基于大概念的小学科学大单元教学的设计与实施策略——以教科版五年级下册“船的研究”单元为例

王可斌

(徐州市星源小学 江苏徐州 221000)

一、何谓大概念

大概念,也可称作核心概念、核心观念。根据应用的范围差异,大概念又可以分为学科大概念和跨学科大概念。所谓学科大概念,是指能够反映学科本质,处于学科核心地位,可以用来解释和预测学科规律并能广泛迁移的概念,是具有统领性和共识性的学科核心思想、核心观念。对学科大概念的理解可以从以下三个方面进行。

首先,学科大概念不是学科中某个具体概念,它是对众多具体概念之间联系的抽象和概括,反映的是学科概念的本质特征,在学科中处于核心位置,属于学科中的上位概念。其次,学科大概念是学科结构的框架和主干部分,如同一张“认知地图”,为学生建构学科知识提供指引。通过这张“认知地图”,学生可以从整体上了解学科概念之间的内在联系,把握学科的意义和价值。最后,学科大概念不仅对学科具体概念和学科知识具有连接和整合作用,还有利于学生深度理解学科知识,掌握学科思想和研究方法,并将之广泛迁移运用于新的情境。

二、当前课堂教学存在的问题

近年来,培养学生的核心素养已经成为学科教学的中心任务。核心素养是指学生通过相应的学习过程所形成的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,注重学生知识、技能、情感、态度等方面的融合发展。在2022版小学科学课程标准中,核心素养被划分为四个维度,分别是科学观念、科学思维、探究实践和责任态度。因此,课堂教学不仅要关注知识技能的学习,更要强调情感、态度的形成,要从知识教育走向素养教育。

但是不难发现,在当前的课堂教学中,还普遍存在以下问题。一是教学站位低。教师更习惯于知识点教学,很少站在高位理解学科知识,导致学生只能学到低位知识,难以从高层次把握和理解学科知识。二是学习内容散。学生学习的内容大多是零散的,知识点与知识点之间缺乏以逻辑关系为主线进行的串联,很难系统构建知识体系。三是理解层次浅。低位、零散的知识点学习,必然带来的是对学科知识理解的浅表化,导致学生很难理解知识背后的逻辑关系和价值意义。正是这些问题,导致很多学生学到的大多是无意义的知识符号,这一方面会造成学生很难将其广泛迁移和运用到真实情境中,解决现实问题;另一方面,也不利于学生形成学科思维和学科态度,与培养学生核心素养的育人初衷不相符。

三、大概念——连接核心素养与学科内容的桥梁

学生的核心素养需要在课堂教学中逐渐内化,这就需要在核心素养和学科知识之间搭建一座桥梁,将两者进行有效连接,而这座桥梁就是学科大概念。用学科大概念统整平面化的教学内容,更能够立体式展现学科知识间的内在联系,帮助学生勾连零散、孤立的具体概念,从而建构起自己的概念框架。同时,大概念也能将真实世界与学科教学内容相联系。而让学生回归真实的世界,解决真实问题,恰恰是核心素养落地的重要表现。可以说,大概念上端连接着学科核心素养,是核心素养在学科教学中的立足点;下端连接着课堂教学,它跟具体教学内容相结合,是确定学习内容和学习形式的重要依据。

四、大单元教学——落实核心素养的关键路径

采取整合度更高的大单元教学是将大概念融入课堂教学实践,落实学科素养的关键路径。所谓“大单元”,就是站在落实核心素养的高度,以大概念为线,统整单元目标、学科概念、学习任务、学生活动、教学评价的教学单位。大单元教学就是教师在对教材内容进行整体分析后,确定单元目标和学科大概念,接着以大概念为统领,对学习内容进行整体规划和设计,将单元内容用特定的方法和逻辑线索组织起来,对原本分散在单课时的学科知识和学习活动进行有机的统整,让学习更具有系统性和完整性。与常规的单元教学相比,大单元教学打破了以课时为教学单位的时空界限,强调对单元知识的重组与整合,注重学科内的知识整合与勾连,使之形成相互联系的知识网络,从而促进大概念的理解和迁移运用,达到提升学科核心素养的目的。

