聚焦大概念：從學(xué)科核心素養(yǎng)的高度審視大單元結(jié)構(gòu)

葉水明

【摘要】科學(xué)概念是建構(gòu)科學(xué)知識(shí)的基本要素，是教學(xué)過程中通過判斷、推理等來揭示事物本質(zhì)內(nèi)涵而形成的概念?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》倡導(dǎo)科學(xué)教育要從教材內(nèi)容出發(fā)，圍繞有結(jié)構(gòu)、有層次、有聯(lián)系的概念和模型來進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過連貫、進(jìn)階的系列科學(xué)探究活動(dòng)，掌握概念特征，探究概念內(nèi)涵，建構(gòu)概念框架，循序漸進(jìn)地幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)“大概念”，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】概念建構(gòu);核心素養(yǎng);單元結(jié)構(gòu)

【基金項(xiàng)目】本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度課題“基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的科學(xué)‘大概念培養(yǎng)策略研究”（課題編號(hào)：FJJKXB19-501）的階段性成果。

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的顯著特征之一是從學(xué)科核心素養(yǎng)的高度出發(fā)，提煉出18個(gè)核心概念和75個(gè)具體概念，由此架構(gòu)出小學(xué)科學(xué)課程4個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的內(nèi)容框架，分布在3個(gè)學(xué)段的課程內(nèi)容中，并明確提出了各領(lǐng)域、各學(xué)段的概念學(xué)習(xí)目標(biāo)。本文以“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”這一大概念為例，對(duì)如何把握大單元結(jié)構(gòu)、建構(gòu)“大概念”框架進(jìn)行實(shí)踐和探索。

一、建構(gòu)大概念框架，聯(lián)系生活，深層次“高屋建瓴”

概念體系來源于實(shí)踐，應(yīng)用于生活，是與日常生活聯(lián)系密切的知識(shí)建構(gòu)。課堂教學(xué)圍繞有結(jié)構(gòu)、有層次、有聯(lián)系的核心概念和模型——大概念來進(jìn)行學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生“大科學(xué)”觀和大局意識(shí)，在更高層次上助力學(xué)生整體把握科學(xué)概念。

1.以核心概念為支點(diǎn)，建構(gòu)“水”概念框架

“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的6個(gè)核心概念之一。核心概念的建構(gòu)必須通過一系列相關(guān)聯(lián)的科學(xué)探究活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，是進(jìn)階式的學(xué)習(xí)過程。遵循這一原則，針對(duì)“水”概念框架的建立，教師應(yīng)從低年級(jí)“觀察一瓶水”開始，結(jié)合生活實(shí)例和學(xué)生原有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，以及水的顯性特征，如顏色、狀態(tài)、氣味等，讓學(xué)生通過觀察能夠較準(zhǔn)確地進(jìn)行描述;對(duì)于水、水蒸氣和冰等“水一族”在形狀和體積等不易觀察到的區(qū)別之處，需要在探究活動(dòng)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行感知和理解，最終通過比較知道它們雖然狀態(tài)不同，但都是同一種物質(zhì)。圍繞“水”概念這一支點(diǎn)，教師可通過一個(gè)連貫的課程設(shè)計(jì)，經(jīng)過多層次、分階段持續(xù)探究，逐步形成水是“常見”“重要”“單一物質(zhì)”的認(rèn)識(shí)框架，讓學(xué)生在探究中真正得到發(fā)展。

2.以具體概念為著力點(diǎn)，探究“水”概念內(nèi)涵

由一定量的具體概念組成一個(gè)核心概念，這也決定了大概念的“核心”地位?！八备拍钪饕▋蓚€(gè)具體概念：一是自然狀態(tài)下水有三種存在狀態(tài);二是水能溶解一些物質(zhì)。這些概念是聯(lián)結(jié)核心概念和具體探究?jī)?nèi)容的橋梁和重要著力點(diǎn)。液體是生活中水存在的最常見的狀態(tài);固體和氣體是水存在的另兩種狀態(tài)。水的狀態(tài)能通過沸騰、蒸發(fā)、結(jié)冰、融化等形式互相轉(zhuǎn)換。教師可以通過一定的教學(xué)情境，讓學(xué)生清晰地感受到“結(jié)冰也有溫度，沸騰也有溫度”的探究樂趣。教師可通過溶解實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中“眼見為實(shí)”，如食鹽、小蘇打等能夠在水里溶解，但溶解能力不同;綠豆、米粒等在水中“巋然不動(dòng)”，不能溶解。這些學(xué)習(xí)由表及里地幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)了水是一種重要的物質(zhì)。

