圍繞核心概念組織小學科學單元教學設計

摘 要 單元教學為落實學科核心素養、提升課堂效率搭建了有效的學習路徑。針對小學科學教材中有關“植物”的內容，就如何圍繞核心概念組織單元建構與教學設計，進而培養學生的科學學科核心素養，提出實施策略：重構內容單元，凸顯知識層級結構;聚焦學科本質，提煉有效問題鏈;基于學習進階，統合單元教學目標;設置真實情境，促進科學思維發展;注重過程表現，采取多元評價方式。

關鍵詞 核心概念 小學科學 學科核心素養 單元教學設計

單元教學作為有效落實學科核心素養、提升課堂效率的重要方式，成為當前教育界廣泛熱議的話題?；趯W生認知水平，圍繞核心概念對學習單元進行建構與設計的小學科學單元教學，不僅可以對具體的科學事實和知識點進行歸納提煉，扭轉課時教學設計中暴露出的知識碎片化、課堂效率低下的問題，有利于學生學科知識的系統化與結構化，促進有意義建構，而且可實現由淺入深的學習躍遷，在培養科學思維品質的同時，幫助學生在真實情境中提高解決問題的能力，進而讓科學學科核心素養真正落到實處。本文以小學科學教材“植物”單元為例，探討單元教學的設計策略與實施路徑。

一、整體布局，形成體系——圍繞核心概念建構內容單元

當前小學科學課程的內容單元是以物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程四個領域劃分的?，F行教材通常利用科學事實和具體知識點進行組織，書中的章節就成為了內容單元，各單元之間沒有必然聯系。但圍繞核心概念對內容單元進行重構，以更上位的視角去歸納學科一般規律，凸顯知識層級結構，將有利于揭示學科本質，呈現知識間聯系，促進學科知識結構的優化。核心概念，是居于學科中心、具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關鍵性概念、原理或方法[1]。它們將大量的科學事實與具體知識聚合到一起，其解釋力更強、概括水平更高，是組織串聯學科內眾多一般規律、原理的關鍵性概念。比如，“結構與功能相適應”“變量的識別與控制”“系統間的相互作用”等[2]?；诤诵母拍钬S富且深刻的內涵屬性，可以體現學科思想方法，是搭建學科課程內容的主干框架。經過檢驗，核心概念對知識理解與問題解決起到了關鍵作用，在新情境的運用中，具有持久的遷移價值[3]，因此，可作為建構學科單元教學的邏輯主線。

小學科學課程作為一門綜合性課程，教師需要整體布局，圍繞核心概念將具體科學事實與抽象學科概念建立聯結，形成體系。比如，從“結構與功能相適應”的視角，可以建構 “植物形態”“動物器官”“地球圈層”“簡單機械”等主題單元，各單元內容又可從外部條件、結構特征、影響因素、功能用途等屬性進行歸納。如“植物”單元，就是從植物的生存環境、形態結構、能量輸入、功能作用等各個維度切入，將“來自大自然的信息”“認識天氣”“地球上的水”“地球上的大氣”“巖石與土壤”“植物生活在不同地方”“種植植物”“植物的生長”等相關內容打通，建構成一個貫穿小學不同學段的內容單元（如圖1）。

二、聚焦本質，提煉問題——以問題鏈緊扣教學環節

圍繞核心概念組織的內容單元核心是聯結聚合，促進單元教學有效實施的核心，是聚焦學科本質的問題設計。構思巧妙、內容精煉的真實學科問題，有利于學生學科核心素養的培養[4]。那么，如何從聚焦學科本質的角度提煉出單元教學中的有效問題呢？首先，需要明確單元教學中的主干問題。它是圍繞核心概念，對統領與聚合單元內容起著關鍵性作用的問題。主干問題可以引導單元內容、聚焦學科本質，是串聯單元教學的主線，有助于進一步強化對學科邏輯的深層次理解。如果缺少核心概念統攝與主干問題引導，單元教學也就失去了自身價值，成為內容堆砌的另一種形式而已。其次，是基于主干問題延伸出的相關學科問題。這些問題應有助于激發學生的學習興趣，促使他們去思考理解具體知識背后隱含的一般性規律，同時要盡可能與日常生活中的真實情境相聯系，鼓勵他們習得運用，解決實際問題。最后，根據問題之間的內在邏輯關系，將整個單元教學中生成出的問題進行提煉分層并形成問題鏈，以持續挖掘學生學習潛力，提升自主建構能力。

