指向核心素養(yǎng)培育的小學(xué)科學(xué)單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計

高翔　胡璐瑤

【摘 要】《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)理念。文章根據(jù)結(jié)構(gòu)化教學(xué)的思想，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和認(rèn)知能力，深入解讀教材，基于現(xiàn)有小學(xué)科學(xué)教材的編排邏輯，結(jié)合概念進(jìn)階理論，梳理出單元知識結(jié)構(gòu)圖式，以單元結(jié)構(gòu)化圖式作為教學(xué)主線實施單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)，以此引導(dǎo)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化知識，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性地解決陌生情境問題，實現(xiàn)培育核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；大概念；單元教學(xué)；結(jié)構(gòu)化教學(xué)

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）提出以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)理念，旨在改變以往過度側(cè)重知識點(diǎn)的碎片化教學(xué)方式，推進(jìn)育人方式發(fā)生變革。構(gòu)建與新課標(biāo)相適應(yīng)的新型教學(xué)方式，需要立足知識統(tǒng)整，基于培育科學(xué)大概念的教學(xué)目標(biāo)，推進(jìn)大單元、大主題下的教學(xué)，從而實現(xiàn)從知識本位走向核心素養(yǎng)本位的教學(xué)轉(zhuǎn)型。以單元結(jié)構(gòu)化圖式作為教學(xué)主線實施單元教學(xué)，能夠引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷接觸、了解、理解、內(nèi)化和遷移的思維過程，形成結(jié)構(gòu)化知識，使之內(nèi)化成學(xué)生創(chuàng)造性地解決陌生情境問題的思維框架，從而實現(xiàn)培育核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

一、指向大概念的單元教學(xué)是以素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革的必然選擇

科學(xué)教育提出以大概念為目標(biāo)實現(xiàn)課程知識統(tǒng)整的教學(xué)理念，主要是基于大概念能作為一種解釋模型，賦予個別的、具體的事實以深層的科學(xué)意義，能夠解釋較大范圍內(nèi)的一系列相關(guān)科學(xué)現(xiàn)象、事實以及相互關(guān)系，能將較大范圍內(nèi)分散的科學(xué)知識和事實聯(lián)結(jié)為有結(jié)構(gòu)、有系統(tǒng)的整體的功能的認(rèn)可［1］。從課標(biāo)到教材，均體現(xiàn)了聚焦大概念構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的課程知識內(nèi)容框架，以此實現(xiàn)“少而精”的目標(biāo)。聚焦學(xué)科核心概念，以一個單元為整體進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的教學(xué)設(shè)計，能夠確保教學(xué)過程的遞進(jìn)性和關(guān)聯(lián)性，契合素養(yǎng)的整體性發(fā)展要求，成為備受推崇的推進(jìn)素養(yǎng)落地的新型教學(xué)方式。因此，指向大概念的單元教學(xué)是以素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革的必然選擇。

二、實施單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)是落實科學(xué)核心素養(yǎng)的途徑

根據(jù)結(jié)構(gòu)化教學(xué)的思想，利用結(jié)構(gòu)化知識作為教學(xué)主線實施單元教學(xué)，不僅能有效貫通單元內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動，解決分課時教學(xué)造成的活動銜接不緊密、教學(xué)目標(biāo)不連貫、核心素養(yǎng)培養(yǎng)不到位等問題，還能更好地促進(jìn)學(xué)生理解、掌握和遷移所學(xué)，從而實現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)［2］。

（一）單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)促進(jìn)素養(yǎng)培育

布魯納認(rèn)為，不論我們選教什么學(xué)科，務(wù)必使學(xué)生理解該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)是指，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，對科學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)倫理與道德、科學(xué)文化等方面能夠形成一個符合其年齡階段的綜合性理解。單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)則是以結(jié)構(gòu)化教學(xué)思想為指導(dǎo)，基于科學(xué)認(rèn)知規(guī)律、教學(xué)理論和方法論，以教材中的結(jié)構(gòu)化知識作為教學(xué)主線，系統(tǒng)規(guī)劃單元的教學(xué)流程，實現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)化并促進(jìn)思維結(jié)構(gòu)化，通過認(rèn)知和思維結(jié)構(gòu)化促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的形成。

