核心素养视域下图形位置与运动大单元整体教学设计框架及实施路径研究

引言

图形位置与运动领域教学长期存在知识碎片化问题。核心素养导向要求整合几何认知与实践能力，大单元整体教学成为破解该难题的有效路径。本研究基于知识结构统整原理，构建位置描述、运动规律与空间关系三维框架。教学实践聚焦真实情境中的空间问题解决，注重思维进阶与个性化发展。单元实施机制瞄准空间观念、几何直观与推理意识三大素养 [1]。教学评一致性保障体系确保目标精准落地。该研究为几何教学改革提供系统性解决方案。

一、图形位置与运动领域知识框架与大概念建构

（ (-) ）知识结构三维分析

位置描述维度构成空间认知基础。学生通过方向术语描述物体相对位置关系，距离测量活动建立空间量化表达意识，参照物变换训练多角度观察能力，教室座位模拟游戏实现生活化应用场景，坐标系工具构建数学化定位系统。运动规律维度揭示图形变化本质特征，平移特性通过抽屉推拉操作直观感知，旋转规律借助钟表指针运动阐释，运动轨迹绘图活动培养动态观察能力。图形运动前后属性对比训练逻辑思维习惯，空间关系维度深化综合理解层次。相对位置与绝对位置的辩证关系需具体案例说明，运动过程中的空间变化构成问题解决载体，校园导航项目整合位置描述与运动分析。三维知识体系形成螺旋上升认知链条。

（二）核心大概念提炼

空间变换概念统摄位置与运动知识领域。该思想揭示图形位置变化的数学本质，坐标系工具建立精确空间定位模型 [2]。运动守恒规律体现图形属性的不变特征，参照系选择原理培养空间思维灵活性，坐标思想作为贯通性概念联结知识模块。数轴模型支撑一维空间认知基础，平面直角坐标系构建二维定位体系，坐标变换规律解释运动数学原理。车辆导航案例说明现代科技应用价值。

二、位置与运动关联性的教学实践策略

（一）情境化教学实施策略

1. 真实问题情境的创设方法

情境教学理论强调真实场景的认知迁移价值。生活化问题设计需包含明确任务驱动要素，情境复杂性应匹配学生认知发展水平，数字化工具拓展情境时空边界，多感官参与机制增强情境体验深度。以校园定向越野活动为例，教师设计校园建筑位置标注任务。学生使用指南针测量教学楼方位角，花坛位置描述要求说明参照物选择依据，运动场跑道分析涉及平移距离计算，篮球场边线旋转问题检验角度判断能力，图书馆寻宝任务整合坐标定位技能。情境任务单包含问题链引导探究过程，电子地图工具支持实时位置标注，成果展示环节要求学生解说路线规划逻辑。

2. 项目式学习活动设计

项目式学习理论注重跨学科问题解决能力培养。项目设计需建立清晰阶段目标体系，小组协作机制促进知识经验共享，成果展示形式应体现多元智能特征。反思环节强化学习迁移意识[3]。以“社区公园改造师”项目为例，学生分组测量社区公园现有设施位置，健身器材布局分析涉及空间关系评估，人行道改造方案要求计算平移距离，游乐设施旋转角度优化提升安全系数，坐标网格图标注秋千运动轨迹，三维模型制作展示空间优化方案。项目报告需说明位置与运动关联逻辑，社区代表听证会模拟真实决策场景，反思日志记录设计思路调整过程。

（二）深度化教学实施策略

1. 概念理解的进阶设计

概念认知发展遵循具体到抽象规律。进阶路径设计需设置明确能力里程碑，学具操作支撑概念具象化理解，认知冲突设置促进概念深度内化。以位置概念三级进阶为例，初级阶段开展教室物品寻宝游戏。学生使用 " 前后左右 " 描述文具盒位置，中级阶段引入坐标系定位课桌位置，坐标纸标注班级设施培养量化思维，高级阶段设计校园地图坐标系转换，校门位置在新旧坐标系中的坐标对比，七巧板拼图活动验证坐标变换规律。学习任务单设置阶梯式挑战问题，概念理解测试检验各阶段达成度。

2. 思维发展的层级递进

思维训练需遵循观察- 推理- 创造的发展路径。任务复杂度设计匹配思维层级特征，思维工具提供问题解决支架，元认知反思促进思维品质提升。以校园安全疏散方案设计为例，观察层级记录教室桌椅位置布局，平面图绘制培养空间表达能力，推理层级模拟火灾时人员运动路线。路径优化需避免通道拥堵问题，创造层级设计多楼层联动疏散方案，旋转楼梯通行效率计算纳入考量。方案论证会要求说明设计逻辑依据，思维导图工具梳理决策过程要素，改进建议收集完善方案细节

