以大概念為核心的科學(xué)課單元整體學(xué)習(xí)設(shè)計

孫靜妮

要改變學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的“散、低、淺”的現(xiàn)狀，實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計與素養(yǎng)目標(biāo)的有效對接，老師必須提升教學(xué)設(shè)計的站位，形成完整的從關(guān)注單一的知識點、課時轉(zhuǎn)變到“大單元”的設(shè)計?？茖W(xué)教材已經(jīng)是以主題的形式呈現(xiàn)單元的，那這里強調(diào)的單元與教材中的單元有區(qū)別嗎？崔允漷教授指出，教科書中的教材內(nèi)容單元與學(xué)習(xí)單元最突出的區(qū)別在于，前者表現(xiàn)為一個單元通常是一個主題下幾篇課文，且無一個完整的“大任務(wù)”驅(qū)動，沒有將素養(yǎng)目標(biāo)、課時、情境、任務(wù)、知識點等要素，按照某種需求和規(guī)范組織起來，形成一種有結(jié)構(gòu)的整體。確切地說，那只是內(nèi)容單位，而不是學(xué)習(xí)單位。那老師如何依據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)進行大單元的學(xué)習(xí)設(shè)計呢？

概念是兒童建構(gòu)更復(fù)雜能力的基石。在小學(xué)科學(xué)中，圍繞“科學(xué)大概念”來組織教育，可使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到系統(tǒng)性建構(gòu)，有助于學(xué)生對科學(xué)的理解以及正確科學(xué)本質(zhì)觀的形成，從而推動學(xué)生核心素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展。可見，大概念是使課程知識（內(nèi)容）向核心素養(yǎng)（目標(biāo)）轉(zhuǎn)化的中介，以大概念為核心開展單元整體學(xué)習(xí)設(shè)計，能突破“只見樹木不見森林”的課時思維。通過系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化和聯(lián)結(jié)性的“完整的學(xué)習(xí)歷程”，幫助學(xué)生建立一個對世界的完整理解。二年級下冊“它們是用什么做的”單元，以“材料具有一定的性能”為核心概念，以“辨別生活中常見的材料”為主要任務(wù)，關(guān)注人類對自然資源的發(fā)掘和利用。作為學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)識材料的起始單元，應(yīng)該如何以大概念為核心進行完整的單元學(xué)習(xí)設(shè)計，深化“世界是物質(zhì)的”科學(xué)思想呢？

一、厘清科學(xué)概念，圍繞大概念建構(gòu)知識體系

以大概念的理念來進行科學(xué)教育，首先要對照課程標(biāo)準(zhǔn)，厘清科學(xué)概念，確定教學(xué)目標(biāo)與發(fā)展大概念之間的聯(lián)系。通過構(gòu)建層級化的概念體系“見樹見林”，幫助學(xué)生形成科學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生的理解沿著概念抽象程度不斷提升的方向發(fā)展。具體來說，就是老師要弄清楚三個問題：這個教學(xué)目標(biāo)指向哪一個大概念？在基礎(chǔ)教育階段，學(xué)生對這個大概念的理解是如何發(fā)展的？這個概念從小到大的結(jié)構(gòu)體系是怎樣的？對每一節(jié)課來說，老師還需要對大概念進行細(xì)化，將上位的大概念和核心概念拆分成一系列較為具體的概念。

“它們是用什么做的”單元內(nèi)容隸屬物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域，物質(zhì)、材料和物體是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域最基本的三個概念。物體是具象化了的物質(zhì)（肉眼可見的形式）;材料是功能化了的物質(zhì)（具有特殊的性能）;物體是由材料制成。這三個概念的抽象性是逐漸增加的。低年級學(xué)生對于“物質(zhì)”這個概念的認(rèn)識有很大的局限，需要借助“物體”“材料”等更直觀的概念。同時，相比于物體，材料這個對象對學(xué)生而言更抽象，必須剝離物體的外在形狀、顏色等屬性，才能認(rèn)識構(gòu)成物體的材料。所以，小學(xué)階段學(xué)生對“物質(zhì)”認(rèn)識過程是從認(rèn)識物體的特征開始，逐漸發(fā)展為認(rèn)識構(gòu)成物體的材料，再到認(rèn)識構(gòu)成材料的物質(zhì)。

