圍繞核心概念的小學科學單元教學設計

宗若燦

摘要：《義務教育科學課程標準（2022年版）》聚焦學科核心概念，教師在小學科學教學中要抓住單元核心概念，從整體上設計單元教學，創(chuàng)設真實的探究情境，激活學生的科學思維，促進學生展開深度學習，從而提高學生的科學核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心概念；小學科學；單元教學設計

小學科學課程設置了13個學科核心概念，是學生在義務教育階段應該掌握的科學課程的核心內(nèi)容。美國課程專家埃里克森（H.Lynn Erickson）把那些處于學科的核心，并能超越課堂之外，具有持久價值和遷移價值的關(guān)鍵性的概念、原理或方法叫作核心概念。核心概念指向?qū)W科的基本結(jié)構(gòu)，有助于學生掌握科學思想方法，增進學生對學科本質(zhì)的認識和理解。

小學科學課程以培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)為宗旨，而單元教學是落實核心素養(yǎng)的重要方法。單元教學是以一個大問題或大任務來組織目標、情境、知識點等要素，成為一個相對獨立或完整的學習單位。目前大部分科學教師是以課時進行教學設計的，這種教學設計雖注重課時教學目標的達成，卻忽略了主題單元的整體知識結(jié)構(gòu)。圍繞核心概念對學習單元進行整體設計，能夠抓住單元知識的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，突出具體的知識點，有利于學生自主建構(gòu)知識，形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，從而在培養(yǎng)科學思維品質(zhì)的同時，幫助學生在真實情境中提高解決問題的能力。在這個過程中，學生的科學核心素養(yǎng)才能真正提高。下面以蘇教版科學教材四年級上冊第一單元“動物大家族”為例，探討圍繞核心概念進行小學科學單元教學設計的策略。

一、厘清單元課時內(nèi)容，梳理教學脈絡

每個單元學習內(nèi)容都是以一定的主題建構(gòu)的，單元核心概念也都滲透在課時教學內(nèi)容中。每一課的內(nèi)容結(jié)構(gòu)大多存在相似性，教師要從總體上了解單元課時內(nèi)容的結(jié)構(gòu)，列出課時內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖，并對每課具體的課時內(nèi)容進行解析，繪出思維導圖，進一步厘清知識要點，這樣有利于教師梳理教學脈絡，建立具體科學事實和抽象概念間的聯(lián)系，形成清晰的知識網(wǎng)絡，提高課堂教學效率。“動物大家族”單元對應的單元課時內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下頁圖1。

二、提煉單元核心概念，厘清學習內(nèi)容

《義務教育科學課程標準（2022年版）》將科學課程內(nèi)容由原來的物質(zhì)科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術(shù)與工程四個領(lǐng)域，劃分為物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、物質(zhì)的變化與化學反應等13個學科核心概念，而這些核心概念細分為54個學習內(nèi)容。根據(jù)學段特點、學生特點及學科核心概念的本質(zhì)，提出了每個學段的內(nèi)容要求。教師在進行單元教學設計時，要根據(jù)單元教學內(nèi)容提煉出核心概念，然后厘清學習內(nèi)容，明確學習要求，這樣才能準確掌握學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)點。

如“動物大家族”單元對應課程內(nèi)容中的“（五）生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”“（六）生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”“（八）生命的延續(xù)與進化”這三個核心概念，每課對應四年學段相應的學習內(nèi)容、內(nèi)容要求。

三、理順層級結(jié)構(gòu)，建構(gòu)單元教學內(nèi)容框架

小學科學核心概念教學需要落實到具體的教學內(nèi)容中，教師在教學中除了要掌握單元核心概念、學習內(nèi)容及內(nèi)容要求，還要建立起“寶塔型”的知識結(jié)構(gòu)體系（如圖2），這樣可以深入掌握核心概念形成的過程，了解學科邏輯的發(fā)展主線。學科核心概念是從學科具體概念、學科事實和現(xiàn)象中逐步抽象出來的上位概念，科學事實和現(xiàn)象是科學學習的基礎(chǔ)，是低層次記憶性的知識，如果教學僅停留在這個下位層次，就無法激活學生的科學思維，更無法培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)。在教學中，教師要為學生提供真實的學習情境，使學生在深入探究科學事實和現(xiàn)象的過程中學習具體概念，并抽象出科學核心概念，促進認識水平和思維水平的發(fā)展。

