◇楊志生（福建：漳州市長(zhǎng)泰區(qū)巖溪中心小學(xué)）

研究表明，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生在科學(xué)概念學(xué)習(xí)中存在如下問題：一是概念學(xué)習(xí)“零散”，學(xué)生很難將零散的知識(shí)點(diǎn)整合在一起而有效地建構(gòu)概念；二是概念學(xué)習(xí)“低淺”，學(xué)生用低階思維學(xué)習(xí)理解知識(shí)，最多只能學(xué)到形式化、符號(hào)化的知識(shí)。學(xué)生如果進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，這些問題就能迎刃而解。深度學(xué)習(xí)需要教師在大概念視域下統(tǒng)領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行概念學(xué)習(xí)。

一、大概念

大概念是在科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，能夠用于解釋和預(yù)測(cè)較大范圍自然界現(xiàn)象的概念，它是科學(xué)領(lǐng)域中的核心思想。教育心理學(xué)家布魯納認(rèn)為是“一般的概念”；心理學(xué)家埃里克森等認(rèn)為是學(xué)科核心，是“核心概念”；《美國(guó)新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》2013 年給大概念下了可以操作的定義，認(rèn)為大概念就像埃及的金字塔形狀，最上層是哲學(xué)概念，往下是跨學(xué)科概念，再往下是核心概念，最底層是科學(xué)小概念（具體的事實(shí)性知識(shí)、學(xué)科分解概念）。

研究表明，人們對(duì)科學(xué)大概念的認(rèn)識(shí)普遍有以下特征：（1）大概念是核心概念，因?yàn)樗窃诖罅渴聦?shí)的基礎(chǔ)上抽象概括而來的，具有明顯的統(tǒng)領(lǐng)性作用；（2）大概念是集合，因?yàn)樗梢詫⒏鞣N概念串聯(lián)起來，形成概念集合；（3）大概念具有廣泛的遷移性，因?yàn)樗c生活息息相關(guān)，有利于學(xué)生遷移解決問題。

二、單元教學(xué)

美國(guó)學(xué)者最早在1955 年提出了單元教學(xué)概念。單元教學(xué)有利于落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，最明顯的做法是用大概念的理念來組織單元教學(xué)內(nèi)容，不會(huì)局限于單一內(nèi)容以學(xué)生為中心，可以聚焦橫斷于各個(gè)學(xué)科的教學(xué)模式。它要求教師組織教學(xué)內(nèi)容要結(jié)構(gòu)化和情境化，學(xué)生用學(xué)習(xí)進(jìn)階來開展學(xué)習(xí)。在單元教學(xué)中，一般有以下單元類型：主題單元、大概念單元、項(xiàng)目學(xué)習(xí)單元、特定任務(wù)單元等。

三、大概念下單元知識(shí)層級(jí)建構(gòu)的意義

（一）有利于學(xué)生建構(gòu)科學(xué)知識(shí)

從具體事實(shí)到學(xué)科一般概念，再到學(xué)科大概念，拓展到跨學(xué)科概念，直至上升到哲學(xué)的觀點(diǎn)，概念呈現(xiàn)出一定的層級(jí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生從較低的概念層次上升到較高層次，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到完善，學(xué)習(xí)經(jīng)歷了抽象概括的過程。學(xué)生如果能夠掌握大概念，其應(yīng)用遷移的范圍就會(huì)更廣。教師越明白知識(shí)層次、概念之間的聯(lián)系，對(duì)教學(xué)就越具有重要的指導(dǎo)意義。

（二）有利于課程結(jié)構(gòu)化

教師引導(dǎo)學(xué)生在大概念下進(jìn)行單元知識(shí)學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，單元概念究竟有多大，取決于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的需要和教師對(duì)學(xué)科內(nèi)涵的理解以及把握。我們從大概念的角度來建立單元大概念體系，要從學(xué)科本質(zhì)、從具體的內(nèi)容出發(fā)。

四、大概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元教學(xué)設(shè)計(jì)

在大概念支撐下建立的單元教學(xué)設(shè)計(jì)可以有效打破學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)只見樹木不見森林的狀況。我們用大概念來進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，既要厘清基于大概念的單元知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)，又要確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、明確單元學(xué)習(xí)主要問題、設(shè)計(jì)單元學(xué)習(xí)流程等。

（一）基于學(xué)生核心素養(yǎng)，確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確主要問題

