如何在大單元結(jié)構(gòu)中融入學習進階

王崢媚

1.學習進階的提出

2005年，美國國家研究理事會的報告《建立州科學評價體系》中提出學習進階可能是更好地解決評價、課程以及教學連貫性的工具，首次提出：學習進階是理論研究者、考試命題者、課程編制者、教育決策者對話的重要渠道，是溝通學習研究和學校課堂實踐的橋梁，是聯(lián)結(jié)課程標準、教學與評價促進一致性的最具潛力的工具。

2007年，美國國家研究理事會在報告《讓科學走進學校：K-8年級的科學教與學》中，明確指出學習進階在開發(fā)更具有連續(xù)性的科學課程和教學上的潛在價值。2013年，美國正式頒布了《新一代科學教育標準》，將學習進階研究的成果和思想貫穿其中。

2.學習進階的定義和內(nèi)涵

到目前為止，學者們對學習進階的定義并沒有形成統(tǒng)一的認識，國內(nèi)外不同學者對其內(nèi)涵有不同的理解。如美國《讓科學走進學校：K-8年級的科學教與學》中對學習進階的理解是：學習進階描述學生對于某個主題連續(xù)的、更加熟練的思考方式，這些思考方式能隨著學生對這個主題的學習和探究連續(xù)發(fā)展。我國的劉恩山教授認為：學習進階是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑的描述，一般呈現(xiàn)為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關(guān)聯(lián)的概念序列。由此看出，不同學者關(guān)于學習進階的表述雖有差異，但對學習進階的本質(zhì)已經(jīng)達成共識，即學習進階是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑和思考方式的描述。

學習進階的思想認為學習是一種不斷積累、發(fā)展的過程。學生對核心概念的理解不是一蹴而就的，需要經(jīng)過許多不同的中間階段，在一定的時間范圍內(nèi)，依靠恰當?shù)慕虒W策略，學生對這一核心概念的理解和運用才會逐漸發(fā)展、不斷成熟。了解學習進階的內(nèi)涵能幫助我們更好地理解學習進階，并將其更好地應用于小學科學教科書的編寫和教學實踐。

（1）理解什么是“階”

學習進階的“階”代表了學生不同的思考方式，而不是簡單地以是否獲得某個知識來判定。也就是說，到了更高層級的“階”上，學生對同樣內(nèi)容的理解比低層級“階”時要更深入，而不是“知道得更多”。

（2）關(guān)注怎樣思考

學習進階關(guān)注的是學生怎樣思考，包括“錯誤思考”，因為“錯誤思考”有時更能體現(xiàn)學生在特定層級的思考方式。在傳統(tǒng)的教學中，我們更關(guān)注知識的學習，將知識從簡單到復雜講授給學生，常常忽視學生是如何思考這些內(nèi)容的。

（3）以核心概念為主線

學習進階以核心概念為中心骨架，整合多學科領(lǐng)域內(nèi)的科學知識和科學能力，使之成為統(tǒng)一整體。這種方式打破了以往零散的、簡單羅列的知識呈現(xiàn)方式，使學生能夠圍繞核心概念構(gòu)建知識體系和模型，并運用科學概念解釋自然現(xiàn)象，提高自身科學素養(yǎng)。與此同時，研究者通過觀察分析學生構(gòu)建知識體系和模型的過程，能夠為學習進階中間各層級的劃分和學生在各個水平上的發(fā)展特點的描述提供依據(jù)。

2005年，美國科學促進會提出大概念是能將眾多的科學知識聯(lián)為一致整體的科學學習的核心。大概念包括共通概念和學科核心概念，其中共通概念側(cè)重于跨學科內(nèi)容的組織，學科核心概念多用來整合某一學科內(nèi)的知識。學科核心概念由若干重要概念構(gòu)成，其中包括重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內(nèi)容能夠展現(xiàn)當代學科圖景，是學科結(jié)構(gòu)的主干部分。美國《K-12科學教育框架》確定了13個核心概念，其中物質(zhì)科學4個，生命科學4個，地球與空間科學3個，工程、技術(shù)和科學的應用2個。我國2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》（下文簡稱“新課標”）在物質(zhì)科學領(lǐng)域選擇了6個主要概念，在生命科學領(lǐng)域選擇了6個主要概念，在地球與宇宙科學領(lǐng)域選擇了3個主要概念，在技術(shù)與工程領(lǐng)域選擇了3個主要概念，這18個主要概念構(gòu)成了小學科學的學習內(nèi)容。

