大概念理念滲透下小學(xué)科學(xué)教學(xué)探究論文
摘要：2017年修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》對大概念理念下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)進(jìn)行了強調。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)大概念， 應在橫向拓展中建構知識體系， 在縱向深入中建構科學(xué)方法， 在螺旋遞進(jìn)中建構層級概念， 以幫助學(xué)生廣泛、系統地吸納知識， 快速有效地運用知識， 建立一個(gè)完整的世界理解與認知， 初步形成科學(xué)態(tài)度、掌握科學(xué)方法、理解科學(xué)精神， 構建出一個(gè)健康、協(xié)調發(fā)展的基礎。
關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)； 大概念； 教學(xué)策略；
2017年伊始， 新修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》正式出臺， 相較于舊版課標， 主要在6個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)修訂。除卻廣受關(guān)注的低年級的課程確定恢復以外， 還涉及到學(xué)科素養、課程目標、教學(xué)內容、理念變革等方面的修訂。在重點(diǎn)修訂內容中， 所涉及的科學(xué)教學(xué)要基于大概念基礎實(shí)施的理念也是頗受關(guān)注。
《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準 （2017年版） 》中具體詳細地列出了18項科學(xué)大概念， 其中物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域6項， 生命科學(xué)領(lǐng)域9項， 技術(shù)與工程領(lǐng)域3項， 并這樣寫(xiě)道：“教材的整體設計要呈現出不同科學(xué)知識之間的關(guān)聯(lián)， 一些科學(xué)知識之間存在邏輯順序要利于學(xué)生感悟這種順序。某些知識之間存在著(zhù)非本質(zhì)的內在聯(lián)系， 這種聯(lián)系體現在相同的內容領(lǐng)域， 也體現在不同的內容領(lǐng)域。幫助學(xué)生理解類(lèi)似的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系， 并根據學(xué)生年齡特征與知識積累， 在遵循科學(xué)性的前提下， 采用逐級遞進(jìn)、螺旋上升的原則進(jìn)行進(jìn)階性的教學(xué)， 展示科學(xué)知識的整體性和科學(xué)方法的一般性， 這是科學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)�！盵1]
《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準 （2017年版） 》對大概念滲透科學(xué)教育的強調痕跡非常明顯， 那究竟什么是大概念呢？為何要強調大概念？而大概念理念又將如何滲透到我們日�？茖W(xué)教學(xué)中呢？就相關(guān)問(wèn)題筆者嘗試進(jìn)行研究， 希望能為一線(xiàn)小學(xué)科學(xué)教育工作提供一些教學(xué)參考。
一、科學(xué)大概念及其內容