新課標(biāo)要求教師注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，在教學(xué)中落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。教師要考慮課標(biāo)要求制定相應(yīng)目標(biāo)，確定單元學(xué)習(xí)主要問題。以粵教版“熱與溫度”單元教學(xué)為例。根據(jù)三年級(jí)學(xué)生的身心特點(diǎn)及認(rèn)知規(guī)律，本單元主要解決熱是一種常見的自然現(xiàn)象、物體的冷熱程度用溫度來表示、用溫度計(jì)來測(cè)量溫度、溫度的變化會(huì)改變物體的狀態(tài)。聚焦“熱是能量的表現(xiàn)形式”單元大概念，據(jù)此制定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)：感受冷和熱，建立溫度概念；測(cè)量溫度掌握使用溫度計(jì)的技能；觀察實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)液體、氣體、固體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

（二）著眼教學(xué)設(shè)計(jì)落腳點(diǎn)，確定教學(xué)設(shè)計(jì)思路，開辟教學(xué)路徑

1.問題驅(qū)動(dòng)，明確單元設(shè)計(jì)思路

教師不僅要?jiǎng)?chuàng)設(shè)有效的情境，還要有明確的問題驅(qū)動(dòng)。唯其如此，才有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知建構(gòu)概念。

如粵教版三年級(jí)“熱與溫度”單元，可以做如下設(shè)計(jì)。

單元主題：熱與溫度。

核心概念：熱是能量的表現(xiàn)形式。

問題驅(qū)動(dòng)：自然界哪里冷，哪里熱；如何準(zhǔn)確判斷物體的冷熱程度；熱對(duì)物體會(huì)產(chǎn)生什么影響。

設(shè)計(jì)思路：熱現(xiàn)象—溫度、溫度計(jì)—溫度變化。

單元任務(wù)驅(qū)動(dòng)：感受冷與熱—了解溫度計(jì)、測(cè)量溫度—物體溫度變化。

2.概念驅(qū)動(dòng)，開辟課時(shí)探究路徑

教師圍繞概念展開單元教學(xué)。單元第一課《感受冷和熱》，通過大自然的冷熱現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生探究熱的表現(xiàn)形式。圍繞具體概念：熱可以改變物質(zhì)的狀態(tài)，以不同方式傳遞。教師創(chuàng)設(shè)如下教學(xué)情境：小明買了冰棍，小東發(fā)現(xiàn)冰棍很快融化了，問小明為什么不放進(jìn)冰箱里？在自然界里冷熱是普遍存在的。引發(fā)學(xué)生探究自然界里哪里冷，哪里熱。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生開展“冷熱的感覺”探究活動(dòng)，學(xué)生自然發(fā)現(xiàn)人體對(duì)冷熱的判斷是不準(zhǔn)確的。怎么辦呢？單元第二課引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入具體概念“用溫度來表示物體冷熱的程度，攝氏度是溫度的計(jì)量單位”探究中。教師幫助學(xué)生建立“溫度”的概念，認(rèn)識(shí)溫度計(jì)，學(xué)會(huì)用溫度計(jì)測(cè)量溫度。單元第三課進(jìn)一步探究具體概念“加熱或冷卻時(shí)物體的體積會(huì)發(fā)生變化時(shí)，物質(zhì)狀態(tài)會(huì)改變”物體在不同的溫度下會(huì)有什么變化。學(xué)生探究獲得液體、氣體、固體在溫度變化時(shí)都具有“熱脹冷縮”的現(xiàn)象。學(xué)生在單元核心概念“熱是能量的表現(xiàn)形式”統(tǒng)攝下圍繞具體概念，把知識(shí)有效地整合在一起，加深了對(duì)“熱”相關(guān)概念的理解。最后，教師讓學(xué)生設(shè)計(jì)制作“簡(jiǎn)易的溫度計(jì)”、自制“小噴泉”、學(xué)會(huì)“巧開瓶蓋”達(dá)到知識(shí)的融會(huì)貫通和遷移應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生在大概念下逐步探究建構(gòu)概念，真正提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

（三）確定表征具體概念，活化具體概念設(shè)計(jì)問題，有效建構(gòu)概念

教師在大概念體系下確定了單元教學(xué)目標(biāo)和課時(shí)教學(xué)安排后，要解決如何通過課時(shí)概念建構(gòu)來完成指向大概念理念的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步加深學(xué)生的有效整合學(xué)習(xí)。

1.確定具體概念

在準(zhǔn)確把握課標(biāo)的基礎(chǔ)上，抽象概括出大概念，再指向具體概念。如，《液體的熱脹冷縮》一課，就是在“熱是能量的表現(xiàn)形式”的大概念統(tǒng)攝下，讓學(xué)生通過經(jīng)歷科學(xué)事實(shí)，加熱或冷卻物體時(shí)的體積會(huì)發(fā)生變化，抽象概括出“熱可以改變物質(zhì)的狀態(tài)，以不同方式傳遞”的具體概念。