小學科學單元內(nèi)容之間往往存在密切聯(lián)系，建構(gòu)單元教學內(nèi)容框架可以清楚地了解每課具體的教學內(nèi)容，厘清每課教學內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系，有利于學生遷移學習方法，自主進行知識建構(gòu)（如下頁圖3）。

四、明確課時核心概念，提供下位學習機會

小學科學教材為學生提供了大量的科學事實和現(xiàn)象，課時核心概念已經(jīng)融入這些科學事實和現(xiàn)象中。每單元內(nèi)容按照主題進行建構(gòu)，教師在教學中要抓住核心概念，對單元教學內(nèi)容進行深入分析，將以科學事實和現(xiàn)象呈現(xiàn)出的知識點轉(zhuǎn)化為具體概念，組成教學內(nèi)容框架，促進學生內(nèi)化知識，自主進行意義建構(gòu)，從而深入理解核心概念（如下頁圖4）。

在教學中，教師要提供充足的下位學習資源，使學生在深度探究中理解核心概念。如“魚類”這節(jié)課的教學中，教師可先為學生提供鱖魚、黑魚、鯽魚、鰱魚等幾種常見的魚類圖片，引導學生找出這些魚類的共同特征。然后，再讓學生根據(jù)自己歸納出的魚的特征，判斷鱷魚、青蛙、海馬、烏賊等是否是魚類。學生通過比較、分析、歸納、反思等思維活動，全面準確地建立起魚類的具體概念。學生通過演繹的思維方式進行推斷，活躍了思維，深化了概念，超越了所學的知識內(nèi)容。最后，教師引導學生觀察鯽魚的身體結(jié)構(gòu)，猜想魚鰭、魚鰓和魚鰾的作用。通過動手實踐探究，學生會認識到鯽魚的身體結(jié)構(gòu)與生活習性相適應。教師再出示鯊魚捕食的視頻，讓學生分析鯊魚是如何適應生存環(huán)境的，以此引導學生明確是運用“魚類的身體結(jié)構(gòu)與生活習性相適應”這樣的概念來解決問題的。以上的學習活動，學生從具體的科學事實和現(xiàn)象中概括出了具體的概念，完成了上位學習，理解了個體、種群是生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次及動物通過食物關(guān)系來穩(wěn)定與調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)這兩個核心概念。

五、提煉主干問題，激活學生科學思維

在單元教學設計時，教師要提煉出有利于深度思考的問題，這樣才能調(diào)動學生進行科學探究的積極性，激活學生的科學思維，提高學生的科學核心素養(yǎng)。

首先，要結(jié)合本單元的核心概念、學習內(nèi)容、學習要求及教學內(nèi)容，提煉出單元教學中的主干問題。它是支撐單元教學的支柱，是溝通單元內(nèi)容的橋梁，能夠聚焦學科本質(zhì)，滲透核心概念，加深對學科邏輯的深入理解。其次，要結(jié)合教學內(nèi)容和學生生活經(jīng)驗，設計出支干問題。它能夠溝通科學知識與學生的生活聯(lián)系，促使學生理解知識背后隱含的一般性規(guī)律。

如“動物大家族”單元課程內(nèi)容中，教師可以圍繞（五）生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次、（六）生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)、（八）生命的延續(xù)與進化這三個核心概念，作為單元組織的切入點，以“動物是如何分類的”和“動物的身體結(jié)構(gòu)是怎樣的以及如何適應生存環(huán)境”這兩個問題為單元主干問題，從動物的分類和它們的身體結(jié)構(gòu)與生活習性相適應的角度，對主干問題進行步步追問，激活學生的科學思維，構(gòu)成深入探究的問題鏈：1.脊椎動物是如何分類的？（魚類、鳥類、哺乳動物）2.動物生活在什么樣的環(huán)境中？3.它們的生存面臨哪些困難？4.它們的身體結(jié)構(gòu)是怎樣適應生存環(huán)境的？5.它們是怎樣獲取食物的？基于主干問題形成的問題鏈，層層遞進，將單元內(nèi)容的知識點融合起來，這樣可以使學生抓住單元內(nèi)容的重點，優(yōu)化學科層級知識結(jié)構(gòu)，加深對科學本質(zhì)的理解。

