基于大概念的初中科學(xué)單元教學(xué)實(shí)踐

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱課程標(biāo)準(zhǔn)）強(qiáng)調(diào)：“依賴于大概念有助于學(xué)生建立科學(xué)觀念，塑造科學(xué)思維模式及方法，培養(yǎng)正確價(jià)值觀，并達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)。我們強(qiáng)調(diào)以學(xué)科大概念為核心，推動(dòng)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)?！被谡n程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大概念教學(xué)和核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重視，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，“以學(xué)生為本”成為教學(xué)設(shè)計(jì)的核心原則。

本文以“被子植物的生命周期\"單元教學(xué)為例，探討如何基于大概念整合初中科學(xué)單元教學(xué)。具體而言，以大概念“結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系\"和核心概念“物種不會(huì)因個(gè)體的死亡而絕滅，而是通過生殖得以延續(xù)”為統(tǒng)領(lǐng)，構(gòu)建單元教學(xué)路徑，確定單元教學(xué)內(nèi)容，并開展單元教學(xué)實(shí)踐。

一、傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

浙教版科學(xué)教材的編排遵照認(rèn)知規(guī)律，即各部分知識(shí)大體上遵循由簡(jiǎn)至繁、由淺及深、從概念到規(guī)律的線性編排原則。這種編排順序在一定程度上致使教師的教學(xué)設(shè)計(jì)按部就班，陷于碎片化知識(shí)的課時(shí)教學(xué)之中，難以從單元結(jié)構(gòu)上進(jìn)行整體鋪設(shè)。學(xué)生的學(xué)習(xí)也較為被動(dòng)，若能從單元視角統(tǒng)整單元核心知識(shí)，便能更好地促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。在“植物的一生\"教學(xué)中，探究種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和花的結(jié)構(gòu)是核心知識(shí)。若沿著教材思路，則是先學(xué)習(xí)單、雙子葉植物種子的結(jié)構(gòu)、種子的萌發(fā)、花的結(jié)構(gòu)，最后一節(jié)再學(xué)習(xí)被子植物的生殖方式。這樣組織教學(xué)會(huì)將所有知識(shí)內(nèi)容分割成一個(gè)個(gè)知識(shí)碎片，不利于學(xué)生整體把握知識(shí)。而且，這種教學(xué)方式未能從學(xué)生角度出發(fā)組織教學(xué)，很難激起學(xué)生的探究欲望，難以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化[2]

從心理學(xué)的角度來看，人的認(rèn)知是沿著“整體一局部一整體\"的規(guī)律進(jìn)行的。而依據(jù)學(xué)科邏輯安排的學(xué)習(xí)活動(dòng)與學(xué)生心理認(rèn)知存在一定的不適性。一方面，學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)主體存在矛盾；另一方面，學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不強(qiáng)，處在只見“樹木”不見“森林”的迷茫狀態(tài)。當(dāng)然，教材的編排是按照知識(shí)發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行的，有它內(nèi)在的合理性。但是，教材線性呈現(xiàn)的意義并非讓教師簡(jiǎn)單地按部就班、進(jìn)行機(jī)械課時(shí)教學(xué)，而是希望教師能夠利用教材這一資源，結(jié)合學(xué)生的原有知識(shí)，統(tǒng)整單元教學(xué)，使學(xué)生既見“樹木”又見“森林”。在課程實(shí)施過程中，教師需依據(jù)學(xué)生的內(nèi)在需求及認(rèn)知特性，適度調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)順序，使之與學(xué)生的心理發(fā)展順序相契合，從而促使學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)體系。

基于以上分析，本文以單元整體教學(xué)理論為支撐，以發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為導(dǎo)向，以初中科學(xué)教材為載體，從整體視角對(duì)單元內(nèi)容、單元目標(biāo)、單元教學(xué)設(shè)計(jì)和單元評(píng)價(jià)進(jìn)行系統(tǒng)性規(guī)劃，構(gòu)建具有實(shí)踐操作性且指向科學(xué)素養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)思路，并在教學(xué)實(shí)踐中不斷優(yōu)化該思路，提煉單元教學(xué)設(shè)計(jì)范式，進(jìn)而為課堂轉(zhuǎn)型提供新的視角與有力支撐。

二、基于大概念的單元教學(xué)路徑

單元教學(xué)設(shè)計(jì)的基本路徑是以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)劃分單元，立足教材制訂課時(shí)計(jì)劃。單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，需要圍繞一個(gè)“中心\"來組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，這個(gè)“中心\"可以由單元大概念或者基本問題來引領(lǐng)[3]，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境引領(lǐng)問題的解決，發(fā)展學(xué)生的探究思維能力，使學(xué)生能夠像工程師那樣實(shí)踐，像科學(xué)家那樣探究，在單元學(xué)習(xí)過程中實(shí)現(xiàn)從局部突破到整體解決。