科學(xué)大概念和日常教學(xué)中提及的“概念”和“科學(xué)概念”均有所不同， 它是可以適用于解釋和預測較大范圍內的物體和現象的概念， 它是能夠整合眾多科學(xué)知識的科學(xué)學(xué)習的核心。與其相對應的概念稱(chēng)之為小概念， 小概念是只能運用于特定觀(guān)察和實(shí)驗的概念。在科學(xué)學(xué)習過(guò)程中， 礙于科學(xué)知識的綜合性特征， 我們無(wú)法學(xué)習完所有的科學(xué)知識。因此， 我們試圖通過(guò)趨向于核心概念的進(jìn)展過(guò)程來(lái)解決這一困難， 把這些概念稱(chēng)為科學(xué)上的大概念�？茖W(xué)大概念是在具體科學(xué)概念的基礎上形成的， 對科學(xué)事實(shí)和科學(xué)事業(yè)更為宏觀(guān)而具概括性的認識和觀(guān)念[2]。
大概念主要包含兩個(gè)內容——核心概念與共通概念。核心概念是在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域具有統領(lǐng)作用的概念， 它是側重于統一學(xué)科內部的重要概念[3]。它是科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中的基軸與核心， 是能把零散的科學(xué)知識串珠成鏈的金絲線(xiàn)， 能幫助學(xué)生理解和研究更復雜、更難解決的問(wèn)題的關(guān)鍵知識， 能在多個(gè)年級中進(jìn)行主題式的持續教學(xué)， 從而實(shí)現教學(xué)的螺旋式上升和層級性攀爬。因此， 核心概念既是基礎也是內核， 能聚焦學(xué)科知識， 更能衍生學(xué)科知識。共通概念則是側重于不同學(xué)科之間共同涉及的概念， 它是多門(mén)學(xué)科內部概念的同一體現， 可以幫助學(xué)生將不同學(xué)科領(lǐng)域中相互關(guān)聯(lián)的知識組織成科學(xué)、連貫、條理清晰的對客觀(guān)世界的認知[4]。
二、大概念滲透教學(xué)的意義
早在4年前美國頒布的《新一代科學(xué)教育標準》中就已提出：“科學(xué)教育內容要圍繞科學(xué)大概念來(lái)組織與實(shí)施�！睂⒋蟾拍罾砟顫B透教學(xué)中究竟意欲何在呢？筆者認為大概念理念指導教學(xué)至少有以下兩項優(yōu)勢：
1、 廣泛、系統地吸納知識
科學(xué)是一門(mén)集物理、化學(xué)、生物、天文、地理等多學(xué)科于一身的綜合性學(xué)科， 學(xué)科知識范圍廣， 密度大。事實(shí)上科學(xué)知識本身就是成幾何級數增加的， 所以無(wú)論是教師還是學(xué)生， 在有限的學(xué)習時(shí)間內所能教或學(xué)的知識是非常有限的。而大概念理念滲透下的教學(xué)方式可以引領(lǐng)學(xué)生實(shí)現一個(gè)趨于核心概念的進(jìn)展過(guò)程， 有助于學(xué)生建構一個(gè)蛛網(wǎng)式的， 具有關(guān)聯(lián)性、發(fā)散性的知識領(lǐng)域。在這個(gè)系統中， 學(xué)生能夠接觸與思考以核心概念為內核的、更為寬泛的學(xué)科知識體系， 從而幫助學(xué)生舉一反三、觸類(lèi)旁通。讓學(xué)生身處完整與全面的體系中學(xué)習， 能促進(jìn)學(xué)生整體思維能力的形成， 這樣的教學(xué)方式可以促進(jìn)學(xué)生更廣泛、更高效地吸納知識。
2、 快速有效地運用知識
在《人是如何學(xué)習的》一書(shū)中提到了專(zhuān)家與新手的差異， 當他們完成相同的任務(wù)時(shí)， 專(zhuān)家與新手所反映出的水平差異很大。專(zhuān)家之所以能夠高效地完成任務(wù)， 原因就在于相較于新手， 專(zhuān)家在特定的領(lǐng)域中具有系統而完整的專(zhuān)業(yè)知識體系[5]�？梢�(jiàn)， 寬泛的知識體系有助于增加學(xué)生對有意義的信息模式的敏感度， 決定了其所關(guān)注的事物能否在特定的環(huán)境中進(jìn)行快速有效的理解、記憶、組織、推理、再現及運用。
三、基于大概念的教學(xué)策略
