大概念下科学单元设计的原则与路径

刘蕙心

【本文系2022年泉州市基础教育教学改革专项课题““双减”背景下小学科学单元作业设计的行动研究”研究成果，课题立项标准号：QJYKT2022-58】

摘要：在核心素养发展日益重要的当下，围绕大概念的单元整体教学将日益受到重视，文章围绕学生核心素养的发展明确了单元整体设计的两大原则——整体性与开放性，并规划了单元整体的设计路径——原点（目标设计：凸显大概念）——落点（评价设计：导向大概念）——支点（过程设计：建构大概念），并以《声音》单元为例展开说明。

关键词：大概念 小学科学 单元设计

《科学课程标准》（2022版）指出：科学课程助于学生……从整体上认识自然世界，理解科学、技术、社会与环境的关系……。^[1]科学课程要培养与发展学生的核心素养，就需要让学生的学习从浅层走向深度、从零散走向结构化。正如周光召先生所言“科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而是应当慎重选择一些重要的科学观念，用恰当、生动的方法，帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解。”^[2]

大概念正是实现上述目标的路径，文章紧扣课标、联系教材和学情实际，以我国素养导向的教学模型为基准，结合教科版科学四年级上册《声音》单元阐述如何在大概念统整下进行单元整体设计。

其中大概念是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念，^[3]大概念可以帮助学生将各个知识联系起来。大概念作为教师教学的得力助手，发挥着“概念魔术贴”的作用，它有助于知识和技能的整合，并使之在大脑里得以巩固。^[4]大概念具有抽象性、迁移性、相对性等特点。一个学习单元由素养目标、课时、情境、任务、知识点等组成，单元就是将这些要素按某种需求和规范组织起来，形成一个有结构的整体。^[5]单元设计既是课程开发的基础单位，也是课时计划的背景条件。单元设计是“课时计划”的指引。^[6]

一、设计原则

（一）整体性

一个学习单元由素养目标、课时、情境、任务、知识点等组成，单元就是将这些要素按某种需求和规范组织起来，形成一个有结构的整体。^[7]单元设计的整体性原则体现在教学目标的整体性与教学活动的整体性。教学目标的整体性即在设计教学目标时，我们应该考虑大概念下的单元目标在每一节课中的体现与落实，如单元目标之一：能举例并解释声音产生与振动的关系。在第2课、第5课、第6课中均有所体现，具体落实的点却有所不同，在第2课中我们是要突破“声音是由物体的振动产生的”这个重点，至于“振动的变化会使得声音发生变化”我们则在第5、6课中会着重体现。那么我们就可以在第2课的结尾留下一个灰线，让学生回去反思：这节课的活动中，不同组的同学拨动钢尺发出的声音一样吗？哪里不一样？钢尺、鼓、音叉发出的声音一样吗？什么要素不一样？这个反思就可以作为后续课堂的导入。这些环节进行在不同的课堂中，但他们同属一个目标的落实。

教学活动的整体性是进行单元设计最重要的落实方式。一个单元的活动应当同属于一个主题，对于整个单元活动进行整体的设计是必不可少的。在《声音》单元的活动设计中我们以“音乐之声”为主题，为每一课设计不同的子主题。如：听听音乐会（辨别乐器）；乐器是怎样发出声音的（观察乐器的演奏）；音乐的传播（《东方红》乐曲是怎样播送出来的？）；找找打击乐器；找找管弦乐器等。以一场音乐会的欣赏为背景活动，让学生从听音乐会、欣赏旋律、辨别不同乐器的音色开始，每一课的内容都从音乐会中提取背景要素作为主题活动，再结合本课的具体目标进行科学探究，但仍属于音乐会的大主题，整个单元的设计围绕音乐之声这个大背景进行整体设计，体现活动的整体性。

（二）开放性

关注学生核心素养发展的大背景下，新课标要求我们要以学生为主体进行教学设计，学生是能动的、多元的，因此我们在进行单元设计时要考虑学生的实际发展，在学生的最近发展区内进行教学设计，关注学生的生成，让教学有的放矢。

单元设计的开放性主要体现在教学内容的开放与教学形式的开放。教学内容的开放是指我们要“用教材教”而不是“教教材”。例如，在本单元的第一节课中，学生对声音会提出很多问题，接下来的教学内容我们就可以按照学生学生最感兴趣问题来研究，不必拘泥于教材的编排顺序。探究活动的材料也不必严格按教材的选择，比如我们可以先指导学生研究“鼓”，鼓是怎样发出声音的，鼓的高低强弱等问题，然后学生再自主研究“弦”的问题。教学形式的开放体现在学习形式的开放，由于时间的限制，很多问题课堂上无法深入探究，但如果每节课都给学生布置探究任务的话学生负担较重。在单元整体设计中，我们可以用项目化的思维拓展时间边界，共同完成一个与本单元有关的项目任务，将课堂变成以教师主导学生自主讨论问题解决的头脑风暴时间。在《声音》单元中我们以“制作一个小乐器”为项目主题，配合課堂“音乐之声”的活动，用课堂上探究出的结论来完成课后的项目，再从项目中发现问题，然后在课堂中和老师同学们一起获得解决问题的办法，将每节课获取的小概念统整到单元大概念下。

