指向大概念的小學科學學習進階策略研究
——以滑梯與摩擦力為例

◎楊新瑞（河南省基礎教育教學研究室）

徐晶晶（河南省鄭州市金水區緯五路第二小學）

一、小學科學大概念教學的困難

在小學科學教學中，指向大概念的教學一直是課堂教學活動的重難點，它關系著學生科學核心素養的培養，能夠展現學生的科學思維發展過程，提高解決問題的能力，有效促進學生掌握科學知識建構的規律，使其形成科學的知識體系，進而構建良好的課堂生態。但在實際的課堂教學中，受限于時間和章節范圍，學生只對具體章節中基本概念有所理解，在單元結束后卻無法做到融合，提煉出核心大概念，甚至有可能對大概念進行一個錯誤總結，以至于出現與大概念毫不相關的情況，影響學生對概念內容的正確理解、科學知識框架的準確建構以及科學素養的有效培養。

二、學習進階理論及在小學科學課堂中的應用

“學習進階是學生在各學段學習同一主題概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑，一般呈現為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜的相互關聯的概念序列”。在小學科學課堂，教師可根據學生在課堂中表現出的連續而發展的學習過程判斷學生是否對大概念有一個清晰而完整的理解，從而在幫助對大概念的理解的過程中滲透對核心素養的培養，關注學生單元綜合知識結構的形成，促成科學知識體系的建立，有效彌補常規課堂中學生對大概念理解的短板。

本文結合學習進階理論，以大象版小學科學四年級下冊第四單元“開心游樂場”為例，進行基于大概念的學習進階教學規劃。

（一）聚焦大概念，宏觀規劃課程內容

1.依據課標，標定大概念

課程標準作為學科教材、課堂教學和評價的出發點和歸宿，在學科教學中具有無可替代的引領作用。在小學科學教學中，力是物質科學領域中“運動與力”主題的重要內容，在《義務教育小學科學課程標準》（2017 版）中，針對“運動與力”的知識，結合不同學段，設定了不同的學習內容和學習目標：

領域 物質科學領域大概念 力作用于物體，可以改變物體的形狀和運動狀態。學習內容有的力直接施加在物體上，有的力可以通過看不見的物質施加在物體上。物體運動的改變和施加在物體上的力有關。3—4年級學習目標知道日常生活中常見的摩擦力、彈力、浮力等都是直接施加在物體上的力。舉例說明，給物體施加力，可以改變物體運動的快慢，也可以使物體啟動或停止。

2.依據單元結構，界定大概念層次

“滑梯與摩擦力”是大象版小學科學四年級下冊第五單元“開心游樂場”中第三課的內容。在此之前，學生已經學習過“小船與浮力”“弓箭與彈力”兩課內容，對力有了初步認知，知道了彈力、浮力的初步概念，掌握了使用測力計的方法。“滑梯與摩擦力”一課在單元中起到了承上啟下的作用，既需要前面力學知識和技能方法的鋪墊，尤其是測力計的使用，又為第四課“沙包與運動”中學習力的作用提供了知識的“腳手架”。

本單元大概念課標定位為力作用于物體，可以改變物體的形狀和運動狀態。但小學生建立力與運動的關系是比較困難的，因此在小學階段幫助學生建立兩者之間的聯系是首要任務。所以本節課要在前兩課的基礎上，完成更上位的學習概念，就是在掌握影響摩擦力大小因素的基礎上去探究摩擦力大小對物體運動狀態的影響，所以本課最核心的概念應該是“摩擦力作用于物體，使物體產生運動狀態的變化”，再結合教材內容和結構，對核心概念進行以下層次界定：

3.進階框架具體化，落實大概念

概念達成的效果依賴于進階框架的設置，框架包括概念發展、能力發展、學習活動、評價標準四個維度，能夠具體表現出核心概念理解的縱向發展過程，其中概念發展有層次、能力發展有梯度、學習活動生活化、評價標準可測量是重要保證，尤其是學習進階中的評價標準可以有效地測評學生的已有知識儲備、目前的理解水平、自身的學習障礙、現有知識體系的缺陷等，通過具體的學習進階框架設計，使大概念真正地落到實處。

