基于大概念的小学科学单元整合教学实践路径微探

郝苏丁

摘  要：《义务教育科学课程标准》指出，要加强学科的整体性与实用性，推进教学方法的改革，注重培养学生的核心素养，突出学生主体性、个性化与多样化的学习与发展，提升学科的适应性。将单元整合的核心理念转变为教育的一部分，需要以单元目标为基础，制订出每一节课程的教育目标，确定学生学习和探索的活动，并对课本内容做出有效的开发和使用。

关键词：单元整合;小学科学;大概念

一、研究背景

培养学生的科学素养是科学教育实施的本源性价值追求。科学素养的阶段性与发展性特点，迫切呼吁教师跳出课时阵营，以深度学习理念为指导，着眼学生的长时性、持续性、深入性的科学学习需求，开展单元整体教学研究。在教学实践中，教师往往局限于实验探究本身，着重单个实验探究的深入性，忽视了概念之间的整合，导致学生往往迷失在实验情境中，学生的深度学习依然无从谈起。如何体现小学科学单元整体教学设计的学科本质，成为一线教师面临的难题。因此以科学素养为导向，基于科学的学科结构与科学本质特征提炼大概念，并以大概念為统领，思考单元教学的目标、任务与评价等，非常符合深度学习理念下科学课堂的高效建构，两者有机结合能够提升课堂效率。

二、大概念下单元知识建构的意义

（一）培养学生科学素养

从具体事实到学科一般概念，再到学科大概念，拓展到跨学科概念，直至上升到哲学的观点，概念呈现出一定的层级结构。由初级观念向高级观念的发展，能够使教师的认知结构趋于完整。教师只有对大概念有较好的把握，才能在运用上有较大的转变。教师对知识层次、概念关系的了解愈多，对课堂的引导作用才愈大。

（二）促进学科建设

在大概念的指导下，学生可以更好地建立起自己的认知框架。单元概念究竟有多大，是由学生认识发展的需求和教师对“单元”的认识和掌握来决定的。从大概念的视角构建学科单元教学体系，必须立足学科的本质和学科具体的内涵。

三、大概念背景下小学科学单元整合教学实践路径

（一）引入设计单元

在大概念的科学视野中，单元引入对巩固现有的概念结构，推动核心概念单元的进阶，制订单元学习目标，搭建大概念科学认知体系，树立正确的科学理念，具有十分关键的作用。在课堂教授中，教师在PPT首页安排一张主题图片、一段引言，能够让学生回想起原有的认知，重新审视以前的概念，并集中注意力在单元主题上。然而在实际工作中，教师常常忽略了“单元导入”环节。在公共科学课程中，教师经常会进行一些新颖的“新课导入”，再进行教学活动。在普通的科学课上，“单元引言”则容易被忽视。

例如，科教版五年级上册的第一章就用一张照片来展示本课的内容：“太阳从叶子的间隙中照射进来，像是一条从云层中倾泻而下的匹练，被照射的叶子玲珑剔透。”第一段激发了学生对光的联想和兴趣;第二段通过对光起源的描写，引出了光的性质和光源的概念，这不仅与学生的日常生活相关，还会引发学生的认知冲突。第三段中的三个问题指出了本课程的中心思想;第四段激励学生对光的探索。

“单元导入”是在“单元绪论”的指导下，通过回顾与该课程有关的生活经验，将生活经验中关于该课程的感性知识进行整理和筛选。教师对上一阶段学习中所构建的概念体系进行总结，以此为依据，将该单元的核心概念列出来，则能够明确单元目标、学习内容、学业要求等。“单元导入”的形式根据学生的学习情况而定，教师应在课中通过“中心思想的逻辑流程表”指导学生完成。在学生熟悉了教学方式之后，再将其排在课外，以分组或者个人方式完成，但这两个方式都要进行有效的沟通。

（二）构建概念体系

以单元的总体结构进行探究学习，既能表现出科学理念的一致性和综合性，也能强调对科学理念的培养及对科学理念的认知发展。将课程标准中的特定需求用最优化的认知方法与学科的核心理念体系相结合，这样的结构化学习，可以在一个比较漫长的学习周期中，通过持续的教学环境整合分散的学习内容，用逐步形成的理念体系解答日益专业化的问题，从而推动学生对概念的结构化构建。