站在大概念的高度梳理和審視“它們是用什么做的”單元中的若干概念，我們可以建構(gòu)如圖1所示的層級結(jié)構(gòu)。最底層是豐富的科學(xué)事實，這些具體知識和現(xiàn)象是學(xué)生建立科學(xué)概念的基礎(chǔ)，表現(xiàn)為課堂活動中的特定發(fā)現(xiàn)。具體概念，是學(xué)生在直接經(jīng)驗基礎(chǔ)上形成的概括性認(rèn)識，通常在教學(xué)用書的目標(biāo)中明確列出來。核心概念，位于具體概念之上，是對學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)識?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出了18個核心概念，在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域及技術(shù)與工程領(lǐng)域具有統(tǒng)領(lǐng)和遷移的作用?？鐚W(xué)科主題，是建立在核心概念之上的層級結(jié)構(gòu)，具有跨學(xué)科界限的共通性，幫助學(xué)生把不同學(xué)科中相關(guān)聯(lián)的知識組織成科學(xué)連貫的整體認(rèn)識。最頂層是科學(xué)普遍性原理背后滲透的哲學(xué)觀點，體現(xiàn)某種哲學(xué)思維。從圖中可以看出，從“小概念”到“大概念”，是一個金字塔式的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)科學(xué)概念由小到大、由詳細(xì)到概括、由具體到抽象的發(fā)展過程。通過這樣概念體系的梳理和建構(gòu)，我們可以精準(zhǔn)地把握學(xué)生應(yīng)該學(xué)什么和學(xué)到什么程度。

二、選準(zhǔn)基本問題，圍繞大概念架構(gòu)單元內(nèi)容

圍繞科學(xué)大概念來組織教學(xué)，需要用一個更高層次的、指向和突出大概念的問題統(tǒng)領(lǐng)單元整體學(xué)習(xí)。這個問題通常具有根本性、綜合性、生活性和統(tǒng)攝性，更多關(guān)注學(xué)習(xí)目標(biāo)與大概念之間的聯(lián)系，能促進單元內(nèi)容的深刻理解，激發(fā)知識間的遷移和運用。格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格把這個問題稱為“基本問題”，把它比作打開學(xué)生理解之門的“鑰匙”。這個基本問題，應(yīng)該是“活”的，指向和突出大概念的。它會帶來持續(xù)的質(zhì)疑、反思和洞察。這個基本問題，有助于明確和突出教學(xué)重點，老師可以用它來架構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)，用于展現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容間的重要思想和邏輯。這個基本問題，能打開學(xué)生的理解之門，能幫助學(xué)生建立起知識間的聯(lián)結(jié)，并做好以有意義的方式遷移所學(xué)的準(zhǔn)備，真正實現(xiàn)深度理解。

在科學(xué)教材中，有很多單元是以問題作為單元名稱的。這些問題能作為單元的基本問題嗎？比如，這個單元的主題是“它們是用什么做的”，它能用來建構(gòu)單元學(xué)習(xí)嗎？可以看出，這個問題指向的是辨別材料，以陳述性知識為主，并不是一個合適的問題。這個單元的主旨在于，引導(dǎo)學(xué)生從“材料”的角度認(rèn)識物質(zhì)世界，而不僅僅是識記材料和具體特性。那為什么我們要以另一種視角去理解周圍的世界呢？材料對我們意味著什么？

深入思考可以發(fā)現(xiàn)，每一種材料都可以用很多形容詞來描述，這與材料的特性和用途密不可分。而研讀神奇物質(zhì)背后的科學(xué)故事，能幫助學(xué)生讀懂每個人與物質(zhì)世界之間千絲萬縷的關(guān)系。因此，探討“材料對我們意味著什么”，從更廣的視角探索材料的價值。這有助于學(xué)生懂得材料是如何展現(xiàn)人的需求與渴望，理解“人類的文明史就是材料的進化史”，從而真正認(rèn)識物質(zhì)世界的核心和本質(zhì)。不僅如此，關(guān)于材料的價值問題，是值得在整個單元或更長的教學(xué)中反復(fù)提問的，能激發(fā)學(xué)生持續(xù)的思考、討論和探究。在確定單元基本問題的基礎(chǔ)上，我們可以用“它們用什么做的？”“為什么用這種材料？”“還有更好的材料嗎？”三個專題問題來解構(gòu)材料的價值問題。這些與基本問題契合度高、序列性強的專題問題，引導(dǎo)學(xué)生從關(guān)注物體的特征到關(guān)注材料的特性;從學(xué)會科學(xué)地描述材料的特性和對物品分類，到了解人們?nèi)绾胃鶕?jù)需求選擇不同特性的材料;從認(rèn)識優(yōu)化和改變物質(zhì)性能創(chuàng)造新材料，到理解物品會隨著材料的發(fā)展發(fā)生不斷演變。在這樣一組結(jié)構(gòu)化問題集的引導(dǎo)下，學(xué)生的思維逐步走向深入，對“材料”的認(rèn)識和理解更加深刻。

