指向大概念的小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)階策略研究
——以滑梯與摩擦力為例

◎楊新瑞（河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究室）

徐晶晶（河南省鄭州市金水區(qū)緯五路第二小學(xué)）

一、小學(xué)科學(xué)大概念教學(xué)的困難

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，指向大概念的教學(xué)一直是課堂教學(xué)活動(dòng)的重難點(diǎn)，它關(guān)系著學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，能夠展現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展過(guò)程，提高解決問(wèn)題的能力，有效促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)建構(gòu)的規(guī)律，使其形成科學(xué)的知識(shí)體系，進(jìn)而構(gòu)建良好的課堂生態(tài)。但在實(shí)際的課堂教學(xué)中，受限于時(shí)間和章節(jié)范圍，學(xué)生只對(duì)具體章節(jié)中基本概念有所理解，在單元結(jié)束后卻無(wú)法做到融合，提煉出核心大概念，甚至有可能對(duì)大概念進(jìn)行一個(gè)錯(cuò)誤總結(jié)，以至于出現(xiàn)與大概念毫不相關(guān)的情況，影響學(xué)生對(duì)概念內(nèi)容的正確理解、科學(xué)知識(shí)框架的準(zhǔn)確建構(gòu)以及科學(xué)素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。

二、學(xué)習(xí)進(jìn)階理論及在小學(xué)科學(xué)課堂中的應(yīng)用

“學(xué)習(xí)進(jìn)階是學(xué)生在各學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題概念時(shí)所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑，一般呈現(xiàn)為圍繞核心概念展開的一系列由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)的概念序列”。在小學(xué)科學(xué)課堂，教師可根據(jù)學(xué)生在課堂中表現(xiàn)出的連續(xù)而發(fā)展的學(xué)習(xí)過(guò)程判斷學(xué)生是否對(duì)大概念有一個(gè)清晰而完整的理解，從而在幫助對(duì)大概念的理解的過(guò)程中滲透對(duì)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生單元綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成，促成科學(xué)知識(shí)體系的建立，有效彌補(bǔ)常規(guī)課堂中學(xué)生對(duì)大概念理解的短板。

本文結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，以大象版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第四單元“開心游樂(lè)場(chǎng)”為例，進(jìn)行基于大概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)規(guī)劃。

（一）聚焦大概念，宏觀規(guī)劃課程內(nèi)容

1.依據(jù)課標(biāo)，標(biāo)定大概念

課程標(biāo)準(zhǔn)作為學(xué)科教材、課堂教學(xué)和評(píng)價(jià)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，在學(xué)科教學(xué)中具有無(wú)可替代的引領(lǐng)作用。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，力是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中“運(yùn)動(dòng)與力”主題的重要內(nèi)容，在《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017 版）中，針對(duì)“運(yùn)動(dòng)與力”的知識(shí)，結(jié)合不同學(xué)段，設(shè)定了不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)：

領(lǐng)域 物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域大概念 力作用于物體，可以改變物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)習(xí)內(nèi)容有的力直接施加在物體上，有的力可以通過(guò)看不見的物質(zhì)施加在物體上。物體運(yùn)動(dòng)的改變和施加在物體上的力有關(guān)。3—4年級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)知道日常生活中常見的摩擦力、彈力、浮力等都是直接施加在物體上的力。舉例說(shuō)明，給物體施加力，可以改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢，也可以使物體啟動(dòng)或停止。

2.依據(jù)單元結(jié)構(gòu)，界定大概念層次

“滑梯與摩擦力”是大象版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第五單元“開心游樂(lè)場(chǎng)”中第三課的內(nèi)容。在此之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)“小船與浮力”“弓箭與彈力”兩課內(nèi)容，對(duì)力有了初步認(rèn)知，知道了彈力、浮力的初步概念，掌握了使用測(cè)力計(jì)的方法?！盎菖c摩擦力”一課在單元中起到了承上啟下的作用，既需要前面力學(xué)知識(shí)和技能方法的鋪墊，尤其是測(cè)力計(jì)的使用，又為第四課“沙包與運(yùn)動(dòng)”中學(xué)習(xí)力的作用提供了知識(shí)的“腳手架”。

