摘" 要" 隨著我國(guó)新課程改革的推進(jìn)，大概念教學(xué)模式已成為我國(guó)教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提倡遵循“少而精”的教學(xué)原則，將教學(xué)聚焦于科學(xué)核心概念。以新課標(biāo)為基礎(chǔ)，結(jié)合大概念教學(xué)與5E教學(xué)模式特點(diǎn)，探討并構(gòu)建能夠促進(jìn)義務(wù)教育科學(xué)課程更符合新課標(biāo)要求的教學(xué)模式，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的形成。通過(guò)設(shè)計(jì)具體的教學(xué)方案展開(kāi)教學(xué)實(shí)踐，用教學(xué)數(shù)據(jù)論證大概念教學(xué)與5E教學(xué)融合對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的有效性。

關(guān)鍵詞" 大概念教學(xué)；5E教學(xué)模式；新課標(biāo)；核心素養(yǎng)；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G632.4" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）23-0-05

0" 引言

科學(xué)是一門(mén)需要學(xué)生自主構(gòu)建概念的探索性課程，但目前的科學(xué)教學(xué)仍依賴知識(shí)傳授。零散、碎片化的科學(xué)知識(shí)在學(xué)生腦海中的堆砌，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的培養(yǎng)和科學(xué)思維的發(fā)展，科學(xué)課堂亟須尋求新的教學(xué)方法和理念?？茖W(xué)教育的最終目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，促使學(xué)生自主建構(gòu)科學(xué)概念[1]，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。為了落實(shí)該目標(biāo)，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)）提出聚焦核心概念，在學(xué)習(xí)學(xué)科核心概念的基礎(chǔ)上，理解跨學(xué)科概念[2]。大概念的精要之處就是要體現(xiàn)科學(xué)學(xué)科的基本內(nèi)容，反映科學(xué)本質(zhì)，但科學(xué)大概念的落實(shí)離不開(kāi)具體的教學(xué)實(shí)踐[3]。因此，在新課標(biāo)指導(dǎo)下，結(jié)合科學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，本研究以初一“觀察生物”單元為例，探討基于科學(xué)核心大概念的更符合新課標(biāo)要求的科學(xué)教學(xué)路徑和方案，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

1" 適應(yīng)新課標(biāo)的科學(xué)教學(xué)相關(guān)理論分析

2022年3月教育部頒布的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出要立足學(xué)生的核心素養(yǎng)，將科學(xué)課程的目標(biāo)分為科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面。同時(shí)，新課標(biāo)注重科學(xué)概念間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)[4]。為了改變現(xiàn)階段科學(xué)教育存在的問(wèn)題，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，可以在教學(xué)中引入5E教學(xué)模式和大概念教學(xué)，以構(gòu)建更符合新課標(biāo)的科學(xué)教學(xué)路徑。下面是對(duì)科學(xué)教學(xué)路徑相關(guān)理論的解讀：

根據(jù)科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提煉5E教學(xué)模式思想對(duì)教學(xué)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。5E教學(xué)模式是1989年美國(guó)科學(xué)課程研究的領(lǐng)軍者拜比（R.Bybee）在建構(gòu)主義理論基礎(chǔ)上提出的一種科學(xué)教育的教學(xué)模式[5-6]，共分為引入、探究、解釋、遷移、評(píng)價(jià)五個(gè)學(xué)習(xí)階段[7]。5E教學(xué)模式的核心旨在關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，打破以教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式的禁錮，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生深入理解遷移知識(shí)，成為知識(shí)的探索者。

新課標(biāo)提出要用科學(xué)大概念引領(lǐng)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容，提倡進(jìn)行大概念教學(xué)。2017年，教育部在頒布的《普通高中課程方案（2017年版）》中首次提出大概念教學(xué)。2022年4月頒布的新課標(biāo)中，強(qiáng)調(diào)聚焦概念教學(xué)，用科學(xué)大概念統(tǒng)領(lǐng)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容。由此可見(jiàn)，科學(xué)大概念在科學(xué)學(xué)習(xí)中起著關(guān)鍵作用并服務(wù)學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展。

2" 科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，大多數(shù)科學(xué)教師偏重于概念講授，在教學(xué)過(guò)程中重概念記憶而輕概念理解。就學(xué)生的科學(xué)學(xué)科成績(jī)和科學(xué)技能發(fā)展來(lái)看，該教學(xué)模式不利于學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，形成完整的科學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，阻礙學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的發(fā)展。