以大概念為核心推進深度學(xué)習(xí)，老師必須警惕任務(wù)的碎片化問題，對學(xué)習(xí)任務(wù)進一步結(jié)構(gòu)化，引導(dǎo)學(xué)生在解決“結(jié)構(gòu)化”任務(wù)的過程中持續(xù)理解。任務(wù)結(jié)構(gòu)化，是指學(xué)習(xí)任務(wù)在指向大概念的同時，使任務(wù)與任務(wù)之間、任務(wù)的內(nèi)部諸要素之間存在一種關(guān)聯(lián)的邏輯關(guān)系，形成一個意義上互為聯(lián)系的“任務(wù)結(jié)構(gòu)”。使這種“學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)構(gòu)”成為呈現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的一種形式，以引發(fā)學(xué)生在解決系列任務(wù)的過程中，透過任務(wù)結(jié)構(gòu)探究知識結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生在解決結(jié)構(gòu)化任務(wù)的過程中，將對大概念的“理解”結(jié)構(gòu)化。設(shè)計單元學(xué)習(xí)任務(wù)時還要注意，要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，分析編者意圖，讀懂隱含在課本中的重要思想和邏輯。在用好教材的同時，又不囿于教材?；趯W(xué)情對教材進行優(yōu)化和重構(gòu)，但不是將原有各課的學(xué)習(xí)任務(wù)簡單刪減或整合，而是圍繞大概念和單元基本問題，設(shè)計遞進式的任務(wù)鏈，由淺入深規(guī)劃進階路徑。

“它們是用什么做的”單元由《認(rèn)識常見材料》《各種各樣的杯子》《神奇的新材料》三課組成，按照先常規(guī)后特殊的順序展開。第一課《認(rèn)識常見材料》是對材料的總體認(rèn)識，辨認(rèn)常見材料及認(rèn)識這些材料的基本特點;第二課《各種各樣的杯子》是通過杯子這一具體的物品，更深入地理解材料的不同特點，及針對材料特點改善物品性能;第三課《神奇的新材料》重點感受新材料給人類生活帶來的便利，激發(fā)學(xué)生對新材料的興趣。從分析可以看出，課與課之間的關(guān)聯(lián)性還不夠強，學(xué)習(xí)任務(wù)間缺乏內(nèi)在發(fā)展線索，學(xué)生建立“材料”的整體認(rèn)識是有困難的?；凇按髥卧边@一設(shè)計思維，可以將單元學(xué)習(xí)任務(wù)調(diào)整為如圖3所示，搭建“辨別和分類—性能與應(yīng)用—改造和創(chuàng)新”這樣由易到難的三級學(xué)習(xí)進階，從在真實的生活中觀察、識別和比較材料，到對材料性能的運用及基于需求進行加工和改造，從偏重機械記憶、淺層理解和簡單應(yīng)用的低階思維活動，發(fā)展到側(cè)重分析評價、理性思辨、問題解決和設(shè)計創(chuàng)造等相對復(fù)雜的高階思維活動，實現(xiàn)從淺層學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)。

學(xué)科核心素養(yǎng)呼喚大單元教學(xué)設(shè)計，以大概念為核心展開的單元整體學(xué)習(xí)設(shè)計，要找到核心素養(yǎng)、學(xué)科大概念、課程標(biāo)準(zhǔn)與單元教學(xué)目標(biāo)之間的對接點，然后通過基本問題來明確包含在其中的大概念和核心任務(wù)，并將其結(jié)構(gòu)化為彼此關(guān)聯(lián)又進階的任務(wù)鏈，讓學(xué)生在有意思、有意義的活動中“見樹見林”，激發(fā)和推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究、自主建構(gòu)，進而落實學(xué)科核心素養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)生全面、立體的發(fā)展。

【本文為江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十三期立項課題“指向‘意義理解的小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計研究”（編號2019JK13-L050）階段性研究成果】