例如，科教版《生物与环境》《环境与我们》两个单元的相关教学中，充分反映了新课改中“统整教育资源，从更宽的时空中进行科学研究”的思想。单元编写从宏观着手，通过对整个过程进行全面的认知，做到了与现实的结合，既重视对学生环保意识的培育，也重视学生的亲身体验，将目标对准了“系统与模型、稳定与变化”等交叉学科概念的认识。

小学生大多具有较强的环保意识，但对“生态”的认知仍处于片面和零散的状态。因此要想提高认知水平，相关人员就必须挖掘与之相适应的教育资源。比如在“解决垃圾问题”中，教师可以针对“如何处理”这一环节进行提问。具体而言，教师以学生的认知特征为基础，让他们感受并分析生活中存在的垃圾问题，将日常生活中“产生垃圾的地方”列举出来，然后进行现场调查，证实假设并完成“垃圾问题调查表”，这些都不是普通课堂所能做到的。因此对科学课中的教育资源进行有效的挖掘和利用是十分必要的。

（三）组织探究活动

在大概念层次上，教师要做好细致的拆分工作，明确每一层次的概念，将每节课的学习目标汇聚到大概念中，把大概念转化为可实施的教学实践，并提出一种符合年龄特点和心理发展规律的教学方法;从整个单元着手，进行自主学习的设计;将学生的认知能力发展和科学理念发展相结合，对不同发展水平的学生进行全面考量，设计出具有不同等级的体验、认知和实践等活动，使每位学生都可以在学习过程中发挥自己的作用，从而实现他们的学习目标。

例如，《光》的单元要求教师从整个教学过程的角度进行探究，以指导学生对光线的认知和探索。教师通过“认识光源”的探索活动判断学生对光的认识程度，并进行假设;设计“光的传播”探索实验，让学生猜测光的传播路径，并用实验加以证实;通过“光线在传输中会受到阻碍么”和烟雾实验的对比，深化学生对光的传播方式的认识，并使之与阴影产生的原因相关联;通过“改变光线的传播路线”的探索理解光线的折射效应;通过“做一个彩色转轮”的实践，让学生了解光线是有多种颜色的;通过对“光线的反射现象”的探索，学生能够初步认识入射光和反射光的关系;设计“做一个潜望镜”的探索式教学活动，指导学生全面应用所学到的光学知识，并在实践中提高他们对光学的学习兴趣。在设计探索活动时，教师要将科学的思路特征（感官具象—思维抽象—思维具体—模型建构—科学推理与证明）和科学实践的方法（问题、证据、解释和交流）作为重点，站在学生的立场进行思考，给他们足够的探索时间和空间，将课文引导到探索实践中。

（四）基于核心概念，進行整体布局

核心概念是实施小学科学大概念单元整合教学的核心，凝聚着诸多原理、概念与方法，可以更为全面地阐述科学现象、解释科学原理、表达科学规律，能够让学生通过概念学习掌握科学知识。在小学科学教材中，大多数的章节相对独立，关联性不大，对此小学科学教师可以从核心概念的视角出发，重新构建单元与单元之间的联系，遵循学科规律，搭建小学科学课程的知识结构，从而找到科学的本质，抓住知识点之间的必然联系，完善教学。基于核心概念设计科学课程的单元教学活动，可以帮助学生理清思维逻辑，更为高效地开展学习活动。小学科学教材融合了多种元素，汇聚了丰富的内容。科学教师一定要从整体出发，学会合理布局，帮助学生循序渐进地掌握科学知识，消化抽象的科学内容，运用科学知识解决实际问题，使学生产生对科学的探究欲望，构建起完善的知识体系。

例如，科学教师可以站在结构与功能的角度上，总结简单机械、地球圈层等主题内容，在总结各个主题内容的过程中，通过归纳单元属性、功能、结构、外部条件等，使学生立足整体，深入细节，逐步掌握科学知识。比如，在带领学生学习《植物》这一章节的内容时，科学教师可以结合植物的结构、功能、生存环境等多项内容展开教学活动，为学生逐步渗透天气、岩石与土壤、地球上的水等多个章节的有关知识点，使学生在同一个大主题的引导下，联结起多个小的主题，完成知识的融会贯通。这样学生在学习科学学科时，就能够有更系统的学习目标，并在此目标的引导下，不断构建知识体系，扩充学习内容。