（三）差异化教学实施策略

1. 学习路径的个性化设计

学习路径差异源于认知风格多样性。前置诊断确定个性化起点位置，任务库建设需覆盖多元智能需求，动态调整机制响应实时学习状态。以积木搭建主题学习为例，空间感知较弱学生完成基础指令搭建，任务卡指定积木颜色与位置关系，几何直觉较强学生设计对称结构模型，要求说明旋转对称轴位置特征，空间推理优势学生创作运动变换作品，需演示平移旋转组合变换过程。学习档案袋收集各层级作品样本，阶段性会议调整后续任务难度。

2. 分层指导的实施要点

分层指导需建立明确能力发展区标准。教师角色随层级动态转换。同伴互助机制优化教学资源配置，过程性记录提供指导调整依据。以坐标系学习分层指导为例，基础层教师示范坐标描点操作，学生模仿标注课桌位置坐标，进阶层教师提出超市位置优化问题，学生小组讨论设计坐标网格方案，创新层教师提供卫星地图素材。学生自主建立区域坐标系模型，指导记录表标注典型学习行为，跨层级展示活动促进经验共享，个别访谈反馈指导方式适切性。

三、核心素养培养的课堂教学模式的创新路径

（ (-) ）生成“五化”实施策略，变革教与学的方式

教师需要依据《义务教育数学课程标准（2022 年版）》中“选择能引发学生思考的教学方式”的要求，通过“五化”策略重构“图形的位置与运动”主题的教学框架，实现教与学方式的根本转变。整体化策略要求教师紧扣“点的坐标表达”这一核心概念，将图形位置（如方格纸上的有序数对、参照点的方向与距离）与运动（平移、旋转、轴对称等刚体运动及图形的缩放）整合为统一的知识网络。图形位置的本质是点的定位，而图形运动本质是点的集体位移，二者均通过坐标变化实现。例如平移运动可通过追踪图形上每个点的坐标变化来刻画，旋转运动则依赖旋转中心与角度对点的坐标进行重组。这种整合不仅贯通知识逻辑，更能发展学生的整体思维品质。深度化策略聚焦思维进阶，强调教学需匹配学生的认知阶段性。

以轴对称学习为例，教师应设计四层递进：第一阶段引导学生观察生活实物（如剪纸），直观感知“重合”本质；第二阶段借助方格纸操作，分析“完全重合”的特征，避免过早讨论对称轴数量；第三阶段将轴对称转化为解决问题的方法，如在方格纸上补全图形，通过对称点关系发展空间观念；第四阶段在初中延伸至代数表达，实现从操作到原理的升华。关联化策略激活学生的生活经验与其他学科知识。教师可结合教室座位、校园路线等真实场景，让学生体会位置描述的相对性；体育课中“向前 5 步走”对应平移，“向后转”对应旋转 180°，科学课中动物运动方式可用数学语言解释，此类跨学科关联能拓展认知边界。活动化策略强调手脑协同操作。教师在平移教学中引导学生用方格纸记录对应点位移，验证“距离不变”；旋转教学聚焦对应线段与旋转中心的夹角守恒；轴对称操作突出对称点到轴的距离相等；图形缩放活动则通过对比边长比例与角度关系，深化对比概念的理解。

（二）创建指向几何直观、空间观念的课堂教学模式

针对当前教学中“重概念记忆轻实际感知”“重步骤模仿轻原理理解”等问题，“三步一环”教学模式以几何直观与空间观念为核心，重构“图形的位置与运动”主题的课堂实践。情境驱动作为起点，教师需创设真实任务激发探究需求。例如利用“教室座位安排”引发位置描述的模糊性矛盾（如“小红在前面”无法精确定位），或通过“玩具汽车移动”对比平移与旋转的路径差异，让学生自然提炼出“统一描述方法”“运动本质特征”等研究主题。