五、大单元教学的设计——由课时意识走向单元意识

传统的以课时为单位进行的教学设计,通常以传授知识为主要目的,以学生对知识点的掌握程度为评价依据。这种“课时+知识点”的教学设计形式,难以让学生形成对科学原理、科学观念整体系统的理解。小学科学核心素养要求学生具备在真实情境中解决复杂问题的能力。因此,教学设计的单位应是从具体的知识点走向相对系统的“大单元”。基于大概念的大单元教学设计可以从高、中、低三个视角进行整体考虑。

首先,从高位视角看,要抓大放小,凝练单元目标。教师需要从课程标准中的学科素养这一起点出发,站在整个单元学习主题和内容的高度,确定单元的学习目标,并梳理出单元的学科大概念。这一过程中,教师要跳出教材看教材,抓大概念放小知识点,抓单元目标放课时目标,做到心中有森林,而不是只关注树木。单元教学目标的设置应在促进学生可持续发展的前提下,充分考虑学生素养的发展需求、概念体系的自主构建,从多角度系统构建教学目标。

“船的研究”这一单元,是以造船材料、船体结构、动力改进等方面的发展演变为内容,引导学生经历认识船、设计船、制作船的实践探究过程。通过分析单元的内容特点,我们可以提炼出“技术与工程的发展改变了人们的生产和生活”这一大概念,这是学科核心素养在教学内容上的具象表达。

其次,从中位视角看,要承上启下,提炼核心问题。在确定单元目标、提炼出大概念之后,要进一步将其转化成能引导学生深入思考的核心问题。核心问题是为了能够达成大概念的理解而设计的问题,是大概念在学生实际学习活动中的载体,其以问题的形式整合教学内容,同时也是对抽象化的大概念的具象解析,指明了学习方向。可以说,大概念和核心问题就像硬币的两面,大概念指向教师,而核心问题指向学生。

在“船的研究”这一单元,我们可以将单元大概念转化成核心问题——“如何让船的稳定性增强?如何让船的载重量增大?如何让船的动力持续?”等,这些问题贯穿在整个单元的学习过程中,促使学生不断思考。学生在思考和回答核心问题的过程中,也就形成了对大概念的理解。因此,核心问题可以看成是大概念在学生层面的表达。

最后,从低位视角看,要脱虚就实,巧设核心任务。核心问题的学习和理解需要融入学生真实的学习活动中去。因此,为了确保核心问题的理解,还需要设计贯穿单元的核心任务。核心任务应具有复杂性和综合性,需要学生综合运用本单元所学习的知识和技能,去解决真实情境中的复杂问题或完成一项具有挑战性的任务。从这个角度看,核心任务的设计其实就是为学生创设了一个对大概念进行迁移运用的场景。

在“船的研究”这一单元的起始课上,为了创设一个和学生紧密相连的真实情境,我们设计了如下的核心任务:“云龙湖风景旅游区是徐州著名的旅游名片,每天都有许多游客坐着游船绕湖游览。最近,由于游览船比较老旧,旅游公司打算更换一批新的游览船,要求安全、承载量大,能够靠自己的动力行驶,并且美观、成本尽量低。如果你是造船厂的一名游船设计师,你能为旅游公司设计建造一艘符合要求的游览船吗?”这样的真实任务具有足够的挑战性,能让学生产生代入感,它不仅促进学生对船舶知识的了解,还能培养学生的迁移运用能力和创造力。

当然,在教学实践中,核心任务的完成不可能一步到位,还需要教师在课时设计中,根据学生的学情和单元概念体系结构,为学生设计具有进阶性的子任务和与其相匹配的学习活动(如图1)。