大單元結(jié)構(gòu)

教科版小學《科學》教科書（下文簡稱“本教材”）采用的是科學概念和科學探究雙螺旋（科學態(tài)度和科學、技術(shù)、社會與環(huán)境為輔線）協(xié)同發(fā)展的編寫理念模型，具體表現(xiàn)為大單元的組織形式和四個板塊的呈現(xiàn)方式。

1.大單元的組織形式

采用大單元的組織形式能夠體現(xiàn)科學概念的連貫性和綜合性，挖掘?qū)W生在科學探究中的思維和認知發(fā)展過程，將新課標中的每一個具體知識條目以最優(yōu)的方式組織到一起。這種組織形式能夠在一段較長的學習時間內(nèi)，以具體有趣的學習情境，將散落在不同主題下的具體知識圍繞一個更為核心的概念重新編織。這種大單元結(jié)構(gòu)，更有利于整合科學知識，引導學生用同一個概念解決不同情境中的問題，用逐漸發(fā)展的概念解決越來越復雜的問題，有利于促進學生對科學概念的理解。

2.四個板塊的呈現(xiàn)方式

本教材中的每一課一般由聚焦、探索、研討和拓展四個板塊組成。四個板塊的呈現(xiàn)方式是借鑒學習周期的策略，將探究活動的組織過程顯性化，使師生不必再去識別過程，而是把注意力轉(zhuǎn)移到理解活動的意義以及注重它們的聯(lián)結(jié)上。

“聚焦”板塊一般以陳述句的形式描述問題情境，以疑問句的形式提出1～2個學生可以探究的科學問題，以具有承上啟下作用的語句將其與前一課的學習內(nèi)容進行聯(lián)系，體現(xiàn)課程的連貫性。

“探索”板塊包括預測和測查前概念、制訂探究計劃、收集信息、組織和呈現(xiàn)證據(jù)以及形成初步解釋等環(huán)節(jié)。這一板塊通常以陳述句的形式出現(xiàn)，列出可供師生選擇的觀察（或?qū)嶒灒┓椒?、有關(guān)資料（或數(shù)據(jù)）、所需的實驗材料（或工具）等。

“研討”板塊呈現(xiàn)的主要是學生交流、討論、論證時所應圍繞的關(guān)鍵問題，一般以疑問句的形式引導學生抓住核心，陳述自己的觀點，運用證據(jù)支撐自己的解釋，并在個人論證的基礎(chǔ)上展開集體論證以達成共識。

“拓展”板塊為學生提供一系列的活動建議，幫助他們在課外進一步探究，將課堂所學擴展運用到生活中，或與其他學科領(lǐng)域的學習相交融。

在實際教學中，這四個板塊并不是截然分開、機械使用的。板塊劃分的目的在于強調(diào)它們在探究活動中的功能和在意義聯(lián)結(jié)中的作用。四個板塊呈現(xiàn)的是一個既符合科學家的工作特點，又符合學生認知規(guī)律的教學過程，目的是讓學生親身經(jīng)歷和體驗問題解決的系列科學實踐。這個實踐過程與學生轉(zhuǎn)變他們的原有認識相關(guān)，與促進他們對科學的理解相關(guān)，與發(fā)展他們的認識能力相關(guān)，而且是以科學概念和科學探究共生的方式發(fā)生的。

3.情境式教學方式

在本教材中，采用大單元的組織形式以情境化的方式來展開教學，標題就是以主題命名的，如《動物的一生》單元，以養(yǎng)蠶作為一個具體的學習情境，飼養(yǎng)、觀察、記錄、交流、展示等活動貫穿始終。學生在養(yǎng)蠶的過程中，觀察、記錄、整理資料、提取有效信息形成結(jié)論，逐漸理解動物的生命活動和生命周期現(xiàn)象，自身能力隨之得到提高。

整個單元以養(yǎng)蠶這個具體的學習情境展開，從蠶的一生延伸到昆蟲的一生，再到更多動物的一生;由個別到一般、由個性到共性，構(gòu)建動物生命周期的模型，引導學生用結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點認識世界。