比如，在“植物”單元中，包括“植物過冬”“種子的傳播”“認識土壤”“根的作用”“空氣與生命”“花的構造”“水的性質”“研究果實”，以及“描述天氣現象”“綠色植物怎樣制造營養物質”等內容。如果按照教材排版順序依次教學，會出現學習內容散亂、教學主線缺失，進而導致學科內在邏輯割裂、結構性不足等問題。相反，若圍繞核心概念“結構與功能相適應”作為單元組織的聚合器，抓住“植物怎樣適應環境以及如何維持自身生命活動”這一單元主干問題，從結構與功能屬性對該問題展開進一步追問，構成引發思考與探究問題鏈：（1）植物的生存需要怎樣的環境條件？（2）不同的生存環境會對植物產生什么影響？（3）植物在不同生長發育階段所需養分的來源在哪里？（4）綠色植物是如何制造養分的？（5）養分如何運輸到植物的全身各處？（6）植物對人類活動產生了怎樣的影響？基于主干問題形成的問題鏈，緊扣教學環節，對單元中的大量內容及相關問題做了串聯與整合，一方面可以幫助學生優化學科層級知識結構，延伸對學科本質的深入理解，另一方面也為學生提供了具體知識與一般規律、一般規律與核心概念之間的思維加工機會，以實現學科核心素養在單元教學中的落實。

三、統合目標，逐層遞進——基于學習進階的單元教學目標設計

目標是單元教學逐步推進的重要因素。圍繞核心概念組織單元教學，不僅是把散落的知識目標進行統合，同時也要把思維、技能、態度統合在一起，凸顯單元教學目標的統合性。因此，圍繞核心概念組織單元教學的目標設計，不僅包括知識、思維、技能和態度的整合，還需要挖掘事實現象背后蘊藏的學科思想方法和教育價值，同時在結合學情分析的基礎上，依據學習進階理論，按照各學段認知要求與水平的不同，設計出學科邏輯連貫且逐層遞進的單元教學目標。比如，針對“植物”單元，在課程標準、內容單元和學情分析的基礎上，單元教學目標在設計上體現了認識自然環境、植物生長的過程和學科方法，對自然現象的好奇心與探究熱情，以及與相關科學知識的融合。同時從“植物的生存需要一定的環境條件，植物具有與其生存環境相適應的形態結構”，以及“植物在不同生長發育階段所需養分的來源不同，植物具有制造和獲取養分的結構”兩方面，基于學習進階展開逐層遞進的單元教學目標設計。

“植物能適應其生存環境”的單元教學目標：

1.通過觀察、分類、推斷與預測等操作技能，認識植物的生存需要陽光、溫度水分等條件;地球上的水、空氣、土壤對植物生長的影響;同種植物在不同環境下的生活狀態可能不同。從以上不同維度綜合分析植物的生存條件及其形態結構。

2.通過認識植物的生存環境，形成熱愛自然、保護環境的情感和意識;建立生物體的結構與功能、整體與局部、多樣性與共同性相統一的科學觀念;概括與歸納生物的生存離不開環境，不同的環境養育了不同的生物，不同的生物適應和改變著不同的環境。

3.體會從科學視角認識自然環境;在探究活動中主動與他人合作，積極參與交流和討論;學會欣賞大自然的壯美。

“植物能維持自身生命活動” 的單元教學目標：

1.通過測量、識別與控制變量、制作圖表、實驗實施與結果分析等操作技能，理解種子提供植物萌發時的養分;植物形成幼苗后所需養分依賴植株自身的生命活動;經歷探究植物生長規律、分析植物生命周期的學習過程，能夠綜合與演繹出植物的生長特點和形態結構變化規律，綜合分析產生原因及內在聯系。

2.體驗科學探究活動從實驗設計到逐步實施的研究過程，增進科學探究能力。

3.在分析解決實際問題、利用圖表與工具探究種植植物生長規律的過程中，了解植物在綠色葉片中制造其生存所需的部分養分;植物通過葉片、根和幼莖吸收其生存所需的部分養分;植物制造和吸收的養分能在其體內運輸;認識到植物對人類生存與發展的影響，初步形成人與自然和諧統一的學科觀念與思維方式。

基于學習進階的單元教學目標設計契合學科核心素養理念，圍繞核心概念“植物的結構與功能”，以植物能適應環境并維持自身生命活動為主線，關注知識的來龍去脈，注重思維方法與操作技能的培養，抓住“環境不同，植物的形態結構不同”“植物的生長發育會經歷不同的階段，其外部形態結構也會發生相應變化”“植物需要營養物質及一定條件以維持生命活動”“植物具有維持生命活動及適應環境的基本結構”等內容，加強知識間聯結。同時，滲透單元知識背后所承載的科學思想與方法，呈現出單元教學的育人價值。例如，運用科學探究過程中的觀察、分類、推斷與預測等操作技能，認識“環境對植物生長的影響”，樹立環境保護意識，形成熱愛大自然、愛護植物的情感。

四、真實情境，主動探究——激發科學思維的項目式學習活動設計

單元教學要以設置真實的問題情境為紐帶，要以真實情境貫穿整個單元，同時著眼于單元教學中的主干問題生成若干個場景序列，使學生經歷“體驗—初學—鞏固—歸納—運用”的完整過程，進而促進科學思維的發展。

