围绕大概念进行《种子的传播》教学

〔摘 要〕 围绕大概念进行科学教学，学生能了解知识学习与现实生活、社会实践之间的联系，继而实现大概念在真实情境中的应用。但从教学实践层面来看，教师偏重具体知识的获得，而忽视了指向大概念的教学过程。本研究基于大概念的内涵和特征，以教科版科学四年级下册《种子的传播》为例，建构了科学大概念的结构层次，探索了运用活动链和问题链指向大概念的教学策略。

〔关键词〕 小学科学；大概念；教学实践

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2025） 04 049-052

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）倡导“聚焦核心概念，精选课程内容”。教师应围绕核心概念和跨学科概念对科学课程内容加以统整和安排。而核心概念和跨学科概念属于大概念范畴，围绕大概念进行科学教学，既能帮助教师准确把握教学目标和学习内容，又能让学生了解知识学习与现实生活、社会实践之间的联系。从当前教学实践层面来看，教师缺乏从单元主题中提炼科学大概念的能力，在课堂上注重指向具体知识的探究活动的开展，忽视了科学小概念之间的内在逻辑，无法实现课与课之间、单元与单元之间具体科学小概念的互相联结，无法建立科学大概念，导致科学大概念在真实情境中的应用难以迁移。由此可见，提炼科学大概念是进行教学设计的前提，只有理解大概念的特征和提炼路径，才能有助于教师从繁多的课程内容中提升单节课的大局观。本文以教科版《科学》四年级下册《种子的传播》为例，探讨如何在本节课中提炼科学大概念，在教学活动中逐渐指向大概念。

一、大概念的内涵和特征

大概念，也有学者将之称为大观念，是基于学科的基本结构和方法，是超越具体的抽象，是科学领域更本质、更普遍的规律与原理，指向具体知识背后的核心内容。依据概念范围和大小的不同，不同概念呈现出一定的层级结构，是一个金字塔形结构（如图1），从下到上分别是事实、知识、技能，学科一般概念，学科核心概念，跨学科概念，哲学观点。从低层次到高层次，是一个不断抽象概括的过程，从某个相对较高的层次到低层次，是一个迁移应用的过程。通常情况下，概念越大，则其阐述的范围越大、距离实际现象越远，其呈现形式越抽象，其相应的层次也就越高、适应范围越大。可见，和一般的科学概念相比，科学大概念具有两个最核心的特征：一是具有抽象性，二是具有迁移性。

二、分析内容编排，建构大概念的结构层次

（一）聚焦学科本质提炼科学大概念

科学是人类在研究自然现象、发现自然规律的基础上形成的知识系统，以及获得这些知识系统的认识过程和在此过程中所利用的方法。义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。教师可以从研究方法、课程目标与价值以及研究对象与基本问题来提炼、聚焦学科本质，提炼大概念。科学是究其所以，或是发现自然现象的原因。从研究方法出发提炼的大概念，即事物之间具有普遍的因果联系，是哲学观点。将科学研究中得到的知识运用到工程和技术，以创造服务于人类的产品，是从课程价值提炼出来的科学大概念。《种子的传播》是“植物的生长变化”单元中的一课，隶属于生命科学领域，“生物能适应其生存环境”“生物通过多种方式进行繁殖”“技术与工程改变了人们的生产和生活”是从研究对象和基本问题提炼出来的大概念。

（二）依据课程标准解读科学大概念

分析和把握课程标准对具体内容的相关要求，是确定学科大概念的基本前提，有利于教师明确单元教学的核心。在《课程标准》中，关于“生物能适应其生存环境”这一学科大概念提到：地球上每一种生物的生存都与环境密切相关。3～4年级的内容要求是：举例说出生活在不同环境中的植物的外部形态特征具有不同的特点，以及这些特点对维持植物的生存作用。学业要求是：认识不同环境下的植物的外部形态具有不同特点，能分析不同环境中植物的不同外部形态特点对维持其生存的作用，能收集生活在不同环境中的植物外部形态特征的信息。用同样的方式检索“生物通过多种方式进行繁殖”和“技术与工程改变了人们的生产和生活”这两大学科大概念的内容要求和学业评价，可以用概念层级图呈现（如图2）。对学科大概念、跨学科概念、哲学观点与课程标准进行了整合，教师能够从更高位的学科视角把握本节课的概念层级。但是，这样的层级结构对于学生来说是难以理解的，教师需要从学生的发展需求进一步针对学科大概念进行解构和提炼。

