“植物的生长变化”单元整体教学实践

培育学生学科核心素养的主阵地是课堂，科学思维是核心素养的核心和关键。在单元整体教学中凸显科学思维，是转变碎片化、割裂式的课堂教学倾向，完善知识结构化、递进式的一种有效方式。教师可以进行单元重构设计，在课堂中通过多种途径强化学生的思维发展，促进他们核心素养真正落地。

一、单元整体教学的重构设计

教师可以对单元整体教学要素进行分析与设计，诊断学生的学习情况，使单元内容形成横向迭代结构，纵向深挖单元逻辑。

1.诊断学生学习情况

“植物的生长变化”单元的授课对象是四年级学生，研究的载体是凤仙花。大部分学生有种植常见开花植物的经历，然而他们还不善于运用感官和选择恰当的工具、仪器对植物的结构及作用进行推理、概括等。从科学思维视角来说，本单元要求学生用口述、画图等方式表达对植物的观察，利用模型解释有关植物生长的现象，利用控制变量的方法设计研究植物六大营养器官结构及其作用的简单实验，建立事实与观点之间的联系，形成证据意识。

2.形成横向迭代结构

本单元与“植物”“动物”等单元共同构成生命科学领域的10个单元，教师可以从科学关键词汇、思维分析角度进行解析，形成横向迭代结构（见表1）。

3.纵向深挖单元逻辑

教师要清晰地了解教材单元中每课时内容所对应的子概念，通过子概念理顺每课时之间的编排逻辑和学习进阶。本单元的子概念有：植物的营养器官结构与作用有关，植物能繁殖后代，对维持自身生存有重要作用；水、阳光、空气和温度等对植物生存有影响，植物能适应环境；植物及其营养器官有共同特征；植物具有一定的生命周期。本单元主要借助比较与分类、分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎和多角度分析等基本方法，让科学思维在每节课中得以落实、发展和进阶。

基于以上分析，教师对“植物的生长变化”单元进行了内容重构，以“陶苑农场大发现”作为单元整体教学的驱动任务：以农场主的身份向全校介绍农场种植大发现，说明所选的神奇种子的生长发育过程、营养器官的结构和作用及传播方式；尝试制作种子模型，并持续种植、观察、记录感兴趣的植物。单元教学由观察多种多样的种子、种植神奇的种子、观察植物的生长变化、收获神奇的种子和揭秘神奇的种子五大环节组成。其中，观察植物的生长变化是研究农场植物的根、茎、叶和花的生长变化，分为三个课时；收获神奇的种子是研究果实和种子变化及种子的传播方式，分为两个课时；揭秘神奇的种子则是成果展示、评价和迭代，一共八个课时。

二、单元整体教学的思维课堂

单元学习中，学生着力解决陶苑农场真实问题，从分析农场植物生长环境、了解各类植物习性和选择合适植物的神奇种子进行种植，到观察记录植物的生长变化、研究植物的营养器官和总结植物的生命周期，形成调查报告，为陶苑农场的种植提供建议。整个学习过程非常关注学生的科学思维落实、发展和进阶，包括模型建构、推理论证和创新思维等。

1.从具象到抽象，形成模型建构

具象是思维的起点，抽象思维是分析与综合表象的结果。课程标准将模型建构能力作为科学思维的重要组成部分，强调运用抽象和概括的基本方法，引导学生基于科学的视角认识客观事物的本质属性和内在规律。特级教师喻伯军等将小学科学模型建构能力分为模型理解、模型建构和模型应用三个维度，其中模型建构是指根据真实事物（系统），制作相似的模型。本单元需要引导学生运用模型，分析植物的生长变化过程、各部分结构与作用。

单元学习活动共设计了三大模型建构的实践活动，即种子、花和植物的模型。模型制作过程中，教师要引导学生关注模型的科学性及事物的本质属性，如“神奇的种子”模型，学生需要考虑种子的生存环境、形态特征和传播方式等，通过选择合适的材料制作实物模型，体现出神奇种子的形态特征，关注结构与功能相适应。对于植物模型，学生需要考虑植物的相应本质属性，如营养器官的结构与功能、生长变化过程、生存环境等。