2.1" 教學(xué)內(nèi)容分析

浙教版七年級(jí)上冊(cè)《科學(xué)》教材“觀察生物”單元以“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”這一核心概念統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容，單元教學(xué)按照細(xì)胞水平→生物個(gè)體水平→生物多樣性的順序?qū)訉舆f進(jìn)，旨在對(duì)學(xué)生的前科學(xué)概念進(jìn)行知識(shí)重構(gòu)，并使學(xué)生從細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體、群體等方面建立完整的物質(zhì)系統(tǒng)層次理念網(wǎng)絡(luò)。

2.2" 學(xué)情分析

學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)接觸過(guò)許多生物，對(duì)生物的特點(diǎn)及生活習(xí)性有一定的了解，但是對(duì)生物的相關(guān)知識(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，不能建立完整的“物質(zhì)系統(tǒng)的層次”體系。本章節(jié)內(nèi)容從微觀層面深入研究，促進(jìn)學(xué)生建立生物體、系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞之間的關(guān)系理念，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3" 基于科學(xué)大概念的5E教學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)

為了解決初中科學(xué)大概念教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地提出相應(yīng)的對(duì)策，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在新課標(biāo)指導(dǎo)下，進(jìn)行科學(xué)學(xué)科大概念統(tǒng)攝下的教學(xué)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)階。

3.1" 教學(xué)流程設(shè)計(jì)

威金斯、卡拉·馬歇爾、南?！じダ椎葘W(xué)者通過(guò)對(duì)大概念教學(xué)的探索研究，最終將該教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)化為準(zhǔn)備、建構(gòu)、應(yīng)用、反思四個(gè)階段[8]。大概念教學(xué)的四個(gè)階段與5E教學(xué)模式的五個(gè)環(huán)節(jié)相互對(duì)應(yīng)、目標(biāo)一致，因此可以將二者融合進(jìn)行科學(xué)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程的設(shè)計(jì)。大概念教學(xué)與5E教學(xué)相融合教學(xué)流程圖見(jiàn)圖1。

3.2" 以大概念為統(tǒng)攝的單元教學(xué)目標(biāo)與課時(shí)拆解

教科版七年級(jí)上冊(cè)《科學(xué)》教材第二單元“觀察生物”主要分為6小節(jié)共17課時(shí)的內(nèi)容，根據(jù)2022年新課標(biāo)的教學(xué)要求，將本單元的教學(xué)目標(biāo)按照科學(xué)核心素養(yǎng)即科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面進(jìn)行劃分，基于“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”這一科學(xué)大概念分別設(shè)計(jì)單元教學(xué)目標(biāo)和分課時(shí)教學(xué)目標(biāo)。本單元以生物的微觀層次為線索，分別從細(xì)胞水平、生物個(gè)體水平、生物多樣性等方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念結(jié)構(gòu)化。第一節(jié)“生物與非生物”從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，展現(xiàn)生物的基本特征；第二節(jié)“細(xì)胞”通過(guò)對(duì)細(xì)胞學(xué)說(shuō)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的講解，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；第三節(jié)“生物體的層次結(jié)構(gòu)”涵蓋了細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)與分化，動(dòng)植物的組織、器官和系統(tǒng)等內(nèi)容，逐步建立結(jié)構(gòu)和層次的理念；第四節(jié)“常見(jiàn)的動(dòng)物”和第五節(jié)“常見(jiàn)的植物”根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)動(dòng)植物進(jìn)行分類，幫助學(xué)生了解不同類別生物的主要特征及生活習(xí)性；第六節(jié)“生物多樣性”對(duì)前幾節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了拓展，促進(jìn)單元整體科學(xué)概念的結(jié)構(gòu)化，同時(shí)激發(fā)學(xué)生保護(hù)生物多樣性的責(zé)任感。