“滑梯與摩擦力”進階框架

續表

（二）指向大概念，合理規劃課堂細節

1.轉變思維，合理利用教材

課程體系的完整是由各個章節支撐起來的，對實際的課堂教學而言，在具體章節中理解基本概念的基礎上，更要恰如其分地將大概念通過學習進階的方式滲透給學生，使學生更好地完成科學知識框架的建構。并且，課堂上教師也不能一味地依照教材按部就班地授課，而應該進行大膽的創新和反思，結合課程標準中的大概念所要求學生掌握的內容，結合實際，有的放矢，合理地拆分課程和設計課堂。

本單元的核心概念為“力作用于物體，可以改變物體的形狀和運動狀態”，前三節課分別單獨認識浮力、彈力、摩擦力，第四節課直接讓學生認識力的作用，在實際課堂教學中，依據學情調查，學生不容易理解力與物體運動狀態之間的關系，所以在本節課學習中，要滲透“摩擦力與物體運動狀態”之間的關系，為大概念的總結、認知奠定基礎。

2.結合學情，合理設計低階概念

學生在進入課堂學習之前，絕非一張空白紙，低階概念的合理設置對于學生從前認知到核心概念的理解非常關鍵。基于學情，我們發現學習進階的低階概念劃分關鍵在于水平的可達性。學習進階的本質要求進階要達到的核心概念是能夠被學習者理解的，因而低階概念可以設定為生活中容易被觀察到的摩擦力現象以及學生對日常摩擦經驗的簡單描述。

課堂實錄：

師：（出示搓手、拖“車”、擦窗圖片）你能在這幾幅圖片中找到摩擦力的位置嗎？

生：第一幅圖片中摩擦力出現在手與手之間接觸的位置，第二幅圖摩擦力出現在小朋友手與手接觸、鞋子和地面接觸的位置，第三幅圖中摩擦力出現在抹布和玻璃接觸的位置。

師：我們再來感受一下摩擦力，用你的手用力推桌面，你有什么感受呢？

生：我感覺推得很費力，推不動。

師：推得費力、推不動是什么原因造成的？

生：摩擦力的作用。

師：那我們現在知道了摩擦力對物體的運動有什么作用嗎？

生：我發現摩擦力阻礙物體的運動。

師：對，我們可以感受到摩擦力是一種阻礙物體運動的力。

師：那我們現在把手放在桌面上不動，你能感受到摩擦力嗎？

生：不能。

通過觀察生活中常見的摩擦現象圖片：搓手、拖“車”、擦窗等，找出摩擦力的發生位置，讓學生能夠根據生活經驗進行有目的地觀察、分析、對比，結合實際體驗，總結摩擦力產生的條件，認識摩擦力。

3.聯系實際，高階概念學以致用

與低階概念相比，高階概念更強調學生對核心概念和生活實踐的應用，能夠展現學生對核心概念的理解度和對科學實踐的掌握度。因此，高階概念的設置要注重聯系生活實際，引導學生用習得的科學知識和思維去辨認生活中的現象。

課堂實錄：

師：我們都知道，2022 年第24 屆冬奧會要在我們國家的首都——北京舉辦，冬奧會中也有很多項目和摩擦力有關，你知道有哪些嗎？

生：滑雪、滑冰、冰壺。

師：對，那我們來看一段冰壺運動項目的視頻，看視頻的時候我們思考一下，冰壺運動員用球桿摩擦地面的原因是什么呢？

生：（觀看視頻并思考）運動員用球桿摩擦冰面是想減小冰面對冰壺的摩擦力，使冰壺能夠滑到終點。

師：這是運用了我們學過的什么知識呢？

生：摩擦力可以改變物體的運動狀態。

本節課的進階終點是課標要求的核心概念，理解“摩擦力可以改變物體的運動狀態”。在此之前，學生已經知道火車運動狀態發生變化與剎車時的摩擦力大小有關，思維會有意識地把力與物體的運動狀態聯系起來。因此，可以通過解釋冬奧比賽中的摩擦力的原理，讓學生強化認知“摩擦力改變物體的運動狀態”的核心概念，用演繹推理的方式總結、完善概念，思考其在生活中的應用。

三、學習進階在小學科學課堂的作用評價

結合“滑梯與摩擦力”的實際課堂，我們發現，學習進階有效緩解了學生在單元結束后無法將基礎概念上升為核心概念的矛盾，在宏觀規劃課程內容、合理規劃課堂細節的基礎上促進課程內容編排的有序性和連貫性，還能診斷學生現有知識儲備、發展層級、自身的學習障礙、現有知識體系的缺陷等，使課堂教學更具有針對性和有效性，促進學生思維的深度發展和科學知識體系的有效建立。