葉水明

【摘要】科學概念是建構科學知識的基本要素，是教學過程中通過判斷、推理等來揭示事物本質(zhì)內(nèi)涵而形成的概念?！读x務教育小學科學課程標準（2017年版）》倡導科學教育要從教材內(nèi)容出發(fā)，圍繞有結構、有層次、有聯(lián)系的概念和模型來進行學習，通過連貫、進階的系列科學探究活動，掌握概念特征，探究概念內(nèi)涵，建構概念框架，循序漸進地幫助學生形成正確的科學“大概念”，提升學生的核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】概念建構;核心素養(yǎng);單元結構

【基金項目】本文系福建省教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度課題“基于學習進階的科學‘大概念培養(yǎng)策略研究”（課題編號：FJJKXB19-501）的階段性成果。

《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》的顯著特征之一是從學科核心素養(yǎng)的高度出發(fā)，提煉出18個核心概念和75個具體概念，由此架構出小學科學課程4個學習領域的內(nèi)容框架，分布在3個學段的課程內(nèi)容中，并明確提出了各領域、各學段的概念學習目標。本文以“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”這一大概念為例，對如何把握大單元結構、建構“大概念”框架進行實踐和探索。

一、建構大概念框架，聯(lián)系生活，深層次“高屋建瓴”

概念體系來源于實踐，應用于生活，是與日常生活聯(lián)系密切的知識建構。課堂教學圍繞有結構、有層次、有聯(lián)系的核心概念和模型——大概念來進行學習，有助于培養(yǎng)學生“大科學”觀和大局意識，在更高層次上助力學生整體把握科學概念。

1.以核心概念為支點，建構“水”概念框架

“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”是物質(zhì)科學領域的6個核心概念之一。核心概念的建構必須通過一系列相關聯(lián)的科學探究活動來實現(xiàn)，是進階式的學習過程。遵循這一原則，針對“水”概念框架的建立，教師應從低年級“觀察一瓶水”開始，結合生活實例和學生原有的認知經(jīng)驗，以及水的顯性特征，如顏色、狀態(tài)、氣味等，讓學生通過觀察能夠較準確地進行描述;對于水、水蒸氣和冰等“水一族”在形狀和體積等不易觀察到的區(qū)別之處，需要在探究活動和對比實驗中進行感知和理解，最終通過比較知道它們雖然狀態(tài)不同，但都是同一種物質(zhì)。圍繞“水”概念這一支點，教師可通過一個連貫的課程設計，經(jīng)過多層次、分階段持續(xù)探究，逐步形成水是“常見”“重要”“單一物質(zhì)”的認識框架，讓學生在探究中真正得到發(fā)展。

2.以具體概念為著力點，探究“水”概念內(nèi)涵

由一定量的具體概念組成一個核心概念，這也決定了大概念的“核心”地位。“水”概念主要包括兩個具體概念：一是自然狀態(tài)下水有三種存在狀態(tài);二是水能溶解一些物質(zhì)。這些概念是聯(lián)結核心概念和具體探究內(nèi)容的橋梁和重要著力點。液體是生活中水存在的最常見的狀態(tài);固體和氣體是水存在的另兩種狀態(tài)。水的狀態(tài)能通過沸騰、蒸發(fā)、結冰、融化等形式互相轉(zhuǎn)換。教師可以通過一定的教學情境，讓學生清晰地感受到“結冰也有溫度，沸騰也有溫度”的探究樂趣。教師可通過溶解實驗，讓學生在實踐中“眼見為實”，如食鹽、小蘇打等能夠在水里溶解，但溶解能力不同;綠豆、米粒等在水中“巋然不動”，不能溶解。這些學習由表及里地幫助學生認識了水是一種重要的物質(zhì)。

3.以教材內(nèi)容為出發(fā)點，解讀“水”概念特征

若干具體的學習內(nèi)容和若干進階式的學習目標，構成大概念的知識結構體系。教學是從具體的學習內(nèi)容出發(fā)，以探究為主要學習方式，讓這些知識相互聯(lián)系、相互補充，為大概念的建構“添磚加瓦”。以教科版教材為例，關于水的概念，教師可在低年級安排“觀察一瓶水”“它們?nèi)ツ睦锪恕眱身椊虒W內(nèi)容，讓學生初步建構“水是無色而透明、無味能流動、形狀不固定的液體”這一概念模型，發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)在水里會消失得“無影無蹤”的事實;在中年級以一個單元的形式，系統(tǒng)地引導學生觀察并描述水的三態(tài)變化的過程，掌握水的沸點是100℃，當溫度降到0℃時，水就開始結冰，攪拌和溫度的高低則直接影響物質(zhì)在水中溶解的快慢。

二、推進項目化學習，抓住本質(zhì)，全方位“觸類旁通”

基于項目的學習方式，教師可將碎片化的教學進行歸納整理，實現(xiàn)知識點的有效對接，將大概念框架與項目學習有機整合，調(diào)動學生參與學習的積極性，使其在交流、分享和思維碰撞中抓住概念本質(zhì)。這不僅有助于教師從更高層面指向?qū)W科核心素養(yǎng)，還易于學生跨越時間維度，觸類旁通，厘清大概念邏輯關系。

1.依“標”托“本”，項目學習指向核心素養(yǎng)