（二）指向大概念重構(gòu)單元知識結(jié)構(gòu)

教師必須基于以學(xué)生為主體的教學(xué)觀，從如何促進(jìn)學(xué)、支持學(xué)，如何增進(jìn)學(xué)科理解的角度出發(fā)，重新梳理并形成單元知識結(jié)構(gòu)。重新建構(gòu)的結(jié)構(gòu)化知識以圖式呈現(xiàn)，能夠更好地反映知識本身的結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)概念之間的關(guān)系，學(xué)科的方法、觀念、思想，以及知識發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)過程。因此，教師應(yīng)以指向大概念重構(gòu)單元知識結(jié)構(gòu)為教學(xué)主線，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷接觸、了解、理解、內(nèi)化和遷移，形成結(jié)構(gòu)化知識，幫助學(xué)生創(chuàng)造性地解決陌生情境問題，從而實現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

1.正確理解單元知識結(jié)構(gòu)化的內(nèi)涵

結(jié)構(gòu)化知識是指從各個角度和不同層次對主題展開闡述并建構(gòu)邏輯關(guān)系而形成的概念結(jié)構(gòu)。單元知識結(jié)構(gòu)是“單元”和“知識結(jié)構(gòu)”的組合，“單元”是科學(xué)教材組織教學(xué)內(nèi)容的單位，“結(jié)構(gòu)”是組成整體的各部分的搭配和安排（或關(guān)系）。這種概念結(jié)構(gòu)有助于相關(guān)信息圍繞主題進(jìn)行多層連接，形成內(nèi)部關(guān)系較為緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從問題解決方面可以看出，結(jié)構(gòu)化知識在事實性知識和程序性知識之間起中介作用，并助推程序性知識在問題解決中發(fā)揮作用［2］。

2.正確把握教材編排的邏輯與原則

教材中的單元一般以主題或大概念為依托，以核心概念為支架，遵循一定的邏輯與原則，組織相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容和適合的教學(xué)活動，確保單元內(nèi)的課時內(nèi)容能夠與本單元主題緊密相關(guān)，呈現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)化的特征。以主題形式出現(xiàn)的單元是新編蘇教版科學(xué)教材的特征之一。編寫組基于價值原則確立單元主題，依據(jù)課標(biāo)確定教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)知識層級邏輯創(chuàng)設(shè)與編排教學(xué)內(nèi)容，同時建構(gòu)了支持教學(xué)的系列活動，凝聚著教材編寫者對多方面因素的綜合考量。［3］值得注意的是，如果不能準(zhǔn)確把握教材的意圖，純粹按照知識層級邏輯開展教學(xué)，就容易陷入“以知識為主，以教為主”的教學(xué)誤區(qū)。教師基于單元教材已有的內(nèi)容編排邏輯，在單元教學(xué)前研讀單元內(nèi)的所有文本，才能準(zhǔn)確理解和把握隱于主題與下級分支的“總分”“并列”“遞進(jìn)”等邏輯關(guān)系，同時結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，合理建構(gòu)單元知識結(jié)構(gòu)化圖式。

3.結(jié)合概念進(jìn)階建構(gòu)單元知識結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)進(jìn)階是學(xué)生在各學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題概念時所遵循的、連貫的、典型的學(xué)習(xí)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(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的概念序列。教師必須整體把握大概念課程進(jìn)階圖譜，了解完整的知識結(jié)構(gòu)體系、編寫的邏輯和不同水平的進(jìn)階架構(gòu)思路，才能有序地組織學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到系統(tǒng)性建構(gòu)。教師應(yīng)該以新課標(biāo)“聚焦核心概念，精選課程內(nèi)容”“科學(xué)安排進(jìn)階，形成有序結(jié)構(gòu)”［4］2-3等課程理念為目標(biāo)，發(fā)揮教師智慧，基于單元知識圖式構(gòu)建原理的基本方法，在教學(xué)實踐中積極嘗試課程內(nèi)容的統(tǒng)整、改造和創(chuàng)造，使得建構(gòu)的圖式符合學(xué)生的認(rèn)知邏輯和學(xué)習(xí)心理邏輯。

以蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級上冊第4單元“水在自然界的循環(huán)”為例，該主題能夠很好地將水圈與大氣圈這兩個主要概念融合在一起，能夠幫助學(xué)生理解系統(tǒng)與模型的跨學(xué)科概念。單元編排的四個次級主題是“云和霧”“露和霜”“雨和雪”“水滴的‘旅行”，其中前三個次級主題是“分”，最后一個次級主題是“總”?？梢钥闯觯締卧延械膬?nèi)容編排為“分—總”邏輯類型，即先分列幾個層面進(jìn)行具體學(xué)習(xí)，后進(jìn)行概括總結(jié)。這樣的課程設(shè)計體現(xiàn)了“拼圖式”的概念進(jìn)階學(xué)習(xí)方式，單元知識結(jié)構(gòu)也應(yīng)根據(jù)先分后總的編排邏輯。因此，教師可以在前三課引導(dǎo)學(xué)生分別研究在水的循環(huán)過程中形成了云、霧、雨、雪等比較熟悉的天氣現(xiàn)象，讓學(xué)生通過比較幾種不同的天氣現(xiàn)象，設(shè)計模擬實驗探究成因，運(yùn)用實驗結(jié)果及示意圖，理解和認(rèn)識溫差是形成不同天氣現(xiàn)象的主要原因。最后一課則是將天氣現(xiàn)象的形成與變化置于地球水圈的大情境中，建構(gòu)水在陸地、海洋及大氣中不斷循環(huán)的動態(tài)系統(tǒng)，幫助學(xué)生將地球上的水作為一個系統(tǒng)來進(jìn)行宏觀的認(rèn)識，形成水在陸地、海洋、大氣間循環(huán)的科學(xué)大概念，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建“地球系統(tǒng)”這一核心概念，理解物質(zhì)與能量、系統(tǒng)與模型等跨學(xué)科概念（如圖1）。

（三）依據(jù)單元結(jié)構(gòu)化知識為主線實施教學(xué)

教師應(yīng)基于單元知識結(jié)構(gòu)圖式進(jìn)一步形成合理的教學(xué)邏輯，以此幫助學(xué)生更好地連接和整合單元內(nèi)的不同知識點(diǎn)，促進(jìn)概念建構(gòu)和知識內(nèi)化，從而實現(xiàn)培育學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)單元知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，重點(diǎn)在于系統(tǒng)規(guī)劃單元的教學(xué)流程，從整體性學(xué)習(xí)的認(rèn)知邏輯體現(xiàn)先后有序的特點(diǎn)，從各個學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的相互關(guān)系體現(xiàn)整體相關(guān)，從而實現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)化并促進(jìn)思維結(jié)構(gòu)化，通過認(rèn)知和思維結(jié)構(gòu)化促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的形成。本文以“水在自然界的循環(huán)”單元為例，探究依據(jù)單元結(jié)構(gòu)化知識為主線的具體教學(xué)實施策略。

1.根據(jù)學(xué)業(yè)要求確定單元教學(xué)目標(biāo)

新課標(biāo)在第三學(xué)段（5～6年級）課程內(nèi)容中對水循環(huán)提出了“能解釋生活中常見的天氣現(xiàn)象，知道水在改變地表形態(tài)的過程中發(fā)揮著重要作用”等學(xué)業(yè)要求［4］81。建立水循環(huán)動態(tài)模型，理解、描繪水循環(huán)過程，感悟水循環(huán)的重要意義，運(yùn)用水循環(huán)相關(guān)知識分析解決問題，涉及學(xué)生模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等科學(xué)思維。學(xué)生在了解和探索自然的過程中形成科學(xué)探究能力和自主學(xué)習(xí)能力，逐步理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。因此，教師在確定教學(xué)目標(biāo)的過程中，應(yīng)以科學(xué)核心素養(yǎng)為最終目標(biāo)，以新課標(biāo)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合水循環(huán)的具體內(nèi)容確定單元目標(biāo)（見表1）。