3.以教材內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，解讀“水”概念特征

若干具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容和若干進(jìn)階式的學(xué)習(xí)目標(biāo)，構(gòu)成大概念的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。教學(xué)是從具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容出發(fā)，以探究為主要學(xué)習(xí)方式，讓這些知識(shí)相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充，為大概念的建構(gòu)“添磚加瓦”。以教科版教材為例，關(guān)于水的概念，教師可在低年級(jí)安排“觀察一瓶水”“它們?nèi)ツ睦锪恕眱身?xiàng)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生初步建構(gòu)“水是無(wú)色而透明、無(wú)味能流動(dòng)、形狀不固定的液體”這一概念模型，發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)在水里會(huì)消失得“無(wú)影無(wú)蹤”的事實(shí);在中年級(jí)以一個(gè)單元的形式，系統(tǒng)地引導(dǎo)學(xué)生觀察并描述水的三態(tài)變化的過程，掌握水的沸點(diǎn)是100℃，當(dāng)溫度降到0℃時(shí)，水就開始結(jié)冰，攪拌和溫度的高低則直接影響物質(zhì)在水中溶解的快慢。

二、推進(jìn)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，抓住本質(zhì)，全方位“觸類旁通”

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式，教師可將碎片化的教學(xué)進(jìn)行歸納整理，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的有效對(duì)接，將大概念框架與項(xiàng)目學(xué)習(xí)有機(jī)整合，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，使其在交流、分享和思維碰撞中抓住概念本質(zhì)。這不僅有助于教師從更高層面指向?qū)W科核心素養(yǎng)，還易于學(xué)生跨越時(shí)間維度，觸類旁通，厘清大概念邏輯關(guān)系。

1.依“標(biāo)”托“本”，項(xiàng)目學(xué)習(xí)指向核心素養(yǎng)

“標(biāo)”即課程標(biāo)準(zhǔn);“本”即課本（教材）。教師可依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的具體內(nèi)容，特別是教材的邏輯與內(nèi)容結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，圍繞實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，形成一項(xiàng)較完整的學(xué)習(xí)事件。具體來說，“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”這一核心概念的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，指向從科學(xué)的視角形成對(duì)自然現(xiàn)象的基本認(rèn)識(shí)這一科學(xué)核心素養(yǎng)。經(jīng)過低學(xué)段和中學(xué)段的學(xué)習(xí)后，學(xué)生在高學(xué)段可嘗試探究自然界中雨、雪、冰、霜等形成的原因及條件，提煉和升華“水”概念的框架，強(qiáng)化對(duì)水知識(shí)的深度理解及靈活運(yùn)用，從而有效保證了每個(gè)學(xué)習(xí)單元都圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)展開。

2.建模立塊，項(xiàng)目學(xué)習(xí)體現(xiàn)兒童立場(chǎng)

圍繞單元內(nèi)容開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，是促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)提升的關(guān)鍵路徑和發(fā)展需要。它是以期望學(xué)生“學(xué)會(huì)什么”為出發(fā)點(diǎn)，以逆向設(shè)計(jì)“學(xué)生怎樣學(xué)會(huì)”為重要過程，建立項(xiàng)目學(xué)習(xí)模塊。對(duì)于“水”概念項(xiàng)目學(xué)習(xí)模塊，教師一要明確項(xiàng)目目標(biāo)，即通過觀察活動(dòng)認(rèn)識(shí)水的三種狀態(tài)，通過實(shí)驗(yàn)操作探究造成物質(zhì)在水中溶解快慢的原因;二要設(shè)計(jì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)，即以學(xué)生為中心，從多角度進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)，尤其要加強(qiáng)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)意識(shí)和自我評(píng)價(jià)能力的培養(yǎng);三要學(xué)會(huì)項(xiàng)目反思，即通過怎樣的反思讓學(xué)生管理自己的學(xué)習(xí)、如何判斷學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)了等。這體現(xiàn)了科學(xué)的立場(chǎng)和兒童的立場(chǎng)，也是尊重兒童認(rèn)知規(guī)律的具體體現(xiàn)。