以大單元進行教學與傳統(tǒng)的教學方法不同。在傳統(tǒng)的課堂教學中，學生學到的是碎片式的知識，大都是對事實性信息進行記憶和背誦，缺乏對這些信息的深層理解。大單元結(jié)構(gòu)可以幫助學生形成連貫而完整的知識體系，這也對本教材的編寫者提出了更高要求。編寫者在單元的設(shè)計中，需要先了解學生的已有知識和經(jīng)驗，借助學習進階的思想和相關(guān)研究成果，確定概念的發(fā)展水平，尋找更適合學生的概念構(gòu)建路徑。

這種大單元的組織形式實現(xiàn)了新課標的分學段目標，體現(xiàn)了新課標的主要概念隨著學生認知的上升而不斷豐富和提高，即能夠基于學習進階設(shè)計課程內(nèi)容，使主要概念在單元（主題）中不斷出現(xiàn)，每個單元都注意它們的相互支持和相互作用。如《動物的一生》單元對應的大概念有“動物能適應環(huán)境，通過獲取植物和其他動物的養(yǎng)分來維持生存”“植物和動物都能繁殖后代，使它們得以世代相傳”，這兩個主要概念，在其他相關(guān)單元也會有所體現(xiàn)。這種設(shè)計，使得學生在科學學習中能夠綜合理解主要概念，而不僅僅是理解單個的概念，這對學生科學素養(yǎng)的形成是非常重要的。

大單元結(jié)構(gòu)與學習進階的交融

小學科學課程對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力具有重要的價值。新課標提出了四維度課程目標：科學知識，科學探究，科學態(tài)度，科學、技術(shù)、社會與環(huán)境。同時，在課程內(nèi)容方面，以四大領(lǐng)域的18個主要科學概念界定了1～2年級、3～4年級、5～6年級這三個不同學段的課程內(nèi)容。

新課標的科學知識目標的設(shè)計，一是將科學知識分解成物質(zhì)科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術(shù)與工程四個領(lǐng)域;二是基于不同年齡學生思維發(fā)展的特點和科學學科的特點，分段設(shè)計學習目標。

生命科學領(lǐng)域科學知識的總目標是：了解生物體的主要特征，知道生物體的生命活動和生命周期;認識人體和健康，以及生物體與環(huán)境的相互作用。

新課標對四大領(lǐng)域都給出了相應的主要概念，小學階段六年的學習都是在幫助學生建立這些主要概念，主要概念之下有一些支持性、細節(jié)性的概念幫助學生理解主要概念。對主要概念的理解是貫穿在六年的教學之中的。在生命科學領(lǐng)域，教師需要幫助學生形成以下六個主要概念：

地球上生活著不同種類的生物。

植物能適應環(huán)境，可制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存。

動物能適應環(huán)境，通過獲取植物和其他動物的養(yǎng)分來維持生存。

人體由多個系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)分工配合，共同維持生命活動。

植物和動物都能繁殖后代，使它們得以世代相傳。

動植物之間、動植物與環(huán)境之間存在著相互依存的關(guān)系。

新課標進一步將這六個主要概念分學段給出了細節(jié)性的要求：其中1～2年級要求學生“認識周邊常見的動物和植物，能簡單描述其外部主要特征”;3～4年級要求學生“初步了解植物體和動物體的主要組成部分，知道動植物的生命周期;初步了解動物和植物都能產(chǎn)生后代，使其世代相傳;能根據(jù)有關(guān)特征對生物進行簡單分類;初步認識人體的主要生命活動”;5～6年級要求學生“初步認識人體的主要生命活動和人體健康;初步了解動物與植物之間的相互關(guān)系;了解生物的生存條件和生物的多樣性”。也就是說，在本教材的編寫中，編者要按照分階段的學習目標安排教學內(nèi)容，上一階段的教學內(nèi)容要為下一階段打好基礎(chǔ)。

根據(jù)新課標的要求，在生命科學領(lǐng)域，通過六年的學習，學生應建立起上述六個主要概念，能夠從個體的外部形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生命活動、繁殖，以及個體與周圍環(huán)境（生物環(huán)境和無機環(huán)境）的關(guān)系等方面逐步構(gòu)建對生命的初步認識。本教材中生命科學領(lǐng)域有10個以“大單元”的組織形式來呈現(xiàn)的單元（見表1）。

