摘? ?要科學大概念教學是在大概念教育理念指導下的科學教學新范式，主要價值體現(xiàn)為促進概念理解與知識遷移、促進學生能力的全面發(fā)展以及提高教與學的效率三個方面。其實踐路徑包括教學環(huán)境、教學載體、教學環(huán)節(jié)以及教學評量四個基本組成，即基于已有科學經(jīng)驗的內部環(huán)境與面向真實情境的外部環(huán)境，概念框架式教學活動載體，學習主體經(jīng)歷的領悟、探究、表現(xiàn)與反思環(huán)節(jié)以及多維度的教學評量內容與多元化的教學評量方式。

關鍵詞 科學教學? 大概念? 緣起? 價值? 實踐路徑

在知識爆炸與知識經(jīng)濟的時代大背景下，保障科學教育內容的選擇、組織及教學實施過程的科學性與有效性是科學教育急需解決的關鍵問題?？茖W大概念教學是適應時代發(fā)展的產(chǎn)物，也是一條促進學生知識建構的重要途徑?，F(xiàn)階段科學大概念研究已從討論中觀的課程問題走向了更為聚焦的教學層面，明晰科學大概念教學的緣起、價值及實踐路徑，將有助于指導科學教師合理有效地開展教學設計與實施。

一、科學大概念教學的緣起

1.大概念理論研究的興起與發(fā)展

大概念又稱大觀念，對應的英文為“big idea”，最早被當作廣告營銷術語使用[1]。在教育領域，學者對大概念內涵表述各有不同，Erickson（1998）指出所謂大概念是抽象概括或是基本理解，是對概念關系的表述，是基于事實性知識產(chǎn)生的具有深刻含義的可遷移觀念[2]。Wiggins&McTighe（2003）認為大概念是理解的基礎素材，是一種有意義的模式，能夠將學生的分散點狀知識聯(lián)結起來，形成更大的概念、原理或過程[3]。Charles（2005）從數(shù)學學科視角出發(fā)，認為一個大概念是對某個概念的陳述，這個概念是學習數(shù)學的核心，可以把各種數(shù)學理解聯(lián)結為一個連貫整體[4]。Harlen（2010）等人將大概念定義為能解釋較大范圍現(xiàn)象、物體與事件的有組織、有結構的知識和模型[5]。從上述觀點中可以發(fā)現(xiàn)，Wiggins等人所提出的大概念可以說是一種用以幫助學生概念整合與遷移的工具，而Charles等人則是站在學科立場上探討課程與教學問題。大概念的價值主要體現(xiàn)在對核心內容的精煉與整合，并在此基礎上搭建概念層次框架，以及圍繞大概念（核心概念） 建構學科課程體系。雖然不同學者對大概念理解存在分歧，但在一些根本方面已達成共識：在位置上，大概念處在學科的中心，是一門學科為數(shù)不多的幾個核心概念;在表述上，大概念是對眾多知識概念的篩選與整合;在功能上，有助于促進學習者對知識的深層理解與遷移;在結構上，大概念與子概念、其他大概念間形成網(wǎng)絡結構。

2.科學教學觀念與形式的革新

進入新世紀以來，在科學知識的爆炸性增長與知識經(jīng)濟社會形態(tài)的雙重沖擊下，科學教育面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。為了應對時代變革，科學教育領域需要做出更多改變，教育專家開始思考科學教育的本質問題，比如“科學教育的目標是什么？”“應當以何種理念來指導教學？”“應該向學生傳授什么樣的科學知識以幫助學生適應快速發(fā)展的社會？”等。在這一背景下，研究者開始嘗試突破教育傳統(tǒng)束縛，推動教育思想與理念上的革新。但是直到本世紀初，Erickson等人對大概念的研究依舊停留在主題單元的開發(fā)上，并未上升到教育理念的宏觀高度，真正實現(xiàn)這一跨越是發(fā)生在科學教育領域，Harlen等人結合科學學科特點以及學生的實際需求，提出了科學教育理念的全新設想，也就是大概念教育理念，該理念滲透在教學法、課程內容與評測三個維度，并在操作層面上著重進行闡釋，包括對科學大概念教學宗旨、評測、實施以及圍繞大概念（核心概念）的科學課程標準編制、科學課程內容選擇等關鍵問題的探討[6]。大概念教育理念自提出以來受到教育界廣泛關注，在其指導下的科學大概念教學應運而生，其基本內涵體現(xiàn)在觀念與形式兩個層面，一方面它是一種整體化教學觀念的體現(xiàn)，另一方面它又作為具體的教學形式而存在，表現(xiàn)在教學組織、策略實施、教學評價的全過程。

