聚焦大概念：从学科核心素养的高度审视大单元结构

叶水明

【摘要】科学概念是建构科学知识的基本要素，是教学过程中通过判断、推理等来揭示事物本质内涵而形成的概念。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》倡导科学教育要从教材内容出发，围绕有结构、有层次、有联系的概念和模型来进行学习，通过连贯、进阶的系列科学探究活动，掌握概念特征，探究概念内涵，建构概念框架，循序渐进地帮助学生形成正确的科学“大概念”，提升学生的核心素养。

【关键词】概念建构;核心素养;单元结构

【基金项目】本文系福建省教育科学“十三五”规划2019年度课题“基于学习进阶的科学‘大概念培养策略研究”（课题编号：FJJKXB19-501）的阶段性成果。

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》的显著特征之一是从学科核心素养的高度出发，提炼出18个核心概念和75个具体概念，由此架构出小学科学课程4个学习领域的内容框架，分布在3个学段的课程内容中，并明确提出了各领域、各学段的概念学习目标。本文以“水是一种常见而重要的单一物质”这一大概念为例，对如何把握大单元结构、建构“大概念”框架进行实践和探索。

一、建构大概念框架，联系生活，深层次“高屋建瓴”

概念体系来源于实践，应用于生活，是与日常生活联系密切的知识建构。课堂教学围绕有结构、有层次、有联系的核心概念和模型——大概念来进行学习，有助于培养学生“大科学”观和大局意识，在更高层次上助力学生整体把握科学概念。

1.以核心概念为支点，建构“水”概念框架

“水是一种常见而重要的单一物质”是物质科学领域的6个核心概念之一。核心概念的建构必须通过一系列相关联的科学探究活动来实现，是进阶式的学习过程。遵循这一原则，针对“水”概念框架的建立，教师应从低年级“观察一瓶水”开始，结合生活实例和学生原有的认知经验，以及水的显性特征，如颜色、状态、气味等，让学生通过观察能够较准确地进行描述;对于水、水蒸气和冰等“水一族”在形状和体积等不易观察到的区别之处，需要在探究活动和对比实验中进行感知和理解，最终通过比较知道它们虽然状态不同，但都是同一种物质。围绕“水”概念这一支点，教师可通过一个连贯的课程设计，经过多层次、分阶段持续探究，逐步形成水是“常见”“重要”“单一物质”的认识框架，让学生在探究中真正得到发展。

2.以具体概念为着力点，探究“水”概念内涵

由一定量的具体概念组成一个核心概念，这也决定了大概念的“核心”地位。“水”概念主要包括两个具体概念：一是自然状态下水有三种存在状态;二是水能溶解一些物质。这些概念是联结核心概念和具体探究内容的桥梁和重要着力点。液体是生活中水存在的最常见的状态;固体和气体是水存在的另两种状态。水的状态能通过沸腾、蒸发、结冰、融化等形式互相转换。教师可以通过一定的教学情境，让学生清晰地感受到“结冰也有温度，沸腾也有温度”的探究乐趣。教师可通过溶解实验，让学生在实践中“眼见为实”，如食盐、小苏打等能够在水里溶解，但溶解能力不同;绿豆、米粒等在水中“岿然不动”，不能溶解。这些学习由表及里地帮助学生认识了水是一种重要的物质。

3.以教材内容为出发点，解读“水”概念特征

若干具体的学习内容和若干进阶式的学习目标，构成大概念的知识结构体系。教学是从具体的学习内容出发，以探究为主要学习方式，让这些知识相互联系、相互补充，为大概念的建构“添砖加瓦”。以教科版教材为例，关于水的概念，教师可在低年级安排“观察一瓶水”“它们去哪里了”两项教学内容，让学生初步建构“水是无色而透明、无味能流动、形状不固定的液体”这一概念模型，发现有些物质在水里会消失得“无影无踪”的事实;在中年级以一个单元的形式，系统地引导学生观察并描述水的三态变化的过程，掌握水的沸点是100℃，当温度降到0℃时，水就开始结冰，搅拌和温度的高低则直接影响物质在水中溶解的快慢。

二、推进项目化学习，抓住本质，全方位“触类旁通”

基于项目的学习方式，教师可将碎片化的教学进行归纳整理，实现知识点的有效对接，将大概念框架与项目学习有机整合，调动学生参与学习的积极性，使其在交流、分享和思维碰撞中抓住概念本质。这不仅有助于教师从更高层面指向学科核心素养，还易于学生跨越时间维度，触类旁通，厘清大概念逻辑关系。