“標”即課程標準;“本”即課本（教材）。教師可依據(jù)課程標準和教材的具體內(nèi)容，特別是教材的邏輯與內(nèi)容結構進行整體設計，圍繞實現(xiàn)目標、教學內(nèi)容和教學實施與評價的任務驅(qū)動，形成一項較完整的學習事件。具體來說，“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”這一核心概念的項目學習，指向從科學的視角形成對自然現(xiàn)象的基本認識這一科學核心素養(yǎng)。經(jīng)過低學段和中學段的學習后，學生在高學段可嘗試探究自然界中雨、雪、冰、霜等形成的原因及條件，提煉和升華“水”概念的框架，強化對水知識的深度理解及靈活運用，從而有效保證了每個學習單元都圍繞學科核心素養(yǎng)展開。

2.建模立塊，項目學習體現(xiàn)兒童立場

圍繞單元內(nèi)容開展項目式學習，是促進學生學科核心素養(yǎng)提升的關鍵路徑和發(fā)展需要。它是以期望學生“學會什么”為出發(fā)點，以逆向設計“學生怎樣學會”為重要過程，建立項目學習模塊。對于“水”概念項目學習模塊，教師一要明確項目目標，即通過觀察活動認識水的三種狀態(tài)，通過實驗操作探究造成物質(zhì)在水中溶解快慢的原因;二要設計項目評價，即以學生為中心，從多角度進行及時評價，尤其要加強學生的自我評價意識和自我評價能力的培養(yǎng);三要學會項目反思，即通過怎樣的反思讓學生管理自己的學習、如何判斷學生已經(jīng)學會了等。這體現(xiàn)了科學的立場和兒童的立場，也是尊重兒童認知規(guī)律的具體體現(xiàn)。

3.真情實境，項目學習實現(xiàn)思維遷移

從落實“雙基”到注重“三維目標”，再到現(xiàn)階段的“核心素養(yǎng)”，反映了教育者對目標進階式認知的不斷完善和調(diào)整的過程。核心素養(yǎng)有一個關鍵要素，就是將任務驅(qū)動置于真實情境中。學生學習“水”概念，不只是為了理解水的概念和特征，更重要的是明白水的重要性，合理利用水資源，增強保護水資源的責任感。參觀污水處理廠是一項很好的情境項目活動，學生能近距離感受污水處理的工藝流程，通過進水、出水、自來水實物的對比，直觀感受到污水處理技術帶來的神奇效果，明白保護水資源需要從點滴小事做起，進而樹立環(huán)保意識，達到對核心知識的再建構與思維遷移。

三、踐行 STEM 理念，打通學科，多維度“融會貫通”

在教學中融入STEM教育理念，已成為科學教育的發(fā)展趨勢。通過跨學科、多維度的方式，把零碎的“水”故事、“水”知識相互聯(lián)系在一起，在科學教育的各領域中相互滲透、相互融合，能夠幫助學生將“水”概念模型更加立體和豐滿地建構在頭腦中。

1.跨學科講好“水”故事

從不同學科的角度講述“水”故事，學生妙語連珠。在詩人和文學家的筆下，既有“水光瀲滟晴方好”的千古名句，也有“黃河之水天上來”的奇麗畫面，更有“水平如鏡的西湖和波濤洶涌的大?！边@樣截然不同的景致。在物理學家和數(shù)學家的眼中，水的作用無可替代，如水的密度是標準的“單位1”，冰的熔點是零攝氏度，水的沸點是100℃。阿基米德也是借助水的浮力，解決了“皇冠”難題。在音樂家的思維里，水有韻律和節(jié)奏，將水放到容器中擊打，奏出的聲音妙不可言。

2.多維度了解“水”知識

教師可帶領學生開展水在生活中利與弊的辯論賽，讓學生多維度了解“水”知識。辯論賽給學生無限的啟迪：水是生產(chǎn)、生活中不可或缺的重要物質(zhì)，但廢水、污水的處理是人類要不斷攻克的重要課題;水可載舟，亦可覆舟，江河湖海在給人們的航運帶來便利的同時，也制造了像“泰坦尼克號”那樣的水上悲劇;長江、黃河等是中華五千年文明的發(fā)源地，但大禹治水也告訴我們，滔滔江水曾帶給我們無盡的災難。

3.全領域滲透“水”元素

在物質(zhì)科學領域，水是一種常見而重要的單一物質(zhì)。水貴為第一種具體描述的物質(zhì)概念，排在物體材料的總體特征后，地位可見一斑;水是萬物之源，在生命世界里，離開了水，幾乎所有有生命的物體都不復存在;水是人類生存的最基本、最重要的條件;而在技術工程領域，“水刀”這項黑科技聞名于世，通過技術手段，可以將源源不斷的“水能”轉(zhuǎn)換為“電能”，為人們提供高效、綠色、可持續(xù)的清潔能源。

指向?qū)W科核心素養(yǎng)的大單元設計，對落實立德樹人、發(fā)展學生終身學習能力、深化科學課程改革都是極為重要的。教師應從學科核心素養(yǎng)的高度審視大單元結構，以起統(tǒng)率作用的大概念、大項目為依據(jù)進行單元的整體教學設計，將概念模型建構與單元結構有機統(tǒng)一，這有利于提高學?？茖W教育質(zhì)量，不斷推動小學科學課程建設的健康發(fā)展。

【參考文獻】

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