六、依據(jù)核心概念，精心設計單元教學目標

單元教學設計是從整個單元的角度出發(fā)，根據(jù)單元中不同知識點的教學需要，綜合利用各種教學形式和教學策略，通過一個階段的學習讓學生完成對一個相對完整的知識單元的學習。單元教學目標是單元教學設計的前提，是核心概念學習的基礎(chǔ)。圍繞核心概念組織單元教學，可以整合零散的知識目標，明確單元學習的要點；也可以整合思維方式、探究方法、科學思想方法。

如“動物大家族”單元課程，其單元教學目標應體現(xiàn)在認識豐富多樣的動物世界、人與自然和諧共處，能夠根據(jù)有關(guān)特征對動物進行分類，能觀察并描述動物的外部形態(tài)特征并分析其與生存環(huán)境的適應性。教師可進行如下設計：1.通過認識動物的多樣性，形成熱愛動物、保護動物的意識；2.通過觀察動物的特征，對其進行分類；3.認識動物的身體結(jié)構(gòu)，建立動物的結(jié)構(gòu)、功能與生存環(huán)境相適應的科學觀念。

七、創(chuàng)設真實情境，以項目式學習促進學生自主參與科學探究

學生的知識是在一定的情境中自主進行意義建構(gòu)的，項目式學習是以學生為中心的學習方式，可以充分調(diào)動學生科學探究的積極性。教師要為學生提供充足的探究資源，創(chuàng)設真實的探究情境，激活學生的科學思維，促進學生自主進行探究?？茖W探究需要經(jīng)歷“提出問題—進行猜想—展開探究—得出結(jié)論”的過程，教師要根據(jù)學生的年齡特點和教學內(nèi)容，引導學生經(jīng)歷完整的探究過程，增加學生參與科學探究的深度。

如“動物大家族”單元課程是以“動物的身體結(jié)構(gòu)是怎樣的以及如何適應生存環(huán)境”為主干問題，教師可以設計項目式學習活動：自己養(yǎng)一種魚，說說它是如何適應生存環(huán)境的。通過真實的探究活動設置問題情境，促進學生展開深度探究：1.魚是哪類動物？它是怎樣繁殖的？2.魚的身體結(jié)構(gòu)是怎么樣的？3.你認為養(yǎng)魚需要注意哪些問題？4.魚為什么能在水中快速游動？5.魚是怎樣進食的？6.你在養(yǎng)魚的過程中有哪些有趣的發(fā)現(xiàn)？在這種真實的探究情境中，學生可以改變傳統(tǒng)被動接受知識的狀況，通過親身探究養(yǎng)魚的過程，學生體驗到探究的樂趣，體會到了動物的身體結(jié)構(gòu)與生存環(huán)境的適應性，提高了對科學思想和方法的認識。

八、利用評價量表，進行多元化的素養(yǎng)評價

對學生的評價可以使學生正確認識自己在學科核心素養(yǎng)的發(fā)展情況，掌握自己在學科核心素養(yǎng)發(fā)展中存在的不足，明確自己的發(fā)展方向。對學生科學核心素養(yǎng)的評價要注重評價方式的多元化、評價內(nèi)容的豐富性、評價方法的多樣性、評價標準的規(guī)范性。教師可以設計評價量表，對學生的科學學習進行多元化的素養(yǎng)評價，激發(fā)學生主動參與科學探究，促進學生科學核心素養(yǎng)的提高。

如在完成“動物大家族”單元教學后，教師根據(jù)布置的項目式學習內(nèi)容“自己養(yǎng)一種魚，說說它是如何適應生存環(huán)境的”，在組織學生進行匯報交流后，結(jié)合學生的整體表現(xiàn)，依據(jù)評價量表，從概念理解、觀察能力、信息能力、思維能力、內(nèi)容呈現(xiàn)、交流能力等方面對學生進行綜合評價。

圍繞核心概念的小學科學單元教學設計需要教師認真研讀新課標，分析單元教學內(nèi)容，明確兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系。這樣才能準確掌握單元核心概念，為組織單元教學打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］崔允漷.素養(yǎng)本位的單元設計［EB/OL］.https：//www.sohu.com/a/403488464_120647830，2020-06-22/2022-05-01.

［3］王晨光.圍繞核心概念組織小學科學單元教學設計［J］.教學與管理：小學版，2021（6）.

（責任編輯：楊強）