二、科學大概念教學的價值體現(xiàn)

1.深化概念理解，促進知識遷移

為學生搭建以大概念（核心概念）為中心的概念框架是科學大概念教學內容組織的一大特點。對于學生而言，這種概念框架式的教學內容組織可以促進他們對科學概念的深度理解，特別是明確不同概念間的聯(lián)系與區(qū)別以及重要概念的應用范圍，幫助他們在大腦中廓清知識脈絡以形成整體的概念網(wǎng)絡結構。此外，概念框架式的教學內容組織也是一種有助于學生知識提取與應用的信息組織方式。研究顯示，接受了概念框架式教學的學生當面臨同一問題情境時，他們能夠比未受過這種方式訓練的其他學生更加迅速地在大腦中提取出與問題解決有關的已有知識經(jīng)驗，幫助他們實現(xiàn)科學知識的遷移與應用[7]。同時，學生經(jīng)過概念框架式學習訓練，所習得的在大腦中建構概念框架的成功經(jīng)驗對他們在課外自主學習或接受其他知識信息也有重要促進意義。

2.倡導科學探究，促進學生全面發(fā)展

科學大概念教學重視引導學生開展探究性學習，突出教學過程中科學探究活動的設置。在科學探究中，學生圍繞所創(chuàng)設的問題情境在教師的引導下開展問題探究活動，并結合自身經(jīng)驗、教學具體內容以及教師指引，充分開動腦筋試圖為問題解決尋求答案。通過對探究活動的體驗，學生在分析問題的思維能力、小組合作能力、表達交流能力、知識運用能力、動手操作能力等方面均會得到一定的鍛煉與提高。此外，在情感態(tài)度上，學生通過經(jīng)歷科學探究過程，讓他們切實體會到在科學知識產(chǎn)生或發(fā)現(xiàn)過程中可能遇到的種種困難，從中鍛煉他們的意志品質，引導他們養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度與高尚的科學精神[8]。在知識能力上，在問題任務的驅動下加深學生對科學知識的理解，設計來源于生活的問題情境更能幫助他們明確科學知識的應用范圍以及知識間的內在聯(lián)系，進一步促進知識遷移。

3.聚焦科學大概念，提高教與學的效率

現(xiàn)如今科學知識在數(shù)量上比以往任何時期都要豐富，但學生的學習時間卻非常有限?？茖W大概念教學聚焦于少數(shù)幾個大概念（核心概念），在教學內容的組織上，大概念（核心概念）向上承接科學課程標準中的學習目標與學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，向下聯(lián)系教師課堂教學目標，并以大概念（核心概念）為中心組織具體教學內容，這既保證了教學設計相關要求的有效執(zhí)行，也在最大程度上滿足了教與學的實際需要。對于教而言，聚焦于少數(shù)幾個大概念（核心概念），由于概念自身的高度概括性以及在學科中所處的核心地位，在為教師備課指明方向的同時也為教師減少了大量知識篩選與歸納概括的時間。此外，圍繞大概念（核心概念）組織教學內容的方式在正式教學之前就能為學生避免或剔除掉大量沒有實際價值的學習內容，同時依據(jù)該方式開展的概念框架式教學活動也能夠幫助學生更高效地內化吸收新知識。

三、科學大概念教學的實踐路徑

科學大概念教學的實踐路徑是明確科學教學目標與教學內容所要遵循的基本依據(jù)，也是教師達成既定教學效果、學生完成學習任務的必由之路。在系統(tǒng)論上，科學大概念教學實質上是一套提升學生科學素養(yǎng)的教學機制，運用系統(tǒng)分析方法剖析其內在組成及其聯(lián)系是保障教學有效性的關鍵。

1.內外部環(huán)境：已有科學經(jīng)驗與真實情境

建構主義學習理論認為，人類對新知識的獲取進程是在原有知識經(jīng)驗的基礎上進行的，人類學習過程其實就是從外部環(huán)境接收知識信息并與自身認知結構的結合過程?？茖W大概念教學的內部環(huán)境即為學生已有科學知識、科學前概念以及科學思維結構等科學經(jīng)驗一同所搭建起來的認知環(huán)境，它是學生學習科學的內在心智基礎與動力源泉，也是科學教學的出發(fā)點與最終歸宿?？茖W知識本質上必然與真實情境緊密聯(lián)系，科學知識源于人類在真實情境中對自然世界的探索，教育教學過程實質上又是基于真實情境不斷向學生傳授知識經(jīng)驗的實踐活動。因此，科學大概念教學需要在真實具體的情境中進行，真實情境既是學生科學素養(yǎng)發(fā)展的外部環(huán)境，也是學生科學素養(yǎng)表現(xiàn)的重要載體。