探究体验作为核心环节，分三步实现具象到抽象的转化：首先组织实物操作（移动铅笔盒感知平移、旋转陀螺体验定点转动），引导学生对比运动前后方向与形状的变化；其次推动语言转化，将“推桌子平着走”的描述升级为“沿直线方向不变地移动”的数学表达；最后关联本质规律，例如从课本、窗户、电梯等多种平移案例中抽象出“点对点直线位移”的模型。该过程依赖具身操作与语言提炼的双重支撑，确保学生理解位置的相对性与运动的规律性。实践应用环节设计分层任务，基础任务如用方格纸绘制教室平面图并标注座位坐标，挑战任务如根据“向北 5 步，向东 3 步”的指令寻物，或分析汽车转弯中的运动复合类型。教师可延伸至交通路线规划、建筑对称设计等场景，鼓励学生用绘图、肢体演示等方式创新表达解决方案，例如设计“校园导游路线图”并融合方向、距离、参照点等要素。“一环”机制贯穿始终，形成“情境—探究—应用”的螺旋循环：首次循环解决“前后左右”描述座位的初级问题；二次循环升级为“方向与距离”精确定位操场物体；后续循环逐步融入运动轨迹分析（如平移与旋转的复合），推动学生从空间感知走向逻辑推理。

四、教学评一致性的实施保障体

（一）三维目标分层设计

教师设计教学目标需要明确划分认知层次，确保学生掌握知识的深度逐步递进。位置描述类目标应当区分基础记忆与深度解释的不同层级要求，学生不仅要记住位置术语，更要理解其背后的空间逻辑。运动规律类目标则需涵盖应用与分析双重能力，学生能在实际情境中运用规律，同时拆解运动过程的本质。空间关系类目标着重培养学生综合比较与评价的能力，促使学生理解不同图形位置间的复杂关联。能力维度目标需紧密对应核心素养的发展方向，空间观念目标要求设定清晰的观察精度标准，学生需能准确辨识图形位置细微变化。几何直观目标强调模型构建的质量，学生建立的模型需有效反映真实空间问题。推理意识目标则明确规定论证过程的严谨程度，学生每一步推导都需有可靠依据支撑思维链条的完整性。

（二）多模态评价工具开发

开发多样化的评价工具对于捕捉学生素养发展轨迹至关重要。过程性评价工具持续记录学生在学习过程中的真实表现，课堂观察量表详细记录学生动手操作空间模型或解决位置问题的具体行为细节，学习档案袋系统收集学生绘制的图形草图、搭建的几何模型或撰写的空间推理说明等可视化成果，清晰展现其思维发展脉络。实践任务单则用于评估学生解决实际空间问题的完整过程，包括方案设计、尝试调整与最终结论。终结性评价更注重考查学生综合运用知识的能力。主题项目报告评价侧重考察学生设计空间探究方案的系统性与创新性。空间问题测试检测学生将所学图形运动规律迁移到陌生情境中的实际水平。反思日记评估学生在学习结束后对自身空间思维过程与策略的认知与调整能力，反映其元认知发展的真实状况。

（三）反馈改进闭环构建

构建高效的反馈与改进闭环是保障教学评一致性的核心机制。即时反馈机制在课堂中动态优化教学进程，课堂应答系统让全班学生能同时参与对空间问题的诊断与反馈，教师快速掌握整体理解状况。小组讨论记录暴露学生在理解图形运动规律或位置关系时普遍存在的认知误区，教师对学生在操作几何模型或绘制运动轨迹时的细致观察能直接发现其空间操作技能的具体缺陷。循环改进系统为学生与教师的持续发展提供结构化支持，单元反思会组织师生共同分析本单元三维目标的整体达成情况，识别教学与学习中的关键得失。深度学生访谈收集学生对空间学习内容、方式及挑战的真实体验与感受，为教学改进提供鲜活视角。系统分析评价环节积累的所有数据，为下一阶段教学目标的设定、内容的选择以及活动的设计提供坚实且具体的决策依据，从而真正驱动教学评循环向更高水平发展。

总结

本框架通过三维知识统整与大概念引领，构建位置与运动教学新范式。情境化策略激活学习动机，深度化设计促进思维发展，差异化路径尊重个体需求。核心素养落地机制实现空间观念与推理意识协同培养。教学评一致性保障体系形成持续改进闭环。该模式为几何教学改革提供有效解决方案。

参考文献

[1] 姚春香. 学习主题视角下的结构化教学分析与建议——以“图形的位置与运动”为例 [J]. 小学数学教育 ,2025,(08):28-30.

[2] 林丽蘅 . 核心素养导向的小学数学课堂教学实践— 以“图形的位置与运动”为例 [J]. 新教育 ,2024,(16):44-46.

[3] 莫梓君 . 小学数学图形的位置与运动的项目式学习设计与实践研究 [D]. 广州大学 ,2024.

[4] 胡俊然 . 聚焦皮影元素丰富数学实践——以“图形的位置与运动”综合实践活动为例 [J]. 湖北教育 ( 教育教学 ),2023,(09):14-15.