图1 “船的研究”单元设计流程图

六、小学科学大单元教学的实施策略

(一)创设真实情境,用大任务、大问题驱动单元学习

科学学习不仅要源自真实生活,还要回到真实生活中去。要创设学习情境,将科学学习和真实生活联系起来,让学生将所学的科学知识迁移运用到真实问题中去。注意在进行大任务和大问题的设计时,应避免以下两种情况。

1.脱离真实情境设计大任务和大问题,导致缺乏驱动力的“假任务”。一个具有驱动力的任务应该是和学生的生活经验、生活环境紧密联系的,是具有适当挑战性的任务。能让学生对学习任务本身充满兴趣和期待,正是这种期待,推动着学生不断地在单元学习中进行主动探索。因此,大任务和大问题的设计应避免脱离学生生活实际和能力范围,进而影响学生的学习驱动力。

2.脱离学生前概念设计探究活动,导致缺乏成长性的“假探究”。探究活动是学生进行知识自我建构的过程,教师在进行活动设计时,要充分考虑到学生的已有知识经验和知识起点,设置恰当的“最近发展区”,让探究活动真正提高学生的探究能力,避免低水平、低层次的“假探究”影响学生学习力的提升。

(二)丰富课堂形态,用多样的课堂形态组织单元学习

基于大概念的小学科学大单元教学,不是课时内容的简单叠加,而是在大概念、大任务的统领下,根据课时内容的主题特点以及前后课时之间的承接关系,选择更符合学生学习需求的课堂形态开展教学活动。

在聚焦主题、整合活动、优化内容的基础上,可以设计出四种类型的小学科学课堂形态。

1.单元起始课:以联系学生生活的情境任务开启新的单元学习,并围绕情境任务展开讨论,从而逐渐明确单元整体内容和架构,引发单元学习兴趣和驱动力。

2.探究(主题)活动课:依据学习内容设计实验探究活动,学生分组围绕一个或多个问题进行实验探究,最终共同解决这一(些)问题。

3.实地调查(观察)课:因受到室内教学空间的制约,对于有些内容无法收到良好的效果,如对昆虫、植物、水质、岩石等事物的观察。为此可以组织学生开展实地的观察和调查活动,让学生像科学家那样进行实地探究。

4.专题(展示)交流课:利用课前收集整理的科学史料、调查报告、设计方案、实验成果等资料,在课堂上进行分享,并围绕某一中心问题进行交流讨论,从而形成对这一问题新的认识和新的思考。

以上几种课堂形态,既共同承载着单元教学的总目标与总任务,又各有千秋,相互补充,共同促进,在单元教学中起到架构整个单元的作用,强调先让学生进入单元任务情境,再通过一系列的探究课型来支撑任务完成,最后再进行交流复盘,形成整体概念。

(三)多元评价形式,以素养为本的评价贯穿单元学习

基于大概念的小学科学单元教学要采取指向素养培育的多元评价形式,并将多元评价贯穿于单元学习的全过程,形成“教学—评价—教学”的螺旋式上升结构,促进学习目标的达成。因此,教师在进行单元评价时,不仅要关注学生对科学知识的掌握情况,即形成性评价,更要关注学生的科学探究过程和科学态度、科学思维方面的表现,即过程性评价。把指向素养培育的多元评价融入教学设计中,在学生的探究实践活动中加入自我评价、小组评价、教师评价等形式的过程性评价,发挥评价的引导和校正功能,让评价的过程成为学生学习的过程、素养提升的过程。

总之,基于大概念的小学科学大单元教学突出教学活动设计的系统性、结构性、关联性,强调学生学习活动的真实性、实践性、渐进性。大概念统领下的单元整体教学使学生更容易深度理解和把握单元的核心知识和核心概念,更有利于学生自主构建新知识并在不同的情景中迁移和运用所学的知识,是培养小学科学核心素养的有效途径。