大概念导向下的初中科学单元整体教学设计探究

杨瑞芳　彭海华

摘 要：大概念导向下的单元整体教学是一种备受关注的教学方式。教师应把握日常教学时机，探索大概念导向下的初中科学单元整体教学设计策略。大概念导向下的初中科学单元整体教学设计流程为：确立大概念—建立知识体系—分析学生学情—提炼关键问题—设定学习目标—确定教学策略—明晰教学评价。文章以此设计模式为立足点，在界定相关概念的基础上，结合具体的教学内容详细介绍了设计策略。

关键词：初中科学；大概念；单元整体教学设计

中图分类号：G427                                文献标识码：A                                       文章編号：2097-1737（2023）33-0065-03

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）要求科学教师遵循“少而精”原则，聚焦学科核心概念，精选与每个学科核心概念相关的学习内容，设计相应的系列学习活动，使学生在积极探究中掌握学科核心概念，发展实际问题解决能力，提升核心素养发展水平。此要求直指大概念导向下的单元整体教学，助推初中科学教师改进传统教学模式，增强科学教学效果。

一、大概念导向下的初中科学单元整体教学设计界定

（一）科学学科的大概念

科学学科的大概念是与科学学科紧密相关的概念、主题、观点等，指向科学学科的核心内容，能够反映科学学科的本质[1]。

（二）科学单元整体教学设计

科学单元整体教学设计是指以相关的教育理论为基础，以教学单元为立足点，站在整体角度，通过系统分析科学学科的教学问题，确定学习目标、教学策略、教学评价，并不断实践完善的过程。

（三）大概念导向下的初中科学单元整体教学设计

大概念导向下的初中科学单元整体教学设计是指在相关教学理论的指引下，以大概念为指导，以教学单元为基础，站在整体角度，建立知识体系，分析学生学情，提炼关键问题，继而设定学习目标，确定教学策略，明晰教学评价并不断实践完善的过程。

从此概念可以提炼出教学设计流程：确立大概念—建立知识体系—分析学生学情—提炼关键问题—设定学习目标—确定教学策略—明晰教学评价。初中科学教师可以紧扣此流程，结合具体的科学教学内容，使用恰当的策略进行大概念导向下的初中科学单元整体教学设计，推动学生建构知识体系，发展核心素养。

二、大概念导向下的初中科学单元整体教学设计策略

以“物质的特性”为例，以大概念导向下的初中科学单元整体设计流程为立足点，具体策略如下：

（一）综合分析，确立大概念

确立大概念是科学单元整体教学设计的第一步。在四川师范大学的李松林教授看来，认真地解读新课标，剖析教材，可以概括出大概念[2]。因此，初中科学教师可以将《课程标准》、科学教材作为入手点，认真研读，把握核心内容和学科本质，确立大概念。

例如，《课程标准》设定了十三个核心概念，物质的变化与化学反应是其中之一。在该核心概念的指引下，学生要学习“物质的三态变化”“物质的溶解和溶液”“物质变化的特征”“化学反应遵守质量守恒定律”这四大内容。通过学习“物质的三态变化”“物质的溶解和溶液”“物质变化的特征”这三项内容，学生要对物质的变化有一定的感受和理解。

浙教版初中科学教材“物质的三态变化”“物质的溶解和溶液”“物质的变化特征”这三项内容分布在不同的教学单元。“物质的特性”是七年级（上册）第四单元内容。本单元由八小节构成，介绍了分子、分子运动、扩散现象、质量、密度等重点概念，便于学生感受物质的变化。

于是，通过解读《课程标准》和教材单元内容，教师可以提炼出大概念——物质的变化。

（二）把握联系，建立知识体系

建立知识体系的过程，正是学生把握知识点联系的过程。科学教师是科学单元整体教学的引导者，应以大概念为立足点，剖析单元内容，把握不同知识点之间的联系，建立知识体系，继而有序组织单元整体教学活动，使学生掌握不同的知识点，把握它们之间的联系，轻松地建立知识体系，认知大概念。

