大概念科學(xué)視域下的單元整合探究

◇李 斌（四川：雅安市雨城區(qū)第四小學(xué)）

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，強(qiáng)化課程的綜合性和實(shí)踐性，推動(dòng)育人方式變革，著力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，凸顯學(xué)生主體地位，關(guān)注學(xué)生個(gè)性化、多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求，增強(qiáng)課程適宜性?；趩卧w，把核心概念轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，就要依據(jù)單元目標(biāo)，確立每一課的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)屬于學(xué)生的探究活動(dòng)，對教材內(nèi)容進(jìn)行合理開發(fā)利用。

一、設(shè)計(jì)單元導(dǎo)入

大概念科學(xué)視域下，單元導(dǎo)入對學(xué)生加固已有概念結(jié)構(gòu)、明確單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、促進(jìn)核心概念單元進(jìn)階、建構(gòu)大概念科學(xué)認(rèn)知體系、形成正確的科學(xué)觀念，顯得尤為重要。教材單元首頁編排了一幅單元主題的圖片、一段引言，引導(dǎo)學(xué)生回憶原認(rèn)知，回顧前概念，聚焦單元主題?，F(xiàn)實(shí)中，“單元導(dǎo)入”往往被忽視。科學(xué)公開課常見教師富有新意的“新課導(dǎo)入”，但從未見過對單元引言的處理，即便是執(zhí)教單元第一課，教師也是直接從本課開始教學(xué)活動(dòng)。常態(tài)科學(xué)課堂教學(xué)中，“單元引言”只是學(xué)生自己閱讀的一段話。

例如，教科版五年級(jí)上冊第一單元首頁，以一幅精美的圖片揭示單元主題：陽光穿過樹葉縫隙投射下來，在氤氳霧氣中宛如瀑布直泄，清晰可見一道道光路，被照亮的樹葉晶瑩剔透。第一自然段引發(fā)學(xué)生對光的思考，激發(fā)對光進(jìn)一步探究的興趣；第二自然段描述光的來源，引出光的特性、光源的概念，既聯(lián)系學(xué)生的生活體驗(yàn)與感知，又觸發(fā)學(xué)生對原有認(rèn)知的諸多不確定，引起認(rèn)知沖突；第三自然段三個(gè)提問指向單元核心概念；第四自然段激勵(lì)學(xué)生探究光的世界。

“單元導(dǎo)入”應(yīng)以單元引言為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生回憶與本單元核心概念相關(guān)的生活體驗(yàn)，梳理生活中對核心概念的感性認(rèn)識(shí)，甄別出可靠的認(rèn)知。小結(jié)前一階段學(xué)習(xí)建立的概念體系并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整理，在此基礎(chǔ)上列出本單元核心概念，明確單元目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)業(yè)要求等。

“單元導(dǎo)入”的方式因?qū)W情而定，開始時(shí)，教師可以安排在課中進(jìn)行，設(shè)計(jì)“核心概念邏輯框圖”，引導(dǎo)學(xué)生填寫。學(xué)生掌握方法后，“單元導(dǎo)入”可安排在課外，分學(xué)習(xí)小組或個(gè)人獨(dú)立進(jìn)行，鼓勵(lì)個(gè)性化設(shè)計(jì)與表達(dá)，但要組織有實(shí)效的分享交流。

二、開發(fā)教學(xué)資源

以單元整體結(jié)構(gòu)推進(jìn)的探究學(xué)習(xí)實(shí)踐，不僅體現(xiàn)了科學(xué)概念的連貫性和綜合性，更能突出探究活動(dòng)中科學(xué)思維的訓(xùn)練和對科學(xué)概念的認(rèn)知發(fā)展，將課標(biāo)中的毎一個(gè)具體要求，以最優(yōu)的認(rèn)知方式編織到學(xué)科核心概念體系中。這種結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)能夠在一個(gè)較長的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)（一個(gè)單元的學(xué)習(xí)大約要一個(gè)學(xué)月時(shí)間），以連續(xù)性的學(xué)習(xí)情境，將分布在不同主題下的具體學(xué)習(xí)內(nèi)容，圍繞一個(gè)核心概念展開，用逐漸發(fā)展的概念體系解決越來越專業(yè)的問題，以促進(jìn)學(xué)生對概念的結(jié)構(gòu)化構(gòu)建。

