围绕核心概念的小学科学单元教学设计——以苏教版科学教材四年级上册“动物大家族”单元为例

宗若灿

（营口实验学校）

小学科学课程设置了13 个学科核心概念，是学生在义务教育阶段应该掌握的科学课程的核心内容。美国课程专家埃里克森（H.Lynn Erickson）把那些处于学科的核心，并能超越课堂之外，具有持久价值和迁移价值的关键性的概念、原理或方法叫作核心概念。核心概念指向学科的基本结构，有助于学生掌握科学思想方法，增进学生对学科本质的认识和理解。

小学科学课程以培养学生的科学核心素养为宗旨，而单元教学是落实核心素养的重要方法。单元教学是以一个大问题或大任务来组织目标、情境、知识点等要素，成为一个相对独立或完整的学习单位。目前大部分科学教师是以课时进行教学设计的，这种教学设计虽注重课时教学目标的达成，却忽略了主题单元的整体知识结构。围绕核心概念对学习单元进行整体设计，能够抓住单元知识的结构联系，突出具体的知识点，有利于学生自主建构知识，形成系统的知识结构，从而在培养科学思维品质的同时，帮助学生在真实情境中提高解决问题的能力。在这个过程中，学生的科学核心素养才能真正提高。下面以苏教版科学教材四年级上册第一单元“动物大家族”为例，探讨围绕核心概念进行小学科学单元教学设计的策略。

一、厘清单元课时内容，梳理教学脉络

每个单元学习内容都是以一定的主题建构的，单元核心概念也都渗透在课时教学内容中。每一课的内容结构大多存在相似性，教师要从总体上了解单元课时内容的结构，列出课时内容结构图，并对每课具体的课时内容进行解析，绘出思维导图，进一步厘清知识要点，这样有利于教师梳理教学脉络，建立具体科学事实和抽象概念间的联系，形成清晰的知识网络，提高课堂教学效率。“动物大家族”单元对应的单元课时内容结构如下页图1。

图1 “动物大家族”单元课时内容结构

二、提炼单元核心概念，厘清学习内容

《义务教育科学课程标准（2022年版）》将科学课程内容由原来的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域，划分为物质的结构与性质、物质的变化与化学反应等13 个学科核心概念，而这些核心概念细分为54 个学习内容。根据学段特点、学生特点及学科核心概念的本质，提出了每个学段的内容要求。教师在进行单元教学设计时，要根据单元教学内容提炼出核心概念，然后厘清学习内容，明确学习要求，这样才能准确掌握学生核心素养的培养点。

如“动物大家族”单元对应课程内容中的“（五）生命系统的构成层次”“（六）生物体的稳态与调节”“（八）生命的延续与进化”这三个核心概念，每课对应四年学段相应的学习内容、内容要求。

三、理顺层级结构，建构单元教学内容框架

小学科学核心概念教学需要落实到具体的教学内容中，教师在教学中除了要掌握单元核心概念、学习内容及内容要求，还要建立起“宝塔型”的知识结构体系（如图2），这样可以深入掌握核心概念形成的过程，了解学科逻辑的发展主线。学科核心概念是从学科具体概念、学科事实和现象中逐步抽象出来的上位概念，科学事实和现象是科学学习的基础，是低层次记忆性的知识，如果教学仅停留在这个下位层次，就无法激活学生的科学思维，更无法培养学生的科学核心素养。在教学中，教师要为学生提供真实的学习情境，使学生在深入探究科学事实和现象的过程中学习具体概念，并抽象出科学核心概念，促进认识水平和思维水平的发展。

图2 层级知识结构体系

小学科学单元内容之间往往存在密切联系，建构单元教学内容框架可以清楚地了解每课具体的教学内容，厘清每课教学内容之间的内在联系，有利于学生迁移学习方法，自主进行知识建构（如下页图3）。

图3 “动物大家族”单元教学内容框架

四、明确课时核心概念，提供下位学习机会

小学科学教材为学生提供了大量的科学事实和现象，课时核心概念已经融入这些科学事实和现象中。每单元内容按照主题进行建构，教师在教学中要抓住核心概念，对单元教学内容进行深入分析，将以科学事实和现象呈现出的知识点转化为具体概念，组成教学内容框架，促进学生内化知识，自主进行意义建构，从而深入理解核心概念（如下页图4）。

图4 “鱼类”一课的教学内容框架及拓展图

在教学中，教师要提供充足的下位学习资源，使学生在深度探究中理解核心概念。如“鱼类”这节课的教学中，教师可先为学生提供鳜鱼、黑鱼、鲫鱼、鲢鱼等几种常见的鱼类图片，引导学生找出这些鱼类的共同特征。然后，再让学生根据自己归纳出的鱼的特征，判断鳄鱼、青蛙、海马、乌贼等是否是鱼类。学生通过比较、分析、归纳、反思等思维活动，全面准确地建立起鱼类的具体概念。学生通过演绎的思维方式进行推断，活跃了思维，深化了概念，超越了所学的知识内容。最后，教师引导学生观察鲫鱼的身体结构，猜想鱼鳍、鱼鳃和鱼鳔的作用。通过动手实践探究，学生会认识到鲫鱼的身体结构与生活习性相适应。教师再出示鲨鱼捕食的视频，让学生分析鲨鱼是如何适应生存环境的，以此引导学生明确是运用“鱼类的身体结构与生活习性相适应”这样的概念来解决问题的。以上的学习活动，学生从具体的科学事实和现象中概括出了具体的概念，完成了上位学习，理解了个体、种群是生命系统的构成层次及动物通过食物关系来稳定与调节生态系统这两个核心概念。