此外，科学教师还可以围绕植物这一主题，带领学生学习植物的功能与结构。为了带领学生快速投入课堂学习，科学教师可以联系生活创设情境。“同学们，在日常生活中，有多种多样的植物，深受人们的喜爱，比如牡丹、蒲公英、百合等。这些植物的存在构成了多彩多姿的世界，让这个世界变得更加美好。今天，就一起走入植物的世界，看看大自然中有多少种植物，每种植物有哪些特点，植物和植物之间又存在哪些联系。”说完，科学教师可以播放视频，让学生观察不同植物的外形。学生观看完视频以后，教师可以引导学生总结这些植物的共同点。在教师的不断引导下，学生能够掌握植物的形态结构。教师还要帮助学生了解植物的生存环境。经过学习之后，学生可以很快回答出雨水、太阳、空气、土壤等答案，顺利掌握植物生存环境的相关知识。在教学单元课程时，科学教师还需要从小学生的视角出发，结合小学生的认知水平与理解能力开展教学。教师设计的教学方案需要贴合学生的学习需求，这样才能激发学生的探究欲望，强化学生的科学素养，让学生更为顺利地掌握科学知识。在设计教学任务时，科学教师要立足教学主题，明确教学目标，将多个独立的章节进行有效联系，带领学生循序渐进完成每一个知识点的学习，掌握教学的重难点。

（五）转化概念体验

在《植物》相关单元，基于学生在前几节课的研究成果，教师可以利用根、茎、叶、花、果实和种子等植物器官，使学生构建起系统概念，不仅仅是引导学生通过整理观察记录的成果，总结培育管理植物的经验与教训，还可以在此基础上结合“杂交育种”的方法加以扩展，从而让学生真正在经历中体会、在感受中启迪、在体验中发展。

在这一单元学习之后，教师组织学生在种植中再体验，加深印象，并将关于植物的生长变化知识重新运用到生活实践中，这既巩固了学生的新知，使学生体验到科学的创造魅力，培养了学生的科学探究兴趣，又使学生非常清楚地梳理了系统概念。基于大概念寻找知识点间的联系，对知识点加以重组与综合，将两个甚至两个以上的知识点有机联系在一起，才能使课程更加简单明了，同时也为学习者整合形成知识系统提供了一个良好的环境。教师选择较好的教学内容对课程进行深加工，可以创设出充满活力、多姿多彩的课堂，从而充分地把课程中的知识点激活，并建立起个性化的教学模式，能够激励学习者更加积极地自主探究、主动学习。

（六）实施多元评估

在科学课堂中，评价是一项非常关键的教育活动，教师要对其进行细致的规划和充分利用。经过师生之间的评估，可以激励学生努力，完善学习方法，构建学习理念，从而提升学习品质。教师要时刻对课堂进行观察，对学生的学习情况了如指掌，以评估作为指导来推动课程目标的实现。

1. 激励学生的学习状态。教师用评价来激励学生的学习兴趣，推动小组分工合作，承担责任，仔细观察现象，获得准确事实，详细记录数据，并对其进行分析整理，最后得出真实的结果，并发表自己的观点。

2. 科学词汇演变。教师利用评价指导学生使用科学语言进行表述，用简练、标准的语言说明所观测到的现象，详细记载观测结果，并用事实和证据来验证自己的观点。

3. 单元概念升级。在课程的最后，教师指导学生复习所学知识，并思考概念构建的过程，以确定课程的完成度。教师在教学过程中，要发现学生的不足之处，及时进行反思和总结，以制订出更好的教学方式帮助学生实现科学大概念的单元进阶。

参考文献：

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[3]冯翠典. 如何在课堂中评价三维性科学学习：来自美国新课程改革的新思路[J]. 全球教育展望，2014，43（06）：103-110.

[4]许红艳，杨慧娇，孙功建. 基于大概念及多角度探讨的跨学科项目式教学：实现“碳达峰、碳中和”的途径研究[J]. 化学教育：中英文，2023，44（23）：49-58.

（责任编辑：郑  畅）