（一）單元內(nèi)容的統(tǒng)整

“不謀萬世者，不足謀一時(shí)；不謀全局者，不足謀一域。\"\"系統(tǒng)論\"知識(shí)表明，整體認(rèn)知大于局部認(rèn)知之和。教材中的章或單元通常自帶知識(shí)體系，具有內(nèi)在結(jié)構(gòu)合理性，內(nèi)容相對(duì)完整，但也存在單元主題跨度較大的情況（如本案例）。此時(shí)，可以靈活設(shè)置主題關(guān)聯(lián)更緊密的小單元教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)需要充分考慮單元整體性與學(xué)生認(rèn)知之間的關(guān)聯(lián)，統(tǒng)籌安排學(xué)習(xí)進(jìn)程。

浙教版科學(xué)教材七年級(jí)下冊(cè)第一章第4節(jié)“植物的一生\"和第5節(jié)“植物生殖方式的多樣性\"知識(shí)點(diǎn)較多且難度較大，教師逐點(diǎn)講解費(fèi)力，學(xué)生學(xué)習(xí)也費(fèi)勁。鑒于這兩節(jié)內(nèi)容存在內(nèi)在聯(lián)系，我們提前規(guī)劃，在單元整體背景下提煉出“被子植物為什么能代代相傳？\"這一核心問題，確定“被子植物的生命周期”單元主題，并安排5個(gè)課時(shí)：第1課時(shí)安排“種子的萌發(fā)”；第2課時(shí)圍繞“被子植物為什么能代代相傳”展開，涉及雙子葉植物種子的結(jié)構(gòu)和花的結(jié)構(gòu)；第3課時(shí)安排“被子植物種子和果實(shí)的形成”；第4課時(shí)安排“單子葉植物種子的結(jié)構(gòu)和芽的發(fā)育”；第5課時(shí)安排“植物的無性生殖”。本單元內(nèi)容框架如圖1所示（虛線框內(nèi)容為八年級(jí)下冊(cè)另一個(gè)單元，為展示本單元內(nèi)容架構(gòu)的完整性一并列出）。

由于教學(xué)時(shí)間有限，重新整合的單元教學(xué)需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍。具體而言，取基本核心問題，確立單元核心課；舍衍生出的零散知識(shí)點(diǎn)，另立非核心課時(shí)。通過把握大問題、大概念和注重基本問題的解決來統(tǒng)一安排學(xué)習(xí)進(jìn)程[4]

（二）大概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元教學(xué)設(shè)計(jì)思路

研究顯示，借助大概念開展單元教學(xué)有助于教師精準(zhǔn)把握教學(xué)核心及關(guān)鍵要素。在此基礎(chǔ)上，本研究立足大概念，構(gòu)建貫穿式問題情境，并結(jié)合新課標(biāo)概念體系對(duì)單元內(nèi)容進(jìn)行深度剖析。進(jìn)一步地，從單元內(nèi)容和學(xué)情分析出發(fā)，確立指向?qū)W科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，并在學(xué)習(xí)活動(dòng)中予以落實(shí)。學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)注重\"實(shí)踐一探究\"循環(huán)的構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決問題。在此過程中，“學(xué)科實(shí)踐”與“探究活動(dòng)\"以“關(guān)鍵問題\"的發(fā)現(xiàn)和解決為紐帶緊密相連，構(gòu)成統(tǒng)一的學(xué)習(xí)活動(dòng)整體。此外，單元評(píng)價(jià)貫穿學(xué)習(xí)活動(dòng)的全過程，實(shí)時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，以便教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與評(píng)價(jià)的一致性。大概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元教學(xué)設(shè)計(jì)整體思路如圖2所示[5]。

本單元教學(xué)設(shè)計(jì)依托維金斯和麥克格泰的UbD理論，該理論倡導(dǎo)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)遵循“逆向設(shè)計(jì)”原則，即優(yōu)先明確預(yù)期學(xué)習(xí)成果，然后在完整的單元設(shè)計(jì)框架下具體規(guī)劃教學(xué)課時(shí)[6]。

三、基于大概念的單元教學(xué)實(shí)踐探索

（一）單元教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)前述單元內(nèi)容分析，本研究立足學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，規(guī)劃了如下教學(xué)目標(biāo)。

（1）通過對(duì)植物根、莖、葉、花、果實(shí)、種子的解剖探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生理解植物生命活動(dòng)的基本過程與原理，有效構(gòu)建植物生長發(fā)育相關(guān)概念，認(rèn)識(shí)植物各器官結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)聯(lián)，初步樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。科學(xué)觀念）