2.从问题到证实，提升推理论证

推理论证的思维方法有助于培养学生的证据意识，引导他们用证据回答问题，形成基于证据进行解释的意识。学生对植物营养器官进行观察、比较，运用分析与综合的思维方法，推测植物营养器官的作用，并搜集证据，发展了科学思维的批判性和深刻性。

一是借助“问题链”，论证观点。学生借助结构化的“问题链”进行分析与综合来论证观点，分析是对各营养器官结构特征的认识，综合是将各营养器官联系起来形成整体认识，以此提升推理论证能力。

学生需要探究种子的传播方式，准确分析果实或种子的形态结构及其作用，理解种子的传播方式与形态结构、生存环境等相关联。教师设置的“问题链”是：①判断这些种子传播方式的理由是什么？②它与上述哪些种子有类似的形态结构？③推测其传播方式并说明理由。我们有足够证据吗？还想获取什么信息？④种子的传播方式与哪些因素有关？在问题①和②的引导下，全班形成“我认为……，我的证据是……”的思维研讨氛围。没有足够证据的情况下，问题③引导学生自发地通过分析与综合、类比和迁移的思维方法不断地论证观点。问题④将学习活动指向跨学科概念“结构与功能”，学生从形态结构、生存环境等判断其传播方式。

二是巧用“推测树”，循证逻辑。“推测树”是本单元研究植物营养器官与作用的重要方法，“推测树”的主干是营养器官的结构，枝干是推测其作用，每个枝干上包括论据和论证，并列出立论和驳论，以此进行逻辑循证。在研究植物的各营养器官结构与作用中，学生经历探究实践的过程有提出问题、作出假设、搜集证据和得出结论，他们运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法搜集证据，将观察到的现象与结论形成逻辑关系来证实或推翻自己的猜想，以此发展推理论证能力。

关于“叶的作用”推测是重要环节，学生先在“推测树”上写出猜想及验证方法，同时列出支持猜想的论据（包括立论和驳论）。然后，学生在小组内交流、补充，形成小组意见后开展探究并全班交流、验证，认识叶具有吸收阳光和蒸腾的作用。最后，通过比较与分类，归纳出：有些植物叶片较大是为了更好地散热；有些植物的叶较小是为了减少水分蒸发。

3.从史实到现实，领悟科学方法

创新思维是指从多个角度分析问题，提出不一样的且有价值的想法及解决问题的方法。本册教材“科学家这样做”中的人物——钟扬，他和他的研究团队在青藏高原等地收集种子，被称为“为人类收集希望”的植物学家。为什么要收集种子？收集种子的意义是什么？学生需要从多角度分析和思考这些问题。

多维渗透有关本单元的学习内容才能引导学生从多角度分析和思考问题，学生借助“为什么要收集种子”这一问题学习科学探究的思维和方法。人物传记类的科学读物《种子钟扬》与本单元契合度高，书中介绍：钟扬是一位生物学家，他在16年间穿梭青藏高原采集4000万颗种子，为祖国守护植物基因库，保持生物多样性。学生在阅读的基础上分享科学史实，领悟科学方法。

三、单元整体教学的嵌入式评价

嵌入式评价是单元整体教学的重要环节（见表2），包括结构与功能、观点与思维、探究与实践、兴趣与态度四项指标，每项指标所占比重不同。通过钉钉交流平台、“陶苑农场大发现”成果展等方式对学生进行过程评价与结果评价，促使其对作品进行迭代改进。

借助嵌入式评价表，教师可以实时了解学生学习过程，激发他们学习科学的兴趣。随着嵌入式评价量表的不断完善，评价维度、主体和对象都在不断丰富，评价效能显著提升。

（作者单位：浙江省杭州市行知第二小学）

参考文献

[1]胡卫平.思维型科学探究教学的理论建构[J].课程·教材·教法，2021（06）.

[2]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.

[3]喻伯军.义务教育课程标准（2022年版）课例式解读[M].北京：教育科学出版社，2022.