3.真情實(shí)境，項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)思維遷移

從落實(shí)“雙基”到注重“三維目標(biāo)”，再到現(xiàn)階段的“核心素養(yǎng)”，反映了教育者對(duì)目標(biāo)進(jìn)階式認(rèn)知的不斷完善和調(diào)整的過程。核心素養(yǎng)有一個(gè)關(guān)鍵要素，就是將任務(wù)驅(qū)動(dòng)置于真實(shí)情境中。學(xué)生學(xué)習(xí)“水”概念，不只是為了理解水的概念和特征，更重要的是明白水的重要性，合理利用水資源，增強(qiáng)保護(hù)水資源的責(zé)任感。參觀污水處理廠是一項(xiàng)很好的情境項(xiàng)目活動(dòng)，學(xué)生能近距離感受污水處理的工藝流程，通過進(jìn)水、出水、自來水實(shí)物的對(duì)比，直觀感受到污水處理技術(shù)帶來的神奇效果，明白保護(hù)水資源需要從點(diǎn)滴小事做起，進(jìn)而樹立環(huán)保意識(shí)，達(dá)到對(duì)核心知識(shí)的再建構(gòu)與思維遷移。

三、踐行 STEM 理念，打通學(xué)科，多維度“融會(huì)貫通”

在教學(xué)中融入STEM教育理念，已成為科學(xué)教育的發(fā)展趨勢(shì)。通過跨學(xué)科、多維度的方式，把零碎的“水”故事、“水”知識(shí)相互聯(lián)系在一起，在科學(xué)教育的各領(lǐng)域中相互滲透、相互融合，能夠幫助學(xué)生將“水”概念模型更加立體和豐滿地建構(gòu)在頭腦中。

1.跨學(xué)科講好“水”故事

從不同學(xué)科的角度講述“水”故事，學(xué)生妙語(yǔ)連珠。在詩(shī)人和文學(xué)家的筆下，既有“水光瀲滟晴方好”的千古名句，也有“黃河之水天上來”的奇麗畫面，更有“水平如鏡的西湖和波濤洶涌的大?！边@樣截然不同的景致。在物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家的眼中，水的作用無(wú)可替代，如水的密度是標(biāo)準(zhǔn)的“單位1”，冰的熔點(diǎn)是零攝氏度，水的沸點(diǎn)是100℃。阿基米德也是借助水的浮力，解決了“皇冠”難題。在音樂家的思維里，水有韻律和節(jié)奏，將水放到容器中擊打，奏出的聲音妙不可言。

2.多維度了解“水”知識(shí)

教師可帶領(lǐng)學(xué)生開展水在生活中利與弊的辯論賽，讓學(xué)生多維度了解“水”知識(shí)。辯論賽給學(xué)生無(wú)限的啟迪：水是生產(chǎn)、生活中不可或缺的重要物質(zhì)，但廢水、污水的處理是人類要不斷攻克的重要課題;水可載舟，亦可覆舟，江河湖海在給人們的航運(yùn)帶來便利的同時(shí)，也制造了像“泰坦尼克號(hào)”那樣的水上悲劇;長(zhǎng)江、黃河等是中華五千年文明的發(fā)源地，但大禹治水也告訴我們，滔滔江水曾帶給我們無(wú)盡的災(zāi)難。

3.全領(lǐng)域滲透“水”元素

在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域，水是一種常見而重要的單一物質(zhì)。水貴為第一種具體描述的物質(zhì)概念，排在物體材料的總體特征后，地位可見一斑;水是萬(wàn)物之源，在生命世界里，離開了水，幾乎所有有生命的物體都不復(fù)存在;水是人類生存的最基本、最重要的條件;而在技術(shù)工程領(lǐng)域，“水刀”這項(xiàng)黑科技聞名于世，通過技術(shù)手段，可以將源源不斷的“水能”轉(zhuǎn)換為“電能”，為人們提供高效、綠色、可持續(xù)的清潔能源。

指向?qū)W科核心素養(yǎng)的大單元設(shè)計(jì)，對(duì)落實(shí)立德樹人、發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、深化科學(xué)課程改革都是極為重要的。教師應(yīng)從學(xué)科核心素養(yǎng)的高度審視大單元結(jié)構(gòu)，以起統(tǒng)率作用的大概念、大項(xiàng)目為依據(jù)進(jìn)行單元的整體教學(xué)設(shè)計(jì)，將概念模型建構(gòu)與單元結(jié)構(gòu)有機(jī)統(tǒng)一，這有利于提高學(xué)?？茖W(xué)教育質(zhì)量，不斷推動(dòng)小學(xué)科學(xué)課程建設(shè)的健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

呂萍.論兒童科學(xué)概念的形成[D].上海：上海師范大學(xué)，2015.

張玉峰.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的科學(xué)概念教學(xué)內(nèi)容整合[J].課程·教材·教法，2019（01）：99-105.