2.圍繞核心概念重構(gòu)教學(xué)流程

如前所述，教材中，“水在自然界的循環(huán)”單元由“云和霧”“露和霜”“雨和雪”“水滴的‘旅行”4個課時構(gòu)成，從探究和理解常見天氣現(xiàn)象成因及過程入手，由部分到整體構(gòu)建水循環(huán)這一大概念，具有一定的結(jié)構(gòu)性，但內(nèi)容上并不完整，對水循環(huán)的起始環(huán)節(jié)即水蒸氣在海陸的蒸發(fā)，地表水和地下水的匯聚即徑流的形成以及水循環(huán)的基本原理即熱力環(huán)流存在缺失，導(dǎo)致學(xué)生在建構(gòu)水循環(huán)概念時存在認(rèn)知上的缺漏。為了幫助學(xué)生系統(tǒng)地構(gòu)建水循環(huán)概念，從根本上理解水循環(huán)的形成原因和各個環(huán)節(jié)的意義，教師將教材中的4個課時調(diào)整為“水蒸氣的海陸分布”“云和霧”“露和霜”“雨和雪”“徑流”“水循環(huán)”6個課時，從動力來源、形成原因、形成過程、系統(tǒng)構(gòu)建等方面提升內(nèi)容的完整性。同時，以教學(xué)活動為主體利用縱向箭頭表明課程進(jìn)度，課時與課時之間以虛線框劃分，以弧形箭頭表明課時之間的遞進(jìn)、并列、承接等關(guān)系，繪制“水在自然界的循環(huán)”單元教學(xué)流程圖（如圖2），直觀地展示每個教學(xué)環(huán)節(jié)的意義和作用，引導(dǎo)學(xué)生更好地建構(gòu)水循環(huán)概念。

3.基于問題邏輯鏈設(shè)計課時教學(xué)活動

對于課時教學(xué)活動的設(shè)計，教師應(yīng)以單元目標(biāo)設(shè)計為指導(dǎo)，結(jié)合知識結(jié)構(gòu)主線，以有邏輯的問題鏈為主軸進(jìn)行活動設(shè)計，通過創(chuàng)設(shè)與問題鏈相匹配的情境，開展不同認(rèn)知類型的學(xué)習(xí)體驗，為學(xué)生搭建具體認(rèn)識與抽象概念的橋梁，注重認(rèn)知和思維的協(xié)同形成結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)在基本知識和基本技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，促進(jìn)概念聯(lián)結(jié)，形成科學(xué)素養(yǎng)，落實本單元核心素養(yǎng)發(fā)展的課程目標(biāo)?；诖?，在單元教學(xué)流程圖的基礎(chǔ)上，筆者進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計了“水在自然界的循環(huán)”單元教學(xué)活動（見表2）。

由表2可知，本研究基于梳理的“水在自然界的循環(huán)”單元知識結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和概念進(jìn)階規(guī)律的主要單元課時教學(xué)活動，加強(qiáng)知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系和應(yīng)用，體現(xiàn)了以大概念為目標(biāo)，注重概念間組織化、網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提升教學(xué)效果，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

三、結(jié)語

教師教學(xué)時必須關(guān)注知識、概念與學(xué)科思想的整體聯(lián)系，依據(jù)科學(xué)大概念的教學(xué)策略，開展教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實踐。單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的價值和意義在于能夠更好地促進(jìn)學(xué)生形成單元內(nèi)不同知識與概念的關(guān)聯(lián)性、整合性，解決因分課時碎片化和組裝式教學(xué)造成的教學(xué)目標(biāo)各自獨(dú)立，教學(xué)活動銜接不緊密，難以促進(jìn)概念的深度理解和掌握等問題，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培育。

參考文獻(xiàn)：

［1］閻元紅，郭文華.科學(xué)教育中的大概念：內(nèi)涵、價值及實現(xiàn)［J］.教育理論與實踐，2019（29）：22-25.

［2］趙東亮.結(jié)構(gòu)化知識作為教學(xué)主線的單元整體教學(xué)路徑探究：以外研版初中《英語》八年級上冊Module 6為例［J］.英語學(xué)習(xí)（教師版），2021（8）：49-55.

［3］方錦強(qiáng).新編蘇教版《科學(xué)》教材中主題單元的設(shè)計［J］.江蘇教育，2019（65）：11-13.

［4］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

（責(zé)任編輯：羅小熒）