有研究表明， 學(xué)生在接受正式的科學(xué)教育之前， 其腦海已經(jīng)存在“相對原始卻又并不準確”的初始概念， 我們稱(chēng)之為前概念。前概念在學(xué)生的腦海中以一定的“結構”形式所存在， 但這種結構更多的是以表象的形式存在， 而對內在學(xué)科本質(zhì)的理解還是需要通過(guò)全面、多元、深層的學(xué)習去獲取。如今， 由于學(xué)習環(huán)境的改變， 學(xué)生的成長(cháng)經(jīng)歷與以往相比發(fā)生了很大的變化， 沿用傳統的教學(xué)方式難以滿(mǎn)足學(xué)生的成長(cháng)需求。因此， 需要我們在教學(xué)過(guò)程中根據學(xué)生的特點(diǎn)及需求去建構以大概念為基礎的教學(xué)結構， 以此來(lái)促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解和科學(xué)素養的培養。日常所進(jìn)行的學(xué)習活動(dòng)如何依托大概念理念進(jìn)行實(shí)施？其實(shí)是取決于我們的教學(xué)法——如何幫助學(xué)生進(jìn)行內容擴展與關(guān)聯(lián)， 在此筆者提出三個(gè)策略：
1、 在橫向拓展中建構知識體系
教學(xué)中如何避免科學(xué)知識的碎片化與零散化？教師有意識地依托大概念， 為學(xué)生建構完整的學(xué)科知識體系是一項有效的措施。只有這樣， 才能確保學(xué)生獲得關(guān)于科學(xué)及生活的圖像， 并由互為關(guān)聯(lián)的物體組合而成。正如一棟高樓并非是簡(jiǎn)單的用磚頭堆起， 科學(xué)也是如此， 它并非由一些相互孤立的事實(shí)堆砌[6]。所以教師在教學(xué)過(guò)程中， 要有意識地幫助學(xué)生去進(jìn)行橫向的知識關(guān)聯(lián)， 而非就內容論內容， 就現象論現象， 更不能就知識論知識， 而是要統籌教材、關(guān)聯(lián)內容、勾連內涵， 追尋本質(zhì)。以《尋找土壤中的小動(dòng)物》對比教學(xué)的片段為例：
小概念教學(xué)：
師：同學(xué)們， 翻開(kāi)土壤， 大家都發(fā)現土壤中生活著(zhù)哪些小動(dòng)物？
生：蚯蚓、螞蟻、屎殼郎、蝸�！�
師：同學(xué)們很仔細， 下面讓我們來(lái)觀(guān)察觀(guān)察這些小動(dòng)物都有什么特點(diǎn)？
大概念教學(xué)：
師：同學(xué)們， 翻開(kāi)土壤， 大家都發(fā)現土壤中生活著(zhù)哪些小動(dòng)物？
生：蚯蚓、螞蟻、屎殼郎、蝸�！�
師：同學(xué)們很仔細， 那我們先來(lái)看看蚯蚓， 大家覺(jué)得它能夠長(cháng)時(shí)間離開(kāi)土壤生活嗎？為什么？
生：不能， 它需要濕潤的環(huán)境， 還要充足的氧氣、舒適的溫度和足夠的食物……
師：那你們找到的其他動(dòng)物是不是也和蚯蚓一樣需要這樣的環(huán)境才能生活？
生：蝸牛也是這樣。
師：那蚯蚓、蝸牛等為什么需要這樣的生存環(huán)境呢？ （引導學(xué)生發(fā)現生物體需要長(cháng)時(shí)間進(jìn)化以形成特定的功能）
案例中的'小概念教學(xué)方式僅僅是圍繞現象談現象， 而大概念教學(xué)方式是引導學(xué)生通過(guò)某一現象去關(guān)聯(lián)其他相關(guān)內容， 尋找事物的共通點(diǎn)， 理解一些涉及物體、現象以及它們在自然界中的相互關(guān)系， 從生物的現象到特點(diǎn)， 再到生物的進(jìn)化， 實(shí)現現象背后的本質(zhì)挖掘。
2、 在縱向深入中建構科學(xué)方法
除卻橫向的知識整合與勾連， 科學(xué)教育還應該在促進(jìn)學(xué)生理解有關(guān)科學(xué)方法、科學(xué)探究及推理上面滲透大概念理念�？茖W(xué)方法、科學(xué)探究的縱向建構意味著(zhù)教師要給學(xué)生提供方法建構的深度空間， 引領(lǐng)學(xué)生通過(guò)自身挖掘探究方法來(lái)深化自己的理解。在這個(gè)過(guò)程中， 他們收集和運用數據來(lái)驗證想法。學(xué)生是以發(fā)展理解、尋求突破點(diǎn)的方法參與活動(dòng)， 教師有意識地、縱向深入地培養學(xué)生在科學(xué)方法上的認知與發(fā)展， 將幫助學(xué)生形成對科學(xué)本身的大概念。以《觀(guān)察植物細胞》教學(xué)片段為例：