“物质的特性”的八节内容可概括为“物质的构成”“物质的测量”“物质的特性”。其中，“物质的构成”包括分子、分子运动、分子间的作用力、分子间隙这四个知识点。“物质的测量”包括质量、测量工具和托盘天平的使用这三个知识点。“物质的特性”包括五个知识点：密度、比热、物态变化、物理性质、化学性质。物态变化这一知识点涉及熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华六种物态变化现象，可以用微观分子的运动进行解释。这六种物态变化都伴随着吸热或放热，体现出热量的变化。由此分析可以看出，本单元的知识点之间有着密切联系，指向四个核心概念：物态变化、质量、分子运动和比热。在核心概念的指引下，学生可依据不同知识点之间的联系，建立知识体系（如图1）。

在后续教学中，教师可以引导学生探究知识点与知识点之间的联系，使学生建立整体认知。

（三）分析学生学情

学生的学习现状是教师引导学生获得进一步发展的基础。一般情况下，教师可以从以下三方面分析学生学情：

第一，了解学生的心理特征。皮亚杰的儿童认知发展理论能够助力教师了解学生心理特征。教师可以依据学生的年龄，参照皮亚杰的儿童认知发展理论，确定学生的认知发展阶段，了解此阶段学生的认知发展特点。之后，教师可以根据日常教学观察，分析学生的一言一行，明确他们的一般心理特征。

第二，了解学生的现有认知水平。教师可以把握新旧知识之间的联系，以学生已有认知为基础，设计调查问卷、导学案等，检测他们的前概念建立情况，明确学生已有认知与新知之间的差异。

第三，了解学生的认知障碍。教师可以利用学生成长档案记录袋或学生的随堂练习单、课后作业单、考试试卷等，预设学生在学习过程中可能遇到的问题。

（四）提炼关键问题

科学单元整体教学是学生解决问题的过程。关键问题是以大概念为中心的问题，统领整个问题解决过程[3]。通过解决关键问题，学生既可以掌握单元内容，感知大概念，又可以把握科学知识与现实生活的关系，自觉地走进生活中，运用所学知识解决真实问题。对此，在分析学生学情后，教师可以紧扣大概念、教学要点和现实生活，提炼关键问题。

教师通过分析学生学情，结合“物质的特性”内容，确定了单元教学要点：物质的构成、物质的特性及其在生活中的应用。基于此，教师提炼出三个关键问题：物质是由什么构成的？物质有哪些特性？在生活中如何应用物质的特性？

（五）设定学习目标

单元学习目标可以指明学生单元整体学习的方向。在明确的学习目标的作用下，不仅学生可以知道“学什么”“如何学”“学到何种程度”，教师也可以知道“教什么”“如何教”“教到何种程度”。教师可以依据《课程标准》要求和具体教学内容，紧扣知能、意义建构、学习迁移这三个维度，设定具体的学习目标。

针对本单元内容，《课程标准》要求学生能准确地区分物质的化学变化和物理变化；了解外界条件对物质性质会产生影响；知道物质的构成；了解物质的三态变化及其特点等。基于此，教师设定如下学习目标：

知能维度：（1）通过学习分子、分子运动、分子间的作用力，了解物质的功能；（2）通过学习质量、密度的测量，能掌握制订实验方案的方法，知道测量会有误差及产生误差的原因，体会物质测量的意义；（3）通过学习比热，能利用它解释一些生活现象；（4）通过学习物质的三态变化及其特点，能用多样的方式展现其特点，感受物态变化中的热量变化，能用分子运动解释三态变化，体会物态变化的本质；（5）通过学习物理变化和化学变化，能正确掌握二者的差异。

意义建构：（1）经历测量物质质量、密度的过程，掌握测量方法，学会正确地使用测量仪器；（2）能制订实验方案、操作实验来探究影响液体蒸发快慢的因素；（3）能掌握建立分子模型的方法。

迁移应用：（1）能使用分子的运动解释一些生活现象；（2）可以使用物态变化解释生活中的一些自然现象；（3）能列举生活实例，说明物质的物理变化和化学变化；（4）感受科学探究的乐趣，可以自觉地在生活中进行科学探究；（5）感受科学与现实生活之间的联系，感悟科学对生产、生活的影响，形成正确的科学观念、责任态度。