2.外顯具體概念

對(duì)概念進(jìn)行表征描述有利于制定可見的學(xué)習(xí)目標(biāo)?！兑后w的熱脹冷縮》一課可以從兩個(gè)角度對(duì)概念進(jìn)行描述。一是水在受熱時(shí)狀態(tài)發(fā)生了什么變化；二是水在受冷時(shí)狀態(tài)又發(fā)生了什么變化?；顒?dòng)要求學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真觀察、分析、比較、歸納。

3.活化具體概念

依據(jù)具體概念，在具體概念指引下設(shè)計(jì)教學(xué)問題，引導(dǎo)小學(xué)生建構(gòu)概念解決實(shí)際問題?！兑后w的熱脹冷縮》一課可以設(shè)計(jì)如下問題：（1）水會(huì)溢出來嗎？學(xué)生觀察裝滿水的錐形瓶受熱后，其液面有無變化。（2）水遇熱會(huì)脹？水遇冷縮嗎？學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究水在受熱或遇冷時(shí)體積有沒有發(fā)生變化。（3）實(shí)驗(yàn)觀察其他液體在溫度變化時(shí)狀態(tài)發(fā)生了哪些變化。

4.建構(gòu)具體概念

具體概念的建構(gòu)有利于指向單元大概念的建構(gòu)。在《液體的熱脹冷縮》一課教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)了如下教學(xué)活動(dòng)。

（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)

創(chuàng)設(shè)情境：波波在往水壺里裝水準(zhǔn)備燒開水。彬彬發(fā)現(xiàn)波波裝水裝得太滿后就提醒不要裝得太滿。引出問題：為什么不要裝得太滿？

（2）活動(dòng)探究

A.活動(dòng)：水會(huì)溢出來嗎? 將裝滿水的錐形瓶放入大燒杯中，往大燒杯里加入熱水。任務(wù)：觀看錐形瓶中液面的變化，水受熱后有沒有溢出來。水為什么會(huì)有這樣的變化？小結(jié)：水在受熱后可能體積變大了。

B.活動(dòng)：液體會(huì)熱脹冷縮嗎? 將帶有玻璃管的橡膠塞蓋緊裝滿水的錐形瓶。把錐形瓶按順序放入熱水、常溫水、冷水中。任務(wù)：觀察液柱的高度變化，探究溫度變化時(shí)水的體積是否發(fā)生改變？小結(jié)：水在受熱或受冷時(shí)會(huì)發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象。

C.活動(dòng)：其他液體會(huì)不會(huì)有這種現(xiàn)象？任務(wù)：嘗試用食用油、牛奶等不同液體進(jìn)行研究。小結(jié)：其他液體也和水一樣，受熱時(shí)體積膨脹了，遇冷時(shí)體積收縮了。

（3）總結(jié)建構(gòu)概念

液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

（4）拓展遷移應(yīng)用

是否可以利用液體的熱脹冷縮原理自制溫度計(jì)？

五、基于大概念的單元知識(shí)建構(gòu)教學(xué)意義

教師基于大概念進(jìn)行單元教學(xué)，可以直指學(xué)科本質(zhì)，學(xué)生可以把零散的知識(shí)有效整合在一起，可以有效遷移應(yīng)用知識(shí)，可以進(jìn)入深度學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)生核心素養(yǎng)落地具有重要意義。

（一）有利于學(xué)生深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。在大概念下學(xué)生很容易將新知識(shí)融入原有的知識(shí)倉庫，新舊知識(shí)容易建立聯(lián)系，學(xué)生掌握的知識(shí)容易遷移到新的情境中，問題容易得到解決。深度學(xué)習(xí)有利于學(xué)生形成高階思維和認(rèn)知，有利于知識(shí)的理解和遷移，有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新意識(shí)。深度學(xué)習(xí)涉及對(duì)信息的整合。以大概念進(jìn)行單元知識(shí)教學(xué)，學(xué)生可以把科學(xué)事實(shí)與已有概念聯(lián)系起來，把新知識(shí)整合到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去。

（二）有利于教師實(shí)施有效教學(xué)

教師利用大概念梳理單元知識(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行整合性教學(xué)，有利于學(xué)生既見樹木又見森林，學(xué)生的學(xué)習(xí)就不會(huì)處于零散的狀態(tài)。在大概念體系支撐下的單元知識(shí)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，學(xué)生的認(rèn)知邏輯處于較高水平，學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)能有效落地。