1.依“标”托“本”，项目学习指向核心素养

“标”即课程标准;“本”即课本（教材）。教师可依据课程标准和教材的具体内容，特别是教材的逻辑与内容结构进行整体设计，围绕实现目标、教学内容和教学实施与评价的任务驱动，形成一项较完整的学习事件。具体来说，“水是一种常见而重要的单一物质”这一核心概念的项目学习，指向从科学的视角形成对自然现象的基本认识这一科学核心素养。经过低学段和中学段的学习后，学生在高学段可尝试探究自然界中雨、雪、冰、霜等形成的原因及条件，提炼和升华“水”概念的框架，强化对水知识的深度理解及灵活运用，从而有效保证了每个学习单元都围绕学科核心素养展开。

2.建模立块，项目学习体现儿童立场

围绕单元内容开展项目式学习，是促进学生学科核心素养提升的关键路径和发展需要。它是以期望学生“学会什么”为出发点，以逆向设计“学生怎样学会”为重要过程，建立项目学习模块。对于“水”概念项目学习模块，教师一要明确项目目标，即通过观察活动认识水的三种状态，通过实验操作探究造成物质在水中溶解快慢的原因;二要设计项目评价，即以学生为中心，从多角度进行及时评价，尤其要加强学生的自我评价意识和自我评价能力的培养;三要学会项目反思，即通过怎样的反思让学生管理自己的学习、如何判断学生已经学会了等。这体现了科学的立场和儿童的立场，也是尊重儿童认知规律的具体体现。

3.真情实境，项目学习实现思维迁移

从落实“双基”到注重“三维目标”，再到现阶段的“核心素养”，反映了教育者对目标进阶式认知的不断完善和调整的过程。核心素养有一个关键要素，就是将任务驱动置于真实情境中。学生学习“水”概念，不只是为了理解水的概念和特征，更重要的是明白水的重要性，合理利用水资源，增强保护水资源的责任感。参观污水處理厂是一项很好的情境项目活动，学生能近距离感受污水处理的工艺流程，通过进水、出水、自来水实物的对比，直观感受到污水处理技术带来的神奇效果，明白保护水资源需要从点滴小事做起，进而树立环保意识，达到对核心知识的再建构与思维迁移。

三、践行 STEM 理念，打通学科，多维度“融会贯通”

在教学中融入STEM教育理念，已成为科学教育的发展趋势。通过跨学科、多维度的方式，把零碎的“水”故事、“水”知识相互联系在一起，在科学教育的各领域中相互渗透、相互融合，能够帮助学生将“水”概念模型更加立体和丰满地建构在头脑中。

1.跨学科讲好“水”故事

从不同学科的角度讲述“水”故事，学生妙语连珠。在诗人和文学家的笔下，既有“水光潋滟晴方好”的千古名句，也有“黄河之水天上来”的奇丽画面，更有“水平如镜的西湖和波涛汹涌的大海”这样截然不同的景致。在物理学家和数学家的眼中，水的作用无可替代，如水的密度是标准的“单位1”，冰的熔点是零摄氏度，水的沸点是100℃。阿基米德也是借助水的浮力，解决了“皇冠”难题。在音乐家的思维里，水有韵律和节奏，将水放到容器中击打，奏出的声音妙不可言。

2.多维度了解“水”知识

教师可带领学生开展水在生活中利与弊的辩论赛，让学生多维度了解“水”知识。辩论赛给学生无限的启迪：水是生产、生活中不可或缺的重要物质，但废水、污水的处理是人类要不断攻克的重要课题;水可载舟，亦可覆舟，江河湖海在给人们的航运带来便利的同时，也制造了像“泰坦尼克号”那样的水上悲剧;长江、黄河等是中华五千年文明的发源地，但大禹治水也告诉我们，滔滔江水曾带给我们无尽的灾难。

3.全领域渗透“水”元素

在物质科学领域，水是一种常见而重要的单一物质。水贵为第一种具体描述的物质概念，排在物体材料的总体特征后，地位可见一斑;水是万物之源，在生命世界里，离开了水，几乎所有有生命的物体都不复存在;水是人类生存的最基本、最重要的条件;而在技术工程领域，“水刀”这项黑科技闻名于世，通过技术手段，可以将源源不断的“水能”转换为“电能”，为人们提供高效、绿色、可持续的清洁能源。

指向学科核心素养的大单元设计，对落实立德树人、发展学生终身学习能力、深化科学课程改革都是极为重要的。教师应从学科核心素养的高度审视大单元结构，以起统率作用的大概念、大项目为依据进行单元的整体教学设计，将概念模型建构与单元结构有机统一，这有利于提高学校科学教育质量，不断推动小学科学课程建设的健康发展。

【参考文献】

中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2017.

吕萍.论儿童科学概念的形成[D].上海：上海师范大学，2015.

张玉峰.基于學习进阶的科学概念教学内容整合[J].课程·教材·教法，2019（01）：99-105.