例如，教科版五年級(jí)下冊第三單元“環(huán)境與我們”，體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“統(tǒng)整教學(xué)資源，在更廣闊的時(shí)間和空間里學(xué)習(xí)科學(xué)”理念，是培養(yǎng)學(xué)生處理實(shí)際問題、參與公共事務(wù)能力的典型單元。單元編寫從宏觀入手，整體感知，貼近生活，真實(shí)體驗(yàn)，不僅注重對學(xué)生環(huán)境意識(shí)的培養(yǎng)，更注重學(xué)生的親身參與，指向“系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化”等跨學(xué)科概念的理解。

五年級(jí)學(xué)生對環(huán)境污染有一定認(rèn)識(shí)，部分學(xué)生還參與過一些環(huán)?；顒?dòng)。但對環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)還是點(diǎn)滴的、零散的，需要開發(fā)相應(yīng)的教學(xué)資源，促進(jìn)學(xué)生對概念的理解。例如，第四課《解決垃圾問題》，聚焦板塊提出“怎樣解決垃圾問題呢？”依據(jù)五年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，應(yīng)通過學(xué)生體驗(yàn)感受生活中存在哪些垃圾問題，分析這些問題可能給我們帶來哪些危害，在“垃圾問題調(diào)查表”中列出“產(chǎn)生垃圾的地方”：家庭、學(xué)校、建筑工地……要求學(xué)生先假設(shè)列出垃圾產(chǎn)生的地方、垃圾的種類，再實(shí)地調(diào)查填寫。這在科學(xué)課堂上無法完成，開發(fā)教學(xué)資源就顯得非常重要。

學(xué)生開發(fā)。學(xué)生在教師（或家長）指導(dǎo)下，準(zhǔn)備探究材料、實(shí)踐調(diào)查、查閱文獻(xiàn)，自己開發(fā)的資源在課堂上應(yīng)用，能獲得學(xué)習(xí)的成就感，積極參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。

教師開發(fā)。教師設(shè)計(jì)“垃圾調(diào)查”微課，設(shè)計(jì)“校園垃圾調(diào)查方案”，組織學(xué)生（小組）連續(xù)一周調(diào)查校園垃圾及處理情況，并對調(diào)查情況進(jìn)行分析；開發(fā)教學(xué)多媒體資源、文獻(xiàn)資源；等。

協(xié)同開發(fā)?？茖W(xué)教研組與學(xué)校其他部門協(xié)同，組織學(xué)生小組（五年級(jí)各班學(xué)生代表）開展外出（建筑工地、污水處理廠、垃圾處理廠等）考察，形成調(diào)查報(bào)告、圖片、視頻資源。

共享開發(fā)。開發(fā)的教學(xué)資源充實(shí)到科學(xué)教學(xué)網(wǎng)資源庫，供本校教師及校際共享。

三、組織探究活動(dòng)

教師要對大概念進(jìn)行單元層面的精細(xì)分解。弄清每個(gè)課例之間的內(nèi)在關(guān)系，每一層級(jí)的概念在課堂教學(xué)中如何使學(xué)生理解，將每節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)匯集到大目標(biāo)、大概念中。只有將大概念轉(zhuǎn)變成課堂上可操作的學(xué)習(xí)探究活動(dòng)，學(xué)生才能更好地理解概念的內(nèi)涵。

科學(xué)探究活動(dòng)在突出科學(xué)本質(zhì)的同時(shí)，要遵循學(xué)生的年齡特征和心理發(fā)展的需要。從單元整體出發(fā)，設(shè)計(jì)屬于學(xué)生的研究。把學(xué)生認(rèn)知能力發(fā)展與科學(xué)概念發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一，充分考慮不同發(fā)展層次的學(xué)生，設(shè)計(jì)體驗(yàn)、認(rèn)知、實(shí)踐等不同梯度的探究活動(dòng)，讓每個(gè)學(xué)生都能積極主動(dòng)參與，達(dá)到學(xué)業(yè)要求。例如，五年級(jí)上冊“光”單元，以研究光的傳播特點(diǎn)為主要線索，認(rèn)識(shí)光這種能量表現(xiàn)形式，聚焦對光本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和對光的性質(zhì)的應(yīng)用。“光”單元是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的重要內(nèi)容，對學(xué)生來說，是熟悉的，但又是抽象的。怎樣從學(xué)生的視角去認(rèn)識(shí)光、研究光呢？這就需要我們從單元整體出發(fā)，設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)光、探究光的特性。