3.3" 挖掘“觀察生物”單元大概念

大概念是整個(gè)單元教學(xué)的核心，教學(xué)流程的展開(kāi)都是圍繞它而展開(kāi)的[9]。因此，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)之前，要提煉教材中的大概念，為教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展奠定統(tǒng)領(lǐng)目標(biāo)。大概念是具體知識(shí)背后的核心內(nèi)容，必須基于單元課程內(nèi)容，在新課標(biāo)的指導(dǎo)下，指向?qū)W生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。依據(jù)新課標(biāo)，從“觀察生物”的單元課程內(nèi)容來(lái)看，其指向的學(xué)科核心大概念為“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”。再?gòu)倪@個(gè)核心大概念出發(fā)，依次劃分出次級(jí)大概念、基礎(chǔ)概念以及基本知識(shí)（學(xué)科事實(shí)與現(xiàn)象），形成單元概念圖。教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要挖掘單元整體思想，提煉教學(xué)單元大概念，用大概念梳理各個(gè)層級(jí)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，形成單元系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)整體教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突進(jìn)而自主探究，層層遞進(jìn)，促使學(xué)生對(duì)科學(xué)事實(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生新知的建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

4" 教學(xué)實(shí)踐效果分析

通過(guò)測(cè)驗(yàn)的方式對(duì)使用本案例進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐后的效果進(jìn)行分析。

4.1" 實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇與實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇浙江省杭州市某初中七年級(jí)的703班和704班（兩個(gè)班各有37名學(xué)生），兩個(gè)班均屬于平行班并且由同一個(gè)科學(xué)教師進(jìn)行授課，將703班作為對(duì)照組，704班作為實(shí)驗(yàn)組。本研究通過(guò)對(duì)比基于科學(xué)大概念的科學(xué)課程5E教學(xué)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)兩種教學(xué)方式的教學(xué)效果、學(xué)生新概念的掌握情況、第一次月考成績(jī)及單元考試成績(jī)情況，尋找更符合新課標(biāo)的科學(xué)教學(xué)路徑和方案。

4.2" 統(tǒng)計(jì)分析方法

運(yùn)用SPSS 25.0對(duì)學(xué)生的第一次月考成績(jī)（前測(cè)）和七年級(jí)上冊(cè)“觀察生物”單元測(cè)試成績(jī)（后測(cè)）進(jìn)行t檢驗(yàn)分析，主要用到以下兩種方法。

1）對(duì)703班和704班的前測(cè)成績(jī)、703班和704班的后測(cè)成績(jī)分別進(jìn)行雙側(cè)檢驗(yàn)，對(duì)比兩個(gè)班的兩次成績(jī)是否有顯著差異；

2）對(duì)比704班的前后測(cè)成績(jī)，分析其后測(cè)成績(jī)是否顯著提高。

4.3" 實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組前測(cè)對(duì)比分析

對(duì)703班和704班的第一次月考成績(jī)做獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，其結(jié)果如表1所示，由樣本計(jì)算的兩個(gè)班級(jí)之間的方差差異F值等于0.084，顯著性概率P為0.773（＞0.05，呈方差齊性），而t檢驗(yàn)中兩個(gè)班級(jí)學(xué)生總成績(jī)顯著性（雙尾）是0.729，大于0.05，說(shuō)明兩個(gè)班級(jí)的前測(cè)成績(jī)沒(méi)有顯著性差異。

4.4" 實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組后測(cè)對(duì)比分析

同樣對(duì)兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的后測(cè)成績(jī)做獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，其結(jié)果如表2所示。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，t檢驗(yàn)中兩個(gè)班級(jí)學(xué)生總成績(jī)顯著性（雙尾）小于0.05，可以推斷兩個(gè)班級(jí)的均值有顯著性差異，即703班與704班的后測(cè)成績(jī)有顯著的差異，說(shuō)明指向科學(xué)大概念的科學(xué)課程5E教學(xué)方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了明顯的影響。

4.5" 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生前后測(cè)成績(jī)單樣本檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證不同的學(xué)習(xí)方式是否會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)組的前后測(cè)成績(jī)產(chǎn)生影響，本研究又對(duì)實(shí)驗(yàn)組的兩次成績(jī)進(jìn)行了單樣本檢測(cè)。如圖2所示，實(shí)驗(yàn)組的兩次成績(jī)均服從正態(tài)分布。

在單樣本檢驗(yàn)中，將前測(cè)和后測(cè)兩次成績(jī)作為變量，其結(jié)果見(jiàn)表3。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)組前后兩次考試成績(jī)可以分析出，實(shí)驗(yàn)班后測(cè)所表現(xiàn)出的對(duì)科學(xué)概念的掌握能力強(qiáng)于實(shí)驗(yàn)之前，且有顯著性差異，因此，本文研究的基于5E教學(xué)模式的科學(xué)大概念教學(xué)設(shè)計(jì)是可行的。