例如，“植物”單元著眼于 “植物如何適應環境及維持自身生命活動” 這一主干問題，以項目式學習活動“擬南芥的一生”為載體，通過真實的種植過程設置問題情境，引導學生主動探究：（1）擬南芥種子的外形在顯微鏡下是怎樣的？（2）你認為擬南芥種子萌發的過程需要什么條件？（3）你計劃用什么物品種植擬南芥？它們的作用是什么？（4）你種植的擬南芥長出了什么？它新長出部分的功能又是什么？（5）為了了解擬南芥的一生，你覺得應該繼續觀察什么？記錄什么？（6）你種植的擬南芥都經歷了哪些階段？它的形態結構是怎樣的？（7）什么原因促使你種植的擬南芥能夠健康成長？什么原因導致你種植的擬南芥死亡了？（8）科學家為什么會選擇擬南芥送往太空種植？這種情境設置扭轉了傳統教學中學生一味被動回答的局面，通過親身經歷擬南芥的種植過程，促使學生在真實的問題情境中主動探究，從體驗“觀察種子外形”，到初學“種植過程”，再到鞏固“植物的形態結構”，進而歸納“植物的一生”，最后遷移運用到新的情境中。

單元教學的情境設置要符合學生的認知規律，強調與生活實際相結合，目的是把學習內容還原到真實的生產生活場景中，通過項目式學習活動，為學生提供更多自主選擇的學習空間和充分的探究機會，增進與生活世界之間的聯系，同時要不斷對學習內容進行歸納總結，以提升他們對學科思想方法的認識和理解。

五、記錄過程、關注表現——表現性評價量表設計

單元教學評價關注學生學科核心素養的發展情況和水平。采取多元化評價方式，不僅是以教師為主體的評價，還有學生自我評價，以及學生間相互評價;不僅是終結性評價，還有過程性評價;不僅是標準化紙筆測驗，還有以實驗、小制作、項目報告等多種形式的測評。對小學科學學科核心素養的評價要依據課程標準，以“科學概念理解”“科學探究能力”以及“科學態度”所體現出的邏輯結構與認知成分為指導，將其納入到單元教學的學習任務中[5]。

例如，在完成“植物”單元教學之后設計的表現性評價任務，是要求學生根據項目式學習活動“擬南芥的一生”，結合自身種植經歷與心得體會，繪制一部繪本，之后組織學生進行交流分享，最后師生依據預先設計完成的表現性評價量表，對繪本作品進行評價（見表1）。評價過程注重設計構思、內容呈現、交流展示等幾方面表現。

概念理解 尚未理解“植物能適應環境并維持自身生命活動”的概念，或理解不透徹 理解了“植物能適應環境并維持自身生命活動”的概念，用于指導繪本設計 理解并運用“植物能適應環境并維持自身生命活動”的概念進行設計創作

計劃能力 收集了資料，但資料凌亂，與繪本設計繪制無關 收集了一定量的資料，資料對繪本設計繪制有作用但不顯著 收集了大量與主題相關的資料，且資料對繪本設計繪制有很強的支持作用

設計構思 設計平淡，缺乏新意，在一定程度上體現了自己的構思 設計富有創意，能將自己的構思融入其中，并加入了其他元素 設計極具創意，能將自己的構思完全融入其中，且做到多元素融合，底蘊豐厚

內容呈現 邏輯混亂，內容單一，沒有將自己的構思在繪本中表達清楚 邏輯順暢，內容豐富，在繪本中表達出了自己的設計構思 條理清晰，邏輯順暢，內容富有感染力，在繪本中凸顯了自己的設計構思

交流展示 參與交流積極性不高，表述不完整，缺乏邏輯性，緊張拘束 參與交流積極性高，表述完整清晰，表達能力較強，放松自信 分享交流意愿強烈，表述清晰順暢，重點突出，充滿自信，輕松自如

綜上所述，圍繞核心概念組織小學科學單元教學內容、提煉單元教學問題、設計單元教學目標是操作關鍵;著眼于主干問題設置真實的問題情境，利用表現性評價了解學生學科核心素養的落實情況，是探尋小學科學教學轉型的重要路徑。

參考文獻

[1] 埃里克森.概念為本的課程與教學[M].蘭英，譯. 北京：中國輕工業出版社，2003：56-61.

[2] 王晨光.義務教育小學科學課程標準——科學概念·術語·實驗[M].北京：北京師范大學出版社，2019：5-8.

[3] 王晨光.基于科學素養的小學科學課堂教學策略改進[J].現代中小學教育，2018（10）：61-65.

[4] 李松林.培育學科核心素養的三個教學問題[J].教育科學研究，2017（08）：5-9.

[5] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育小學科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2017：64-70.

[責任編輯：陳國慶]