五、提炼主干问题，激活学生科学思维

在单元教学设计时，教师要提炼出有利于深度思考的问题，这样才能调动学生进行科学探究的积极性，激活学生的科学思维，提高学生的科学核心素养。

首先，要结合本单元的核心概念、学习内容、学习要求及教学内容，提炼出单元教学中的主干问题。它是支撑单元教学的支柱，是沟通单元内容的桥梁，能够聚焦学科本质，渗透核心概念，加深对学科逻辑的深入理解。其次，要结合教学内容和学生生活经验，设计出支干问题。它能够沟通科学知识与学生的生活联系，促使学生理解知识背后隐含的一般性规律。

如“动物大家族”单元课程内容中，教师可以围绕（五）生命系统的构成层次、（六）生物体的稳态与调节、（八）生命的延续与进化这三个核心概念，作为单元组织的切入点，以“动物是如何分类的”和“动物的身体结构是怎样的以及如何适应生存环境”这两个问题为单元主干问题，从动物的分类和它们的身体结构与生活习性相适应的角度，对主干问题进行步步追问，激活学生的科学思维，构成深入探究的问题链：1.脊椎动物是如何分类的？（鱼类、鸟类、哺乳动物）2.动物生活在什么样的环境中？3.它们的生存面临哪些困难？4.它们的身体结构是怎样适应生存环境的？5.它们是怎样获取食物的？基于主干问题形成的问题链，层层递进，将单元内容的知识点融合起来，这样可以使学生抓住单元内容的重点，优化学科层级知识结构，加深对科学本质的理解。

六、依据核心概念，精心设计单元教学目标

单元教学设计是从整个单元的角度出发，根据单元中不同知识点的教学需要，综合利用各种教学形式和教学策略，通过一个阶段的学习让学生完成对一个相对完整的知识单元的学习。单元教学目标是单元教学设计的前提，是核心概念学习的基础。围绕核心概念组织单元教学，可以整合零散的知识目标，明确单元学习的要点；也可以整合思维方式、探究方法、科学思想方法。

如“动物大家族”单元课程，其单元教学目标应体现在认识丰富多样的动物世界、人与自然和谐共处，能够根据有关特征对动物进行分类，能观察并描述动物的外部形态特征并分析其与生存环境的适应性。教师可进行如下设计：1.通过认识动物的多样性，形成热爱动物、保护动物的意识；2.通过观察动物的特征，对其进行分类；3.认识动物的身体结构，建立动物的结构、功能与生存环境相适应的科学观念。

七、创设真实情境，以项目式学习促进学生自主参与科学探究

学生的知识是在一定的情境中自主进行意义建构的，项目式学习是以学生为中心的学习方式，可以充分调动学生科学探究的积极性。教师要为学生提供充足的探究资源，创设真实的探究情境，激活学生的科学思维，促进学生自主进行探究。科学探究需要经历“提出问题—进行猜想—展开探究—得出结论”的过程，教师要根据学生的年龄特点和教学内容，引导学生经历完整的探究过程，增加学生参与科学探究的深度。

如“动物大家族”单元课程是以“动物的身体结构是怎样的以及如何适应生存环境”为主干问题，教师可以设计项目式学习活动：自己养一种鱼，说说它是如何适应生存环境的。通过真实的探究活动设置问题情境，促进学生展开深度探究：1.鱼是哪类动物？它是怎样繁殖的？2.鱼的身体结构是怎么样的？3.你认为养鱼需要注意哪些问题？4.鱼为什么能在水中快速游动？5.鱼是怎样进食的？6.你在养鱼的过程中有哪些有趣的发现？在这种真实的探究情境中，学生可以改变传统被动接受知识的状况，通过亲身探究养鱼的过程，学生体验到探究的乐趣，体会到了动物的身体结构与生存环境的适应性，提高了对科学思想和方法的认识。

八、利用评价量表，进行多元化的素养评价

对学生的评价可以使学生正确认识自己在学科核心素养的发展情况，掌握自己在学科核心素养发展中存在的不足，明确自己的发展方向。对学生科学核心素养的评价要注重评价方式的多元化、评价内容的丰富性、评价方法的多样性、评价标准的规范性。教师可以设计评价量表，对学生的科学学习进行多元化的素养评价，激发学生主动参与科学探究，促进学生科学核心素养的提高。

如在完成“动物大家族”单元教学后，教师根据布置的项目式学习内容“自己养一种鱼，说说它是如何适应生存环境的”，在组织学生进行汇报交流后，结合学生的整体表现，依据评价量表，从概念理解、观察能力、信息能力、思维能力、内容呈现、交流能力等方面对学生进行综合评价。

围绕核心概念的小学科学单元教学设计需要教师认真研读新课标，分析单元教学内容，明确两者之间的内在联系。这样才能准确掌握单元核心概念，为组织单元教学打下坚实的基础。