設(shè)計(jì)“認(rèn)識(shí)光源”探究活動(dòng)，了解學(xué)生對于光有哪些認(rèn)識(shí)，并做出推測和解釋；設(shè)計(jì)“光的傳播”探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生推測光的傳播路徑，再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證；設(shè)計(jì)“光的傳播會(huì)遇到阻礙嗎”以及煙霧的實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對光傳播方式的理解，并與影子的成因建立聯(lián)系；設(shè)計(jì)“改變光的傳播方向”探究活動(dòng)，進(jìn)一步解析光的傳播概念，用光傳播方向的改變來認(rèn)識(shí)折射現(xiàn)象；設(shè)計(jì)“光的反射現(xiàn)象”探究活動(dòng)，初步建立入射光與反射光的關(guān)系；設(shè)計(jì)“制作一個(gè)潛望鏡”探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的光的知識(shí)，通過制作體驗(yàn)，激發(fā)對光的研究興趣；設(shè)計(jì)“制作一個(gè)彩色轉(zhuǎn)輪”探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)光有不同的混合色。探究活動(dòng)從學(xué)生生活體驗(yàn)引入，從易到難，從簡單到復(fù)雜，最后回歸生活，建立光與自然及人類生活的聯(lián)系。

探究活動(dòng)設(shè)計(jì)要關(guān)注科學(xué)的思維特點(diǎn)（感性具象→思維抽象→思維具體，模型建構(gòu)、科學(xué)推理與論證）和科學(xué)實(shí)線的方式方法（問題、證據(jù)、解釋和交流）。要充分體現(xiàn)學(xué)生立場，為學(xué)生探究提供充足的活動(dòng)時(shí)間與空間，把文本引向探究實(shí)踐。

四、進(jìn)行多元評價(jià)

評價(jià)是科學(xué)課重要的教學(xué)活動(dòng)，要尊重學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)和主體水平，精心設(shè)計(jì)并靈活運(yùn)用。通過教師和學(xué)生的評價(jià)，讓學(xué)生的努力得到鼓勵(lì)，方法得到點(diǎn)撥，知識(shí)得到梳理，概念得到重構(gòu)，獲取改進(jìn)學(xué)習(xí)的信息，以促進(jìn)科學(xué)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。教師要隨時(shí)觀測課堂，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、思維活動(dòng)、學(xué)習(xí)方法、知識(shí)理解、學(xué)習(xí)困難，從學(xué)生的學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)判斷其心理變化，以評價(jià)為導(dǎo)向，促進(jìn)課程目標(biāo)的完成。

學(xué)習(xí)狀態(tài)激勵(lì)。通過評價(jià)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生與組員分工協(xié)作，主動(dòng)承擔(dān)，細(xì)心觀察現(xiàn)象，獲取可靠事實(shí)，記錄得到的數(shù)據(jù)，分析梳理得出真實(shí)的結(jié)果，交流分享表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

科學(xué)詞匯發(fā)展。通過評價(jià)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)詞匯進(jìn)行表達(dá)，用簡潔規(guī)范的語言描述觀察到的現(xiàn)象，記錄觀察結(jié)果，用不斷增加的事實(shí)和證據(jù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

科學(xué)閱讀引導(dǎo)?？茖W(xué)閱讀是與科學(xué)家對話，了解同一主題科學(xué)家做了什么。引導(dǎo)學(xué)生課內(nèi)閱讀“科學(xué)家這樣做”專欄中科學(xué)家的故事、與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)史料，課外閱讀科普書籍，查閱文獻(xiàn)資料，養(yǎng)成科學(xué)閱讀的習(xí)慣。

學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。在探究活動(dòng)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)好的學(xué)習(xí)方法、解決問題的方法，給予適時(shí)評價(jià)并推薦給其他學(xué)生?？偨Y(jié)學(xué)生探究活動(dòng)中不合理的學(xué)習(xí)方法和思維方法形成的原因，并實(shí)施有效的指導(dǎo)。

單元概念進(jìn)階。單元學(xué)習(xí)結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生回顧學(xué)習(xí)內(nèi)容，反思概念建構(gòu)過程，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度；發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的問題和薄弱環(huán)節(jié)，通過自我反思形成更好的學(xué)習(xí)方法，促進(jìn)學(xué)生完成科學(xué)大概念單元進(jìn)階。