本單元大概念課標(biāo)定位為力作用于物體，可以改變物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但小學(xué)生建立力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是比較困難的，因此在小學(xué)階段幫助學(xué)生建立兩者之間的聯(lián)系是首要任務(wù)。所以本節(jié)課要在前兩課的基礎(chǔ)上，完成更上位的學(xué)習(xí)概念，就是在掌握影響摩擦力大小因素的基礎(chǔ)上去探究摩擦力大小對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，所以本課最核心的概念應(yīng)該是“摩擦力作用于物體，使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化”，再結(jié)合教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，對(duì)核心概念進(jìn)行以下層次界定：

3.進(jìn)階框架具體化，落實(shí)大概念

概念達(dá)成的效果依賴于進(jìn)階框架的設(shè)置，框架包括概念發(fā)展、能力發(fā)展、學(xué)習(xí)活動(dòng)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)維度，能夠具體表現(xiàn)出核心概念理解的縱向發(fā)展過(guò)程，其中概念發(fā)展有層次、能力發(fā)展有梯度、學(xué)習(xí)活動(dòng)生活化、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可測(cè)量是重要保證，尤其是學(xué)習(xí)進(jìn)階中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以有效地測(cè)評(píng)學(xué)生的已有知識(shí)儲(chǔ)備、目前的理解水平、自身的學(xué)習(xí)障礙、現(xiàn)有知識(shí)體系的缺陷等，通過(guò)具體的學(xué)習(xí)進(jìn)階框架設(shè)計(jì)，使大概念真正地落到實(shí)處。

“滑梯與摩擦力”進(jìn)階框架

續(xù)表

（二）指向大概念，合理規(guī)劃課堂細(xì)節(jié)

1.轉(zhuǎn)變思維，合理利用教材

課程體系的完整是由各個(gè)章節(jié)支撐起來(lái)的，對(duì)實(shí)際的課堂教學(xué)而言，在具體章節(jié)中理解基本概念的基礎(chǔ)上，更要恰如其分地將大概念通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)階的方式滲透給學(xué)生，使學(xué)生更好地完成科學(xué)知識(shí)框架的建構(gòu)。并且，課堂上教師也不能一味地依照教材按部就班地授課，而應(yīng)該進(jìn)行大膽的創(chuàng)新和反思，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中的大概念所要求學(xué)生掌握的內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際，有的放矢，合理地拆分課程和設(shè)計(jì)課堂。

本單元的核心概念為“力作用于物體，可以改變物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，前三節(jié)課分別單獨(dú)認(rèn)識(shí)浮力、彈力、摩擦力，第四節(jié)課直接讓學(xué)生認(rèn)識(shí)力的作用，在實(shí)際課堂教學(xué)中，依據(jù)學(xué)情調(diào)查，學(xué)生不容易理解力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，所以在本節(jié)課學(xué)習(xí)中，要滲透“摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”之間的關(guān)系，為大概念的總結(jié)、認(rèn)知奠定基礎(chǔ)。

2.結(jié)合學(xué)情，合理設(shè)計(jì)低階概念

學(xué)生在進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)之前，絕非一張空白紙，低階概念的合理設(shè)置對(duì)于學(xué)生從前認(rèn)知到核心概念的理解非常關(guān)鍵?；趯W(xué)情，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階的低階概念劃分關(guān)鍵在于水平的可達(dá)性。學(xué)習(xí)進(jìn)階的本質(zhì)要求進(jìn)階要達(dá)到的核心概念是能夠被學(xué)習(xí)者理解的，因而低階概念可以設(shè)定為生活中容易被觀察到的摩擦力現(xiàn)象以及學(xué)生對(duì)日常摩擦經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單描述。