二、设计路径

（一）原点：以目标设计凸显大概念

目标是围绕进行单元教学的原点，大概念是单元教学设计的核心。大概念落地课堂，首先应该将大概念凸显成学习目标，将抽象的大概念分解成具体的学习目标，再将学习目标融入具有真实性的情境，有效指导学生的学习。因此在目标设计前应确定通过本单元的学习要使学生理解哪个大概念，获得什么素养，达到怎样的单元目标。单元目标是对大概念的细化，分为情感维、认知维和技能维。^[8]单元目标一般包括内容（学习什么）和表现（会做什么），例如：通过观察发现问题，并能有依据地提出假设。例如《声音》单元中的大概念1：声音是由物体的振动产生的，可以向各个方向传播，声音有高低强弱之分，声音的变化（高低强弱）是由振动的变化引起的，噪音的危害及其防护。其对应的具体单元目标就有4个：1能举例并解释声音产生与振动的关系。2了解声音的传播途径。3理解声音变化（高低强弱），能阐述原因（振动的变化）并能让某种物品发出变化的声音。4知道噪音及其危害，并能作出防护。

我们可以发现，单元大概念往往是涵盖范围较广的，它常常不仅是本单元的大概念，也是其他单元的大概念，我们制定的单元目标是它在本单元内容下的落实。通过落实，教师和学生都能对在本单元学习我们需要关注的素养目标有一个显性的认识，有助于落实核心素养的培养。

（二）落点：以评价设计导向大概念

单元设计的第二个步骤是“评价设计”，“评价设计”不是具体的评价行为^[9]，在设计好目标后需要思考的是如何评价才能确保目标被落实了。以《声音》单元中《制作一个小乐器》为例，设计真实性情境评价量表。在指标设计上我们要分环节细化，从设计、制作与检测、展示、评价与改进几个大环节入手，在每一个环节中设计评价标准。在评价标准中我们要有梯度，有梯度就是要让让评价既有区分度又有激励性。例如“设计”环节，我们可以设计三个维度：能利用身边的材料，画出正确的示意图，会标注结构，能画出自己做的乐器，并且能讲解自己的设计；能利用身边的材料，画出自己做的乐器的图，没有完整标注乐器的结构以及不能画出自制乐器的设计图。其次，在评价指标中我们要关注结果更要关注过程，从设计到制作再到展示，每个环节都需要给予评价，让学生在过程中得到肯定，也能在过程中认识到改进的目标在哪里，避免出现想改良却无从下手的情况。最后，在评价主体中我们要落实多元评价，从儿童的视角来看待儿童，同时也让儿童学会评价，在量表中应当设计学生评价部分。

（三）支点：以过程设计建构大概念

单元设计的第三个步骤是过程设计，过程设计同样应该围绕大概念，以核心素养的发展为目标。在理解威金斯关于大概念的WHERETO七元素以及诺丁汉的学习深坑理论之上，发现大概念的建构过程可以围绕聚焦（问题）、活动（建构）、生活（价值）、反思（追问）四个要素进行开展。之所以说是四个要素而不是四个环节是因为这四个要素在教学过程中是交叉往复出现的，并不按照固定的顺序进行的。

聚焦问题是指在过程设计围绕大概念提出本质问题，再围绕本质问题开展分问题的探究，每个课时围绕分问题的探究开展活动。活动建构是在探究分问题时应当设计以学生为主体的大活动或者大任务，以学生为中心自主设计小活动，在设计活动中完成概念的构建，通过一个个具体的小概念构建完成大概念的建构。生活价值是大概念与小概念的区别，也是落实学生核心素养发展的一大问题，小概念在生活中应用的机会很少常常是“没有用”，就容易被遗忘，也不能达到思维的联结，大概念是高通路的迁移，它反映了专家思维，具有生活价值。反思追问是从小概念走向大概念的关键步骤，学生通过对学习过程或者学习结果的不断质疑、追问，发现新的本质问题或者建立新的联结或者从具体走向抽象，都有利于促进大概念的形成。活动的设计是过程设计的主体，以《声音》单元为例，我么可以设计一系列活动来贯穿。从第1课听听不同的声音（导入活动）到探究活动（第2课：观察不同物体有声和无声时的不同；第3课：改变钢尺的长度，观察声音的变化；第4课：改变作用的力度，观察声音的强弱），再到展示交流活动（怎样让乐曲更加美妙以及评价我的小乐器）。

大概念统整下的小学科学单元设计将更能促进学生科学核心素养的发展，促进学习者的深度学习，体现学科的生活价值。通过单元整体教学，改变零碎化、学科化的学习现状，让学习更有价值。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.全日制义务教育小学科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 温·哈伦．科学教育的原则和大概念[M].韦钰，译.北京：科学普及出版社，2011：5

[3] 格兰特·威金斯和杰伊·麦克泰格著．追求理解的教学設计[M].闫寒冰，宋雪莲，赖平，译．上海：华东师范大学出版社，2017：70

[4] 刘徽.“大概念”视角下的单元整体教学构型——兼论素养导向的课堂变革[J].教育研究，2020，41（06）：64-77.

[5]  崔允漷.如何开展指向学科核心素养的大单元设计[J].北京教育（普教版），2019（02）：11-15.

[6]钟启泉.单元设计：撬动课堂转型的一个支点[J].教育发展研究，2015，（24）.

[7] 崔允漷.如何开展指向学科核心素养的大单元设计[J].北京教育（普教版），2019（02）：11-15.

[8]刘徽. “大概念”视角下的单元整体教学构型——兼论素养导向的课堂变革[J].教育研究，2020，41（06）：64-77.

[9]刘徽.大概念教学——素养导向的单元整体设计[M].北京：教育科学出版社，2022.