走向大概念

王偉文

摘 要 把科學教育作為趨向理解大概念的進程是目前科學教育的大方向。在實際的概念教學中存在著諸多教學疑難。本文根據學習進階理論認為，學習是一個長期、可持續發展的過程，學生需要相當長的一段時間來發展對核心概念真正深入、細致的理解，科學教學應圍繞某些核心概念進行長遠的設計，并提出相應的策略，力圖讓不同年級段的課程呈現核心概念的連貫一致、由淺入深、循序漸進。

關鍵詞 小學科學 大概念 學習進階

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實。走向“大概念”，選擇一些重要的科學觀念，用恰當的、生動的教育方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解，初步形成科學態度，掌握科學方法，了解科學精神。這是目前小學科學界形成的一個共識。當然，由于大概念是復雜的，在大多數情況下，它們的抽象程度遠遠超出了年幼兒童所能掌握的水平，在實際的教學必須從兒童早期對他們周圍物體和事件的探索開始，逐步發展出這些科學大概念和有關科學的大概念。本文將以生命世界領域教學為例，結合具體實踐，提出一些實施的策略。

1概念教學中存在的問題

小學生學習科學不僅是對科學知識和科學課中概念的理解和儲備，更應是修正、拓展自己觀念的過程。從這一層面上理解科學課的教學，就是轉變學生初始概念（前概念），從而建構科學概念的過程。生命科學探究的是活生生的生命世界，有些生命世界科學概念的建構可能需要幾個月甚至更長。所以小學科學生命科學的概念教學中，教師要循序漸進地引領學生從對生命世界領域里的已有的或模糊的認知轉向科學的、系統地建構概念的學習。但在實際的教學中，由于部分老師認識不到位、對學生概念建構過程缺乏有效的方法指導，由于學生年齡特點所引起的局限性，等等，在生命科學教學中存在著諸多教學疑難：

1.1前概念具有局限性和頑固性，一定程度上阻礙了科學概念的形成

學生在學習生命世界內容以前不是白紙一張，他們已經在生活實踐中形成了對生命世界的一些認知，我們稱之為前概念，但這些前概念由于受年齡、思維的限制，缺乏對生命世界的觀察和思考，使他們對生命領域認識是片面的、不準確的，甚至是錯誤的。

比如學生認為水里游的就是魚;天上飛的就是鳥;蘑菇是植物等等。一次，我們針對“鴨子是不是鳥”的調查中，結果有43%的學生認為不是鳥。這樣錯誤的概念對學生以后的學習可能產生很大影響，是學生接受正確概念的障礙和阻力。

又比如研究結果表明即使到了十一二歲，許多兒童在關于生命概念的解釋中還帶有萬物有靈論的影子。大部分6歲兒童還不能理解問題的含義，而常常做出自相矛盾的回答（比如，對生物和非生物的解釋是一樣的），或者就是不加區分得回答“是”或“不是”。6-9歲的兒童，利用一種萬物有靈的思維，或者更經常用一種綜合形式或運動或用途來確認物體是否具有生命。（比如太陽、風、云、雨等經常被學生賦予有生命。）

說明一些概念一經形成（比如萬物有靈）便有一定的頑固性，甚至一些十一二歲的兒童還有很大一部分持有萬物有靈論的觀點。

1.2生活經驗缺乏，部分學生存在著自然缺失癥現象，使科學概念的建構缺乏直觀認知的基礎

隨著工業化、城市化和現代化進程的加快，人與自然漸漸疏離，人類享受現代生活、依賴先進科技，大家被各種電子設備牽著走，“低頭族”越來越多。這些問題都是“自然缺失癥”的一個表象問題，這一點在兒童身上反映得尤為明顯。在城里長大的孩子已經失去了大自然天賦給人的靈性，已經習慣用物質代言快樂，無法與自然和諧共存。

1.3觀察不深入，探究毅力缺乏，長時觀察的難以堅持，使科學概念的建構不牢固

觀察是小學生研究生命世界的最常見和最首要的方法。由于受年齡特點和認識水平的限制，兒童早期主要用感官直接觀察周圍的生命事實，并進行定性描述，隨后發展到借助一定的工具進行間接觀察，定量描述將結果體現得更科學和簡明，觀察結果的描述漸漸嚴謹到具有統計學的意義。