（三）基于学生发展需求细化层级

基于学生发展需求建构概念层级，分析学生的已知和未知。《种子的传播》是四下科学“植物的生长变化”单元第6节内容，与一年级“植物”“动物”和三年级“动物的一生”等共同构成生命科学领域的10个单元，学生已经能说出常见的植物名称、描述动物的生命周期。学生也会存在一些困惑：种子的传播对植物的生长和生存有什么意义？常见的植物种子传播方式有哪些？与哪些因素有关？可以用什么方法研究种子的传播方式？因此，基于学生发展需求构建概念层级（如图3）。

三、双链驱动，助力大概念的建构

本课教学以问题链与活动链双链为驱动展开。从大概念准备、建构、应用、反思四大过程探讨如何指向大概念进行教学设计。教学目标是利用模型、实物、图片等结构性材料，根据植物种子的外部形态特征和生存环境分析推理种子的传播方式，认识到植物果实与种子的外部形态特征以及所处的环境与传播方式有关，初步感知生物与环境相适应的观点。课堂教学以“活动链”与“问题链”双链为驱动展开，四个活动环节指向了大概念（如图4）。

（一）测试种子模型，概念准备

种子模型建构是对种子“结构与功能”大概念的认识方式的一种具体体现。课前学生通过制作一个借助风、动物、弹射、水传播的植物种子模型，汇总形成种子模型墙。活动1是学生课上模型测试，暴露模型作品某些问题，展现学生前概念。通过纸与黏土的种子模型，模拟枫杨、木蝴蝶、望天树种子的测试，为活动2中推测出果实带有翅膀的这类植物通常都是大乔木做铺垫。

在活动1中，学生看到模拟了纸与黏土的种子模型（模拟枫杨、木蝴蝶、望天树种子），无论是有一枚，两枚还是五枚翅膀，都会看到种子模型下落高度越高滞空时间越长。在以上现象中，都是果实形状似翅膀，都是旋转下落。种子模型旋转下落的高度越高，下降速度越慢，滞空时间越长，这是分析过程；种子的各个特征有利于传播到远方，是整体认识，是综合过程；将认识结论表达出来，即带有翅膀的种子想要传播到远方，下落的高度要足够高，是抽象过程。

在活动2中，带有翅膀的枫杨、木蝴蝶种子作为类比物，类比物具有对比物的剩余属性。通过类比，推测出果实带有翅膀的这类植物通常都是大乔木，是新的判断。

（二）运用思维工具，概念建构

活动2是学生观察果实与种子的外部形态特征，寻找有利于种子传播的特征。通过分析“枫杨、萝藦和木蝴蝶”“苍耳和樱桃”“莲蓬和椰子”“凤仙花和喷瓜”的果实或种子的外部形态特征及生存环境，归纳推理出种子的传播方式与形态结构、生存环境等相关联，建构了“生物能适应其生存环境”“生物通过多种方式进行繁殖”的学科核心概念，逐步形成“结构与功能相适应”的跨学科概念。

1.创板块图，形成抽象判断。本课教材配套作业本中的活动记录仅要求写下果实或者种子的外部形态特征和传播方式，缺少种子外部形态特征与传播方式的关系判断。例如学生记录到枫杨果实上有纹理，纹理是与种子的传播方式无关的特征，因此与枫杨种子传播方式无关的某些属性要隐性存在着。

本课尝试创板块图，根据四个人一组，合理将代言卡划分成四大板块，如图5。第一板块是引导学生运用多感官观察颜色、形状、轻重，重点观察果实或种子的运动轨迹。第二板块要求学生画一画果实或种子的结构。第三板块要求图文说明大自然中怎样将种子传播到远处的。这三大板块是引导学生拆解种子的各个属性，尽量多的特征在分析阶段体现出来。

学生通过共同观察、研讨记录、粘贴汇总等方式制作代言卡，提高了观察及记录效率。第四板块中学生需提取与传播方式有关的关键特征或关键属性，断定单个种子的传播方式与关键属性的关系。例如枫杨是风力传播，证据1是它拥有一对狭长翅膀，旋转下落，滞空时间延长，有助于传播到更远的地方。证据2是枫杨多生长在阴湿山坡地，多山谷风，因此是风力传播。