此学习目标指明了教学重点，便于教师、学生有目的地进行教与学，推动单元整体教学落地。

（六）确定教学策略

1.应用情境教学策略

教师可以依据单元整体教学内容与现实生活的联系，创设贴近学生生活的情境，使学生产生熟悉感，主动体验、探究。

例如，在体验生活的过程中，学生感受到了“下雪不冷，化雪冷”。但是，他们并不知道原因。对此，教师可以利用电子白板播放下雪、化雪视频，将学生带入真实的场景中，引导学生思考“下雪冷还是化雪冷”。学生会迁移生活认知，给出正确答案。同时，部分学生会联系自身经历，提出问题：“为什么化雪時会比下雪时更冷？”一石激起千层浪，全体学生会因此产生探究兴趣。教师带领他们一起探究答案。

2.应用概念迁移策略

学习大概念的过程是一个将特定事例中的小概念和其他特定事例中的小概念结合在一起，不断地扩大，得出其他概念，最终形成大概念的过程。因此，教师可以把握小概念之间的联系，提出问题或任务，驱动学生迁移概念。

例如，在课堂上，学生体验了探究活动，逐步了解了物体热传递的有关因素。立足于此，教师可以引导学生设计实验方案。在进行实验设计、操作的过程中，学生会迁移已有认知，借助直观现象了解吸热和质量之间的关系，获取新的科学概念。在整个概念迁移过程中，学生可以顺其自然地锻炼科学探究能力。

3.应用问题驱动策略

解决问题是学生掌握知识、逐步感知大概念的过程。教师可以根据具体的教学内容和学生学习情况，提出相关问题，驱动学生思考、解决。

例如，在学生学习物质的构成时，教师可以先提出关键问题：“物质是由什么构成的？”在问题的驱动下，学生会走进科学教材中，有针对性地阅读、思考，获取关键信息，踊跃作答。在学生提到“微粒”时，教师追问：“构成物质的微粒是由什么构成的？”学生会细读教材内容，探寻具体内容。如此，在问题的不断驱动下，学生会走向知识深处，掌握不同的知识点，尤其把握其联系，建构知识体系。

（七）明晰教学评价

教学评价是判断科学单元整体教学目标达成情况的工具。教学评价应贯穿教学始终，且有不同的方式。教师可以学生的单元整体学习过程为抓手，以学习目标为依据，使用多样的评价方式了解学生学习情况，确定是否达成学习目标，做到“教—学—评”一致。

例如，要想了解学生的物质三态变化及其特点的掌握情况，教师可以引导他们绘制思维导图，展现不同的物态变化。当学生的思维导图有漏洞时，教师可以提出问题，引发学生反思，使学生自主探寻有关内容，弥补漏洞。如此，学生可以准确把握不同知识点及其联系，顺利建构知识体系，实现学习目标。

三、结束语

总而言之，大概念导向下的初中科学单元整体教学可以使学生在建构知识体系的同时，深刻地感知大概念，发展核心素养，提高学习质量。对此，初中科学教师可以沿着“确立大概念—建立知识体系—分析学生学情—提炼关键问题—设定学习目标—确定教学策略—明晰教学评价”这一路径进行科学单元整体教学设计，助推学生在认知大概念的过程中获得良好发展。

参考文献

俞雅飞.初中科学大概念教学实践探析[J].新教育，2022（35）：49-51.

祝钱.传统的转向：以大概念为核心的单元整体教学实践研究：以浙教版初中《科学》部分内容为例[J].教师教育论坛，2022，35（8）：64-67.

汪小三.基于STEM理念的初中科学单元教学课例开发：以“杠杆”为例[J].物理教学探讨，2021，39（8）：15-18.

作者简介：杨瑞芳（1980.1-），女，湖南邵阳人，任教于浙江省嘉兴市文贤学校，一级教师，本科学历。

彭海华（1979.12-），女，湖南邵阳人，任教于嘉兴市实验初级中学教育集团，高级教师，本科学历。