2.基本載體：概念框架式教學活動

在科學大概念教學中，學習主體的科學知識獲取及知識意義建構主要依賴于概念框架式教學活動的開展。概念框架式教學是在師生共同參與下圍繞事先設計好的教學活動框架進行的教學實踐活動，教學活動框架是特定教學主題下所涵蓋的基本知識與技能、基本方法與思想的整體表現(xiàn)形式，旨在為學生搭建存在普遍聯(lián)系的知識網(wǎng)絡，實現(xiàn)提升他們科學思維與實踐能力的目標。教學活動框架的有效組織強調整體性與生成性：一是通過教學內容的整體推進，在短時間內幫助學生在大腦中建構起以大概念（核心概念）為中心的基本概念框架，但它僅是一個淺層次的、最基本的知識平面，需要在此基礎上由淺入深地不斷豐富、深化概念骨架的橫向聯(lián)系與縱向深度;二是通過支架式、發(fā)散式教學活動設計，為學生留有足夠的自主探索空間，幫助他們在學習過程中實現(xiàn)知識經(jīng)驗的生成，另一方面教學中知識概念的整體化聯(lián)系也必然引發(fā)在此基礎上的新的概念框架的生成。

3.主要環(huán)節(jié)：領悟、探究、表現(xiàn)、反思

教學過程并不是學習者被動接受信息的過程，而是學習主體主動參與到教學活動中有選擇地內化知識經(jīng)驗的過程。因此，科學大概念教學需要突出學生的主體地位，體現(xiàn)在具體教學環(huán)節(jié)，離不開學生在教學活動中的領悟、探究、表現(xiàn)與反思。領悟是在感知、體驗、理解基礎上的醒悟或覺察：一是對已有科學經(jīng)驗的喚醒，二是對教學內容涉及到的知識技能及其思想方法的覺醒，三是對科學與生活之間聯(lián)系的覺察。探究是個體在問題情境下自主認識與解釋客觀世界的活動，探究的目的既是促進個體概念框架的形成，也是加強個體科學思維的鍛煉、科學觀念的培育以及綜合素質與能力的發(fā)展。表現(xiàn)是在領悟、探究、反思基礎上的學習結果的外顯化呈現(xiàn)。作為手段，表現(xiàn)是了解個體學習情況的重要途徑;作為標志，表現(xiàn)又是個體科學素養(yǎng)生成的重要呈現(xiàn)載體。反思是貫穿教學始終的個體對學習過程的反省，包括了對自己領悟到的科學經(jīng)驗、體驗的科學探究過程以及表現(xiàn)的科學學習結果的思考，它既是個體自我意識在科學活動中的覺醒，也是促使個體科學思維水平提升的內核。

4.教學評量：多維度與多元化

教學評量是貫穿于教學設計與實施過程的教學評價系統(tǒng)。概念框架式教學往往需要對教材內容進行重構，因此教學設計和教學過程、教學結果一同成為了教學評量的三大內容維度。教學設計評量的核心內容涉及對教學活動內容選擇與組織的科學性及有效性評估：一是要考慮學生實際情況，結合教育學與心理學理論做出合理評判;二是要以知識、情意與技能三維教學目標的達成情況作為基本評價標準。關于教學過程與結果的評價，其對象主要是學習主體，目的是為了了解學生實際的學習情況以及知識掌握程度，它是發(fā)生在真實情境下的教學信息反饋，對于調節(jié)教學策略，促進學生學業(yè)水平提升有著重要作用。在評量方式上，科學大概念教學提倡多元化教學評量，以擺脫傳統(tǒng)紙筆測驗的局限。在教學前、過程中以及結束后，通過課堂觀察、師生對話或任務布置等方式綜合評估學生表現(xiàn)，促進學生從知識經(jīng)驗到思維能力，再到動作技能全方面發(fā)展。

綜上，科學大概念教學既是整體教學觀的重要體現(xiàn)，也是對傳統(tǒng)概念教學形式的超越，為中小學科學教育改革提供了新思路，拓展了新路徑，但在明確其緣起、價值及實踐路徑的同時，也需要看到當前國內圍繞大概念教學實證研究的缺乏，在未來研究中應給予更多這方面的關注。

參考文獻

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[作者：金鑫（1995-），男，浙江義烏人，南京師范大學教育科學學院教育碩士。]

【責任編輯? ?孫曉雯】