在生命世界的觀察中，有很大一部分是長時間的觀察，學生缺乏持之以恒的學習動力，很難做到長時間對動植物的生長做跟蹤觀察和記錄，往往半途而廢，從而使學生在最后的交流、匯報階段出現編造數據的現象。

1.4教學方法的單一，部分老師以影像資料代替實際的觀察，使科學概念的建構浮于表面

生命世界的很多實驗活動，不像物理、化學類的可以在儀器室找到相應的實驗材料，在實驗室里完成，它必須深入到現場，有的還要經歷一個很長的周期，沒有事先的準備，光靠課堂上40分鐘是完成不了科學概念的建構。于是，有些老師就用影像資料來代替實際的觀察，這樣容易使原本充滿情趣的教學活動變得枯燥，甚至會導致部分學生出現厭學現象。

2走向“大概念”的實施策略

學習進階理論認為，學習是一個長期、可持續發展的過程，學生需要相當長的一段時間（少則2-3年，多則6-8年）來發展對核心概念真正深入、細致的理解。因此，我們的科學教學應圍繞某些核心概念進行長遠的設計，力圖讓不同年級段的課程呈現核心概念的連貫一致、由淺入深、循序漸進。如何解決在生命世界教學發展所帶來的疑難問題，筆者認為就是要以學習進階理論為指導，以大概念為理念進行生命科學教學設計和教學實施、評價。

2.1了解學生認知水平，找準學習進階的起點

維果斯基在“最近發展區”的理論中指出，教師應了解學生認知現有發展區和潛在發展區，關注學生的最近發展區，然后據此進行教學設計。因此，在生命科學教學時，了解和測查學生認知水平，找準生命科學學習進階起點，設計學生生命科學學習進階起點的問題，這是教師進行教學的重要原則。

在生命世界的概念教學中，有必要在了解學生的前概念基礎上，開展有效教學，不斷修正和完善學生的原有認知，不斷建構起科學概念，實現由“此岸”（前概念）到“彼岸”（科學概念）的自然過渡與銜接。

在了解前概念過程中，一般采取畫圖、調查測試、訪談、畫概念圖等。

小學生對概念的認識，在性質方面經歷一個從直觀屬性中解放出來，走向以本質的、一般的因素為基礎，最終逐步形成深刻而精確的概念的過程。

筆者在曾對部分二、三年級學生進行調查和訪談：

從上面所收集到學生前概念情況來看，低中段學生還處于一種具體形象的描述水平，絕大多數的學生認為“大象、小白兔、小貓、小鳥就叫動物”，“杏樹叫植物”、“花、草、樹叫植物”等。這樣的調查也為后面的教學明確了學習進階的起點。

2.2認真把握教學目標，確定學習進階的中間水平

學生的認知發展過程是復雜、連續的過程，是科學概念和前概念博弈的過程。在不同的學習情境下，學生的認知可能會沿著不同的方向發展，這個過程有可能會在科學概念和前概念間徘徊反復。

學習進階包括起點、終點和多個中間水平。這些中間水平，作為學生學習進階的思維發展路徑，是學生概念發展的踏腳石。如果學習進階的終點是教學的長期目標，那么中間水平就是教學的短期目標。我們每個單元、每個課時、每個階段的目標在一定程度都是學習進階的中間水平，比如“植物能適應環境，可制造和獲取養分來維持自身的生存”這一主要概念，下面又分為3個小概念，小概念下不同的學段又有不同的學習目標，比如“植物具有獲取和制造養分的結構”就分三個小目標（如下表）。

2.3精心組織探究活動，搭建學習進階的臺階

真正的探究活動必須以科學概念的建構為目標，科學概念是一節課的指路燈。教師要根據學生科學探究過程中的表現，搭建學習進階的臺階，精心指導、組織好探究活動。

如《花、果實和種子》是教科版四年級下冊第二單元“新的生命”第三課，為建構“植物和動物都能繁殖后代，使它們得以世代相傳”這一主要概念。在教學中，設計了三個探究活動：