在本教材中，對主要概念的學習，不是一蹴而就的，而是通過學習進階的方式，螺旋上升式地進行設(shè)計，每一個階段都有一個不是簡單重復的新的要求。

以“植物能適應環(huán)境，可制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存”這個主要概念為例，新課標將它的下級概念分為“植物具有獲取和制造養(yǎng)分的結(jié)構(gòu)”“植物的一生會經(jīng)歷不同的發(fā)展階段，其外部形態(tài)結(jié)構(gòu)也會發(fā)生相應的變化”“植物能夠適應其所在的環(huán)境”，其中“植物具有獲取和制造養(yǎng)分的結(jié)構(gòu)”又可以按學段分成更為具體的學段要求：1～2年級是“說出植物需要水和陽光以維持生存和生長”;3～4年級是“描述植物一般由根、莖、葉、花、果實和種子組成，這些部分具有幫助植物維持自身生存的相應功能”;5～6年級是“知道植物可以吸收陽光、空氣和水分，并在綠色葉片中制造其生存所需的養(yǎng)分”。在本教材中，1～2年級的《植物》單元，3～4年級的《植物的生長變化》單元，5～6年級的《生物與環(huán)境》單元分別落實新課標中該主要概念的分段學習目標，使學生逐步建立這個主要概念。

《植物的生長變化》單元安排在四年級下冊。在這個單元中，學生將親歷栽培植物的活動，觀察綠色開花植物的生長發(fā)育過程，認識植物的根、莖、葉、花、果實、種子等植物器官，理解植物的各器官在植物生長發(fā)育、繁殖后代的過程中發(fā)揮的作用。這個單元與《植物》單元、《生物與環(huán)境》單元構(gòu)成了學習進階。完成三個階段的學習之后，學生就能逐步建立“植物能適應環(huán)境，可制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存”的概念。在本教材中，生命科學領(lǐng)域包含植物、動物、人體三條支線（見表2）。

這三條支線既相互獨立，又相互關(guān)聯(lián)。隨著學段的提升，學生的認識也逐漸加深，初步形成生物體的結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點，形成熱愛大自然、愛護生物的情感。

事實上，每個大單元都承載著不止一個主要概念，生命科學領(lǐng)域的主要概念，也不止在一個大單元中體現(xiàn)（見表3），它們相互交融，使學生在整個小學階段的科學學習中，逐漸能夠深入地、綜合地理解這些主要概念。

在大單元的每一課設(shè)計中，都盡可能體現(xiàn)不同學科的研究方法。在生命科學領(lǐng)域，重點體現(xiàn)了觀察、比較、分類和描述等方法，以探究式學習為主要學習方式，著重培養(yǎng)學生的探究能力，引導他們用系統(tǒng)的思想去認識生物（見表4）。

探究式學習方式在大單元結(jié)構(gòu)中貫穿始終，能幫助學生獲得類似科學家工作的相關(guān)體驗，從而更深刻地理解主要概念，理解科學家工作的方法和看待世界的方式，認識科學的本質(zhì)。本教材中幾乎每一課的設(shè)計都是從提出問題開始，通過收集事實、獲得證據(jù)、集體論證，形成貫穿于某一主題學習的連續(xù)的科學思維，使學生理解每個步驟之間的關(guān)系，形成探究思維。隨著年級的升高，本教材根據(jù)不同單元主題，增加了科學探究的復雜程度和豐富性，使學生的科學探究水平逐步提高，這也是學習進階的體現(xiàn)。

在大單元結(jié)構(gòu)中，學生能夠通過對某一主要概念的連續(xù)且有層級的進階式學習，最終對知識有深入的理解并能遷移應用。大單元結(jié)構(gòu)也更有利于學生形成完整的、系統(tǒng)的概念，更符合學生的認知規(guī)律。大單元結(jié)構(gòu)與學習進階的交融最終能夠幫助學生真正成為科學學習的主要參與者，開展屬于他們的“自己的研究”，這也是近年來我們在小學科學教材建設(shè)中一直努力探索并期望做到的。