2.画廊漫步，概括普遍结论。学生基于单个种子的抽象判断后，教师根据12组开展画廊漫步，合理设置4个漫步点位，即展板区，设计隐含4类常见的种子的学习任务，分别为木蝴蝶、椰子、樱桃、喷瓜。学生拿着种子代言卡去四个展板区“找一找”与之传播方式相似的展板，并通过先“贴一贴”再“学一学”的方式，概括出该展板上具有同种传播方式的种子的外部形态特征和生存环境。学生徜徉在“画廊”中，通过阅读、思考、粘贴等方式概括出结论并输出信息，增加了生生信息交流的通道，保障了全体学生独立思考和启思互学。

在本课教学中，研究风力传播的小组发现展板上有枫杨、萝藦、木蝴蝶，通过列举枫杨是风力传播的证据，如质量轻、有一对翅膀、旋转下落、约30米高、阴湿山坡处等。再通过列举萝藦、木蝴蝶是风力传播的证据，概括得出风力传播的果实或种子在形态上具有的共同特点是质量轻、具有飞行器（绒毛、翅膀）、高度高、生活环境处多风，如图6。

（三）精选实验材料，概念应用

活动3是分析生活中不常见的常春油麻藤种子的传播方式，指向跨学科大概念“结构与功能相适应”在生活中的迁移与运用，判断常春油麻藤的传播方式不是常见的四种传播方式，而是自体传播和人工传播相结合的方式。

概念应用阶段，学生需要学会运用演绎推理的思维过程推测某一种子的传播方式，设置的“问题”如下：问题一，常春油麻藤与上述哪些种子有类似的外部形态特征？推测其传播方式并说明理由；问题二，我们有足够证据吗？还想获取什么信息？问题三，种子的传播方式还与哪些因素有关？通过结构化的三个“问题”，引导学生思考。在问题一的引导下，学生对常春油麻藤从外部形态特征进行分析，认为可能是弹力传播、动物传播、水力传播。通过问题二学生提出要用手挤压果实，剥开果实观察种子的样子，观察果皮是否容易裂开，种子是否多、小、圆。学生戴上一次性手套上实验台操作演示，观察到“果荚密闭性非常好，果实有点腐烂但未裂开，种子数量不多、大、椭圆形”，由此判定常春油麻藤为非弹力传播。基于问题三将学习活动指向跨学科概念“结构与功能相适应”，原先学生从形态结构判断其传播方式，学生还想获得“种子的生存环境”的信息。通过视频介绍生存环境，了解到常春油麻藤具有药用价值，是自体传播和人工传播相结合的方式传播种子。

（四）拓展仿生工程，概念反思

在概念运用之后，再引导学生进行类比推理，进入概念反思阶段。仿生学体现着人类有关类比的思维方法、模仿的思维方式和模型化的思维工具。首先对生物原型的研究。根据生活需要，将苍耳的结构特征予以简化，提取对粘住动物皮毛有益的特征，如倒钩刺，隐去与粘住动物皮毛无关的特征，如苍耳颜色、形状，得到一个苍耳原型。第二阶段是将苍耳原型提供的资料进行数学分析，并使其内在的联系抽象化，用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型，如倒钩刺的长短与排列组合。最后数学模型制造出可在仿生工程技术上进行实验的硬件模型——魔术贴。其中：钩带模仿苍耳子的刺，由多个硬挺直立、不易变形的小钩子组成；绒带模仿动物的皮毛，由多个圈状结构组成。它们组合起来时，就十分牢固。学生通过了解仿生学的两个实例，指向“技术与工程改变了人们的生产和生活”的大概念，同时这也是学生认为的“结构与功能”大概念在生活中的反思。

通过研究发现，教师通过提炼大概念，能够帮助教师抓住本质问题，合理选择教学内容，从大概念的准备、建构、应用、反思四大过程中，设计环环相扣的问题链，规划层层递进的活动链，引导学生以结构化的方式进行学习和思考，让看似零散、具体的小概念形成概念层级结构，在解决新问题时能自如调动大概念，从而具备应用迁移能力。

参考文献

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