活動一：抖一抖雄蕊的花藥，我發現 ;用手指碰一碰雌蕊的柱頭，我感覺 。

活動二：用雌蕊的柱頭去接觸紙上的花粉，我觀察到 。

活動三：用棉簽輕輕接觸雄蕊的花藥，我發現 ;用接觸過雄蕊花藥的棉簽在雌蕊柱頭上輕涂，我發現 。

并引導學生思考人工授粉中用到的棉簽相當于什么，棉簽接觸雌蕊的過程相當于什么。在探究活動中，總目標直指幫助學生去認識雌蕊和雄蕊的結構特征對于它的繁殖有著什么樣的作用。而這一目標設置又是契合了這個整個第二單元的單元總目標“認識生物的各種繁殖現象”。

“觀察活動、實驗活動不一定是科學探究”，探究能力的培養必須與某個具體的問題相聯系，必須有對實際對象的觀察，必須有關于實際對象的數據，必須有研討交流，必須有學生的自主參與。總之，只有指向科學概念的探究活動才是有意義的。

2.4指向生命科學大概念，明確學習進階的終點

學習進階是圍繞著學科大概念構建而成的，大概念在學習進階的設計中起到了“中心骨架”的作用。一方面，它能夠統整學科中的許多知識、技能和事實，使知識形成體系;另一方面，借助于統整后的知識體系，學生能夠組織、建構和擴展他們對科學的理解，從而達到解決問題的目的。與此同時，研究者通過觀察分析學生構建知識體系和模型的這一過程，能夠為學習進階中間水平的劃分和各個水平上學生發展特點的描述提供依據。

如《食物鏈與食物網》一課，側重研究生物體與生物體之間的關系，初步涉及動植物及微生物之間的依存關系，對動植物間的食物關系進行重點研究，認識食物鏈和食物網。食物關系其實質是指向“生物體內的物質與能量流動”這一大概念。

科學大概念的學習通常會伴隨學生的整個基礎教育過程。學習進階一方面使得對概念的學習具有連貫性，使之貫穿于整個科學學習的過程中;同時，也為概念學習的過程提供有力的實證數據，以支撐概念學習的完整性。

2.5建立長效機制，增強學習毅力

生命世界中探究內容豐富，開展實踐研究，如我校開展觀鳥、蝴蝶養殖實踐活動，同時引領孩子進行小課題的研究，讓學生在動手探究、參與、體驗的實踐過程中，感受生命世界的神奇和有趣。2017年，我校居然同學連續三年的觀鳥課題榮獲全國少年科學院小課題一等獎。2018年，吳錦軒的達摩鳳蝶養殖研究也榮獲一等獎，兩人均被評為全國小院士。實踐活動的開展，不僅有利于學生對動植物成長周期的觀察與記錄，更能提高學生的實踐探究能力，幫助學生體驗生命世界的神奇，從而建構生命世界單元的概念。

對于學生開展的長周期觀察活動，教師要采取合理的長效機制，引領學生在親歷活動中深化體驗，獲得刻骨銘心的感受和領悟。比如要確立明確的觀察目標。在長期觀察活動的初期，教師應多指導一些，幫助學生制定具體可行的計劃和觀察目標，當他們帶著目標去觀察時，學生的有效觀察就開始了。同時，要指導設計合理的觀察記錄單。和學生商量還觀察所用的表格，既能記錄觀察目標的特征和變化過程，又便于使用簡圖或簡單文字進行記錄。

當然，以學習進階理論為指導，以大概念的理念進行教學，對教師本身聯系到科學的大概念時會遇到特有的挑戰，學生的探究活動一般聚焦于他們周圍以及在這種環境中存在的生物與非生物。他們探究和觀察而引導到一些小的概念，這些小概念和科學的大概念之間的聯系可能看起來含糊。這樣就需要教師加強培訓，做到心中有大概念，教師本身對這些小概念和大概念之間的聯系的關系應該是很清晰的，要做到明確“走向何方”、“所在何處”。

參考文獻

[1] （英）溫·哈倫.以大概念理念進行科學教育[M].韋鈺譯.科學普及出版社，2016.

[2] （英）溫·哈倫.科學教育的原則和大概念[M]韋鈺譯.科學普及出版社，2011.

[3] 小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版集團，2017.