師：剛才我們發(fā)現往蘿卜杯里倒入30ml鹽水， 過(guò)了一會(huì )水量變多了， 這是什么原因呢？
生：應該是鹽水起的作用。
師：如何證明呢？
生：往蘿卜杯里倒入同樣多的清水試試。
�。▽�(shí)驗嘗試）
師：我們發(fā)現倒入清水的蘿卜杯液體量沒(méi)有發(fā)生變化。那鹽水杯液體量為什么會(huì )增加呢？有什么辦法能證明為什么會(huì )發(fā)生這種現象？
生：可能是蘿卜里面的水分被鹽水吸出來(lái)了， 可以用顯微鏡看看鹽水杯蘿卜細胞結構， 再看看清水杯蘿卜細胞結構， 進(jìn)行對比觀(guān)察。
�。▽W(xué)生實(shí)驗）
師：有什么發(fā)現？
生：鹽水中的細胞結構比較緊密， 細胞膜與細胞壁分離。
師：把鹽水倒掉， 再倒入30ml清水， 再觀(guān)察水量？
生：水量變少。
師：繼續想辦法證明現象， 尋找原因。
�。▽W(xué)生再次觀(guān)察切片）
這個(gè)案例中學(xué)生通過(guò)多次對比、深入挖掘科學(xué)探究方法來(lái)進(jìn)行相關(guān)概念的自主建構。方法的縱向深入， 讓學(xué)生了解到細胞結構的特性， 物質(zhì)的存在方式和相互作用。這樣的教學(xué)方式為學(xué)生帶來(lái)的是科學(xué)大概念的自主建構。
3、 在螺旋遞進(jìn)中建構層級概念
將大概念的理念滲透科學(xué)課堂絕非是一兩節課可以完成的， 而應是一個(gè)具有連續性、周期性的過(guò)程。在小學(xué)六年的每個(gè)年段， 甚至是每個(gè)年級中， 任何關(guān)于學(xué)科內容的理解都應該是建立在已有的概念、技能和意愿基礎之上的攀爬， 然后在回望中收集有關(guān)的想法、信息， 作為下一步教學(xué)的基礎， 隨后繼續向上攀爬……所以大概念的滲透應該是在一種螺旋遞進(jìn)的過(guò)程中的滲透， 由此幫助學(xué)生建構具有層級的概念體系。以大概念在《物體具有一定特性， 材料具有一定性能》教學(xué)中的層級建構為例：
二年級結束時(shí)：物質(zhì)以不同的類(lèi)型存在， 有分為固體、液體、氣體。
四年級結束時(shí)：物質(zhì)可以以不同的形態(tài)存在， 某種物質(zhì)既可以是固體也可以是液體或氣體， 這取決于溫度�？梢园凑詹牧系目捎^(guān)察性質(zhì)、用途、天然還是人造的， 對材料進(jìn)行描述和分類(lèi)。各種物質(zhì)都是由一系列小碎片組成。
六年級結束時(shí)：任何物質(zhì)都可以被切分成小到用肉眼看不見(jiàn)的微粒， 但它仍然存在， 且可以借助其他方法探測出來(lái)。當物質(zhì)的形態(tài)發(fā)生變化， 甚至是在一些看似物質(zhì)消失的變化中 （如溶解、蒸發(fā)） ， 物質(zhì)的量是守恒的。
由此可見(jiàn)， 每一個(gè)層級的攀爬都是在前一個(gè)層級的基礎上進(jìn)行的。相較于前一個(gè)層級， 相互之間既有重疊也有獨立， 所以大概念是在一種螺旋遞進(jìn)的過(guò)程中逐步實(shí)現層級的建構的。
總而言之， 基于大概念理念下的科學(xué)教學(xué)， 學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究過(guò)程， 可以更全面地了解概念背后的學(xué)科本質(zhì)， 獲得更多的體驗感悟。這將有助于學(xué)生建立一個(gè)完整的對世界的理解與認知， 初步形成科學(xué)態(tài)度、掌握科學(xué)方法、理解科學(xué)精神， 構建出一個(gè)健康、協(xié)調發(fā)展的基礎。
參考文獻
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