課堂實(shí)錄：

師：（出示搓手、拖“車”、擦窗圖片）你能在這幾幅圖片中找到摩擦力的位置嗎？

生：第一幅圖片中摩擦力出現(xiàn)在手與手之間接觸的位置，第二幅圖摩擦力出現(xiàn)在小朋友手與手接觸、鞋子和地面接觸的位置，第三幅圖中摩擦力出現(xiàn)在抹布和玻璃接觸的位置。

師：我們?cè)賮?lái)感受一下摩擦力，用你的手用力推桌面，你有什么感受呢？

生：我感覺推得很費(fèi)力，推不動(dòng)。

師：推得費(fèi)力、推不動(dòng)是什么原因造成的？

生：摩擦力的作用。

師：那我們現(xiàn)在知道了摩擦力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)有什么作用嗎？

生：我發(fā)現(xiàn)摩擦力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。

師：對(duì)，我們可以感受到摩擦力是一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力。

師：那我們現(xiàn)在把手放在桌面上不動(dòng)，你能感受到摩擦力嗎？

生：不能。

通過(guò)觀察生活中常見的摩擦現(xiàn)象圖片：搓手、拖“車”、擦窗等，找出摩擦力的發(fā)生位置，讓學(xué)生能夠根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有目的地觀察、分析、對(duì)比，結(jié)合實(shí)際體驗(yàn)，總結(jié)摩擦力產(chǎn)生的條件，認(rèn)識(shí)摩擦力。

3.聯(lián)系實(shí)際，高階概念學(xué)以致用

與低階概念相比，高階概念更強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)核心概念和生活實(shí)踐的應(yīng)用，能夠展現(xiàn)學(xué)生對(duì)核心概念的理解度和對(duì)科學(xué)實(shí)踐的掌握度。因此，高階概念的設(shè)置要注重聯(lián)系生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生用習(xí)得的科學(xué)知識(shí)和思維去辨認(rèn)生活中的現(xiàn)象。

課堂實(shí)錄：

師：我們都知道，2022 年第24 屆冬奧會(huì)要在我們國(guó)家的首都——北京舉辦，冬奧會(huì)中也有很多項(xiàng)目和摩擦力有關(guān)，你知道有哪些嗎？

生：滑雪、滑冰、冰壺。

師：對(duì)，那我們來(lái)看一段冰壺運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的視頻，看視頻的時(shí)候我們思考一下，冰壺運(yùn)動(dòng)員用球桿摩擦地面的原因是什么呢？

生：（觀看視頻并思考）運(yùn)動(dòng)員用球桿摩擦冰面是想減小冰面對(duì)冰壺的摩擦力，使冰壺能夠滑到終點(diǎn)。

師：這是運(yùn)用了我們學(xué)過(guò)的什么知識(shí)呢？

生：摩擦力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

本節(jié)課的進(jìn)階終點(diǎn)是課標(biāo)要求的核心概念，理解“摩擦力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”。在此之前，學(xué)生已經(jīng)知道火車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化與剎車時(shí)的摩擦力大小有關(guān)，思維會(huì)有意識(shí)地把力與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)聯(lián)系起來(lái)。因此，可以通過(guò)解釋冬奧比賽中的摩擦力的原理，讓學(xué)生強(qiáng)化認(rèn)知“摩擦力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的核心概念，用演繹推理的方式總結(jié)、完善概念，思考其在生活中的應(yīng)用。

三、學(xué)習(xí)進(jìn)階在小學(xué)科學(xué)課堂的作用評(píng)價(jià)

結(jié)合“滑梯與摩擦力”的實(shí)際課堂，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)進(jìn)階有效緩解了學(xué)生在單元結(jié)束后無(wú)法將基礎(chǔ)概念上升為核心概念的矛盾，在宏觀規(guī)劃課程內(nèi)容、合理規(guī)劃課堂細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上促進(jìn)課程內(nèi)容編排的有序性和連貫性，還能診斷學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備、發(fā)展層級(jí)、自身的學(xué)習(xí)障礙、現(xiàn)有知識(shí)體系的缺陷等，使課堂教學(xué)更具有針對(duì)性和有效性，促進(jìn)學(xué)生思維的深度發(fā)展和科學(xué)知識(shí)體系的有效建立。