
解等 符号 运算，以 及 在 几何 背景下的度 量 计算。 例如 ，在 平 行 四边
形单元中， 涉及平 行 四边 形面积、 周 长的计算，以 及利 用 勾股定 理
和特 殊角 的 三角函 数进行相关 线段或角 度的计算。 几何 直观 则 通过
观 察 、 操 作、想象， 帮助 学生建立对图形的 感 知和理解，形成对 几
何 概念的 初步 认识。通过 几何画板 、实 物 模 型 等 工 具， 引 导学生直
观 感受 中心对称图形的特 征 ，探究 平 行 四边 形性质的发生发展过程，
能 够 显 著 提升学生的 几何 直观能力。
2.发展逻辑推理与数学建模：逻辑推理 是 数学的 灵魂 ， 是 学生
严谨 思维形成的重要标 志 。在大单元教学中，要注重 引 导学生经 历
从经验 归纳到演绎 推理的过程，培养 他们清晰 表 达 推理过程、构建
严谨 论 证 的能力。 例如 ，在 平 行 四边 形性质和判 定 的教学中，要 引
导学生主动探究并 尝 试 证 明，理解“ 因 为 ……所 以 …… ”的逻辑关
系。数学建模 则是 将实 际 问题抽象为数学问题，并运用数学方 法 解
决问题的过程。在“中心对称图形 ——平 行 四边 形”单元中， 可 以
引 导学生将现实 世 界中的对称现象、 平 行结构抽象为数学模 型 ， 利
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用 几何 知识进行分析和 预测 。 例如 ， 利 用 平 行 四边 形解决 工 程结构
稳定 性问题， 或 设计一个具有中心对称 美 的 产品包装 。
3.提升数据分析与实践应用： 尽管 “中心对称图形 ——平 行 四
边 形”单元主要 属 于 几何范 畴 ，但数据分析在教学过程中 仍 有其应
用 价值 ， 例如 通过 测量 和统计不 同平 行 四边 形的 角 度和 边 长，发现
其内在 规律 。实践应用 则是 将 所 学知识 灵 活运用 到 现实生活中，解
决实 际 问题的能力。大单元教学应提 供丰富 的实践机 会 ， 让 学生在
具体情境中体 会 数学的应用 价值 。 例如 ， 引 导学生 测量 学 校 操 场 上
平 行 四边 形 区域 的面积， 或者利 用中心对称 原 理设计 班级 板 报 。这
些 实践活动不 仅 能 巩 固所 学知识， 还 能培养学生的动 手 能力和创新
意识，使 他们 认识 到 数学并 非 高高在上的理论， 而是 与生活 息息 相
关的实用 工 具，从 而 提升解决真实 世 界问题的能力。
（ 三 ）相关教学理论 基础
大单元教学设计的成 功 实 施 ， 离 不开深 厚 的教育理论 支撑 。建
构主义学习理论、认知心理学与图式理论、以 及支架 式教学与 最近
发展 区 理论，为大单元教学的设计理念、教学 策略 和 评价 方式提 供
了重要的理论 指 导。
1.建构主义学习理论：建构主义强调学习 者是 知识的主动建构
者 ， 而非 被 动 接 受者 。学习过程 是 学习 者基 于 原 有经验，通过与 环
境的 交 互作用，主动建构意义的过程。在大单元教学设计中，建构
主义理论 指 导 我们 应提 供丰富 的学习 资 源和探究机 会 ， 鼓励 学生通
过观 察 、 操 作、 讨 论、合作等方式， 自 主发现知识、理解概念、形
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成 规律 。 例如 ，在探究 平 行 四边 形性质时，教 师可 以提 供 剪刀 、 纸
张 等 工 具， 让 学生通过 剪 拼 、 折 叠 等 操 作，直观 感受 对 角线 互相 平
分等性质，并在此 基础 上进行 归纳 和论 证 。这种以学生为中心的教
学模式，能有效 激 发学生的学习积极性和主体性，促进其知识的深
度内化和迁移。
2.认知心理学与图式理论：认知心理学关注人 类 高 级 心理过程，
如感 知、记忆、思维、 语言 等，为 我们 理解学生认知发展 规律 提 供
了 科 学 依 据。图式理论 是 认知心理学的重要组成部分，认为知识 是
以图式（ Schema ）的形式组织在人 脑 中的，图式 是 人 们 组织和解 释
信息 的 基 本单位。大单元教学通过整合知识，有 助 于学生形成 更宏
大、 更 系统化的认知图式。 例如 ，将“中心对称图形”和“ 平 行 四
边 形”整合学习，学生 就 能形成一个 包含 “对称性”、“ 四边 形分
类 ”、“图形性质”等 多 个 子 图式的复合图式， 而非 孤立的、碎片
化的知识点。这种系统化的知识组织方式，有 利 于学生 更 高效 地 存
储 、提 取 和应用知识，提升其认知效 率 和解决复杂问题的能力。
3. 支架 式教学与 最近 发展 区 理论： 支架 式教学 是指 教 师 在学生
学习新知识时，提 供 适 当 的 帮助 和 支持 ， 随着 学生能力提高， 逐 步
撤销 支架 ， 最终 使学生独立完成学习 任 务的一种教学 策略 。其理论
基础是 维 果茨 基 的 最近 发展 区 理论， 即 学生在成人 或更 有能力的 同
伴 的 帮助 下 所 能 达到 的学习 水 平 ，高于其独立学习 所 能 达到 的 水 平 。
在大单元教学中，由于内 容 的 广 度和深度 增 加 ，学生 可 能 会 遇 到更
多 挑战。教 师需 根 据学生的认知 水 平 ，设计不 同 层 次 的“ 支架 ”，