（2）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)“探究種子萌發(fā)條件\"等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效比較、歸納、推理、分析的能力，并能夠運(yùn)用模型解釋“植物水分與無機(jī)鹽運(yùn)輸\"等生理現(xiàn)象。（科學(xué)思維）

（3）在“豌豆生長影響因素探究”等活動(dòng)中，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，掌握抽樣檢測(cè)、單一變量等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于豌豆種植的跨學(xué)科實(shí)踐中，以解決實(shí)際問題。（探究實(shí)踐）

（4）通過一系列探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生樂于探索、尋求證據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，使其認(rèn)識(shí)到科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。（態(tài)度責(zé)任）

（二）單元活動(dòng)設(shè)計(jì)

單元活動(dòng)設(shè)計(jì)依據(jù)單元設(shè)計(jì)框架，以學(xué)科實(shí)踐為主線，通過關(guān)鍵問題驅(qū)動(dòng)探究活動(dòng)的開展，評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)用于考量目標(biāo)達(dá)成情況。整個(gè)單元活動(dòng)設(shè)計(jì)緊緊圍繞從“被子植物的生命周期\"所提煉出的大問題“被子植物為什么能代代相傳\"而展開。部分單元活動(dòng)設(shè)計(jì)如表1所示。

（三）以第2課時(shí)“被子植物為什么能代代相傳”為例

1.教學(xué)流程

展示種子到幼苗的生長過程（圖片或者視頻）一揭示幼苗由種子發(fā)育而來一猜測(cè)種子結(jié)構(gòu)一解剖論證結(jié)構(gòu)一討論揭示各部分結(jié)構(gòu)的功能一探究種子是如何形成的一觀察花的結(jié)構(gòu)，猜測(cè)種子形成過程（重點(diǎn)突出雙受精現(xiàn)象）一通過視頻展示、論證學(xué)生推測(cè)一完善被子植物代代相傳的整個(gè)認(rèn)知過程。

2.前置任務(wù)

在課前一周，布置學(xué)生完成種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，并詳細(xì)觀察和記錄種子的萌發(fā)過程，探究種子萌發(fā)的外因（環(huán)境條件）和內(nèi)因（種子結(jié)構(gòu)）。

3.教學(xué)設(shè)計(jì)（如表2）

四、實(shí)踐與反思

關(guān)于本單元的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以有兩種選擇：一是按照教材的編排順序進(jìn)行教授，二是圍繞真實(shí)問題的解決創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境展開教學(xué)，緊緊圍繞“被子植物為什么能代代相傳\"這一中心主題，探究種子內(nèi)部的奧秘，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。顯然，我們選擇了后者。倘若在第一課時(shí)講解種子的結(jié)構(gòu)時(shí)，讓學(xué)生陷入“不明白為什么要學(xué)習(xí)種子的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)目的僅限于教師教、學(xué)生學(xué)\"的尷尬境地，學(xué)生就會(huì)缺乏內(nèi)在動(dòng)力，無法體會(huì)到學(xué)習(xí)的意義。本教學(xué)設(shè)計(jì)主要從以下兩個(gè)方面來展開：其一，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，讓學(xué)生體驗(yàn)種子的萌發(fā)過程，以實(shí)踐為核心形成關(guān)鍵問題，然后在真實(shí)的問題情境中促進(jìn)學(xué)生思維的進(jìn)階發(fā)展；其二，任務(wù)前置，為問題解決提供思維工具，有效解決學(xué)生面對(duì)真實(shí)問題時(shí)因方法欠缺和知識(shí)斷層而產(chǎn)生的困難。圍繞真實(shí)問題解決的教學(xué)設(shè)計(jì)，能讓學(xué)生迅速將問題和知識(shí)建立聯(lián)系，使學(xué)習(xí)知識(shí)成為解決問題的需要，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生思維能力的進(jìn)階。我們驚喜地發(fā)現(xiàn)，學(xué)生已有的問題儲(chǔ)備使課堂學(xué)習(xí)變得更加輕松，師生之間更加平等，交流更加順暢，課堂生成的內(nèi)容更加豐富、深刻。

一言以蔽之，為落實(shí)新課標(biāo)課程育人目標(biāo)，教師應(yīng)展開單元教學(xué)構(gòu)想，著力整合教育資源，摒棄過去局限于個(gè)別知識(shí)點(diǎn)、課時(shí)教學(xué)的碎片化模式，勇于探索以知識(shí)體系為主線、單元為單位的整體教學(xué)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略與素養(yǎng)自標(biāo)之間的緊密結(jié)合。

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[5」周和建.基于逆向設(shè)計(jì)的“STEM + 物理”課例開發(fā)：以“橋梁 + 力的分解”為例[J].中學(xué)物理，2020，38（5）：38-40.

[6]威金斯，麥克泰格.追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2017.

（責(zé)任編輯 羅艷）