5" 總結(jié)與建議

對(duì)實(shí)踐教學(xué)效果進(jìn)行量化分析的數(shù)據(jù)表明，指向科學(xué)大概念的科學(xué)課程5E教學(xué)方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了較顯著的影響，在提高學(xué)生的概念理解能力方面比傳統(tǒng)的教學(xué)方法更有效。其中，大概念教學(xué)將零散的知識(shí)、科學(xué)事實(shí)與基礎(chǔ)概念等聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)系統(tǒng)的概念圖，使科學(xué)知識(shí)更加結(jié)構(gòu)化，實(shí)現(xiàn)知識(shí)之間的深度聯(lián)結(jié)和拓展。而在核心大概念目標(biāo)的指引下，5E教學(xué)模式通過(guò)引入、探究、解釋、遷移、評(píng)價(jià)的教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生概念變化的過(guò)程起著重要作用，促進(jìn)了概念的理解。在真實(shí)情境中以任務(wù)的形式引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生修正了在之前學(xué)習(xí)、生活中形成的錯(cuò)誤“前科學(xué)概念”，從而建構(gòu)起新的科學(xué)概念體系。將大概念教學(xué)與5E教學(xué)模式相結(jié)合，可以有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面的科學(xué)核心素養(yǎng)，促進(jìn)新課標(biāo)指導(dǎo)下科學(xué)教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)。

為了充分體現(xiàn)該教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，總結(jié)以下幾點(diǎn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

5.1" 注重學(xué)生概念建構(gòu)，教學(xué)體現(xiàn)科學(xué)整體思維

在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)提煉教材中的大概念，層層遞進(jìn)，讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)，為之后學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，促進(jìn)完整科學(xué)概念體系的建立，從而形成整體的科學(xué)學(xué)習(xí)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維發(fā)展。

5.2" 聚焦大概念，立足科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展

新課標(biāo)重視學(xué)科大概念，要求以學(xué)科大概念為核心，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。因此，教師在設(shè)計(jì)科學(xué)教學(xué)流程時(shí)科學(xué)概念的引出要切合實(shí)際，強(qiáng)調(diào)情境性學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在探究的過(guò)程中通過(guò)對(duì)具體事實(shí)的理解、歸納總結(jié)，自主構(gòu)建大概念。

5.3" 理論與實(shí)踐結(jié)合，強(qiáng)化科學(xué)學(xué)習(xí)

只有在充分理解的基礎(chǔ)上學(xué)生才能進(jìn)行概念的構(gòu)建，而探究式實(shí)踐活動(dòng)能幫助學(xué)生不斷修正認(rèn)知，在利用新的概念解釋其他科學(xué)問(wèn)題、科學(xué)事實(shí)的過(guò)程中，能夠促進(jìn)學(xué)生把握科學(xué)本質(zhì)，樹(shù)立正確的科學(xué)觀。

6" 參考文獻(xiàn)

[1] 哈倫.科學(xué)教育的原則和大概念[M].韋鈺，譯.北京：科學(xué)普及出版社，2011：2.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[3] BAHTAJI M A A. The role of math and science exposure on the effect of 5E instructional model in physics conceptions[J].Journal of Baltic Science Education，2021，20（1）：10-20.

[4] 郭華.落實(shí)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)突顯學(xué)生主體地位：2022年版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2022，49（4）：107-115.

[5] 吳成軍，張敏.美國(guó)生物學(xué)“5E”教學(xué)模式的內(nèi)涵、實(shí)例及其本質(zhì)特征[J].課程·教材·教法，2010，30（6）：108-112.

[6] GILLIES R M， MARY R. Using visual， embodied， and language representations to teach the 5E instructional model of inquiry science[J]. Teaching and Teacher Education， 2020， 87.

[7] BYBEE R W. Guest Editorial： The BSCS 5E instructional model： personal reflections and contemporary implications[J].Science amp; Children，2014，51（8）：10-13.

[8] 劉恩山.《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的變化及其影響[J].人民教育，2017（7）：46-49.

[9] 劉徽，徐玲玲.大概念教學(xué)過(guò)程的階段和方法設(shè)計(jì)[J].上海教育，2020（11）：42-44.