新課標(biāo)背景下聚焦核心概念的進(jìn)階學(xué)習(xí)設(shè)計

浙江省杭州市基礎(chǔ)教育研究室附屬學(xué)校 李 霞

一、核心概念的結(jié)構(gòu)體系分析

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）落實義務(wù)教育科學(xué)課程的育人功能，圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，對課程內(nèi)容進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化統(tǒng)整，用核心概念統(tǒng)領(lǐng)科學(xué)課程內(nèi)容。

核心概念的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，從時間跨度上，覆蓋了1至9年級義務(wù)教育的全部學(xué)段。從內(nèi)容綜合上，涵蓋“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙科學(xué)”“技術(shù)與工程”4個學(xué)科領(lǐng)域。從內(nèi)容組織上，凝練出13個學(xué)科核心概念形成橫向內(nèi)容結(jié)構(gòu)；提出4個跨學(xué)科概念，橫向連接13個核心概念；將13個核心概念分解出54條學(xué)習(xí)內(nèi)容，作為縱向的內(nèi)容線索；圍繞54條縱向線索對小學(xué)和初中的具體內(nèi)容進(jìn)一步整合，分1—2年級、3—4年級、5—6年級、7—9年級進(jìn)階組織了354條內(nèi)容要求。

結(jié)構(gòu)化、精簡的課程內(nèi)容，形成核心概念的結(jié)構(gòu)體系，承載了發(fā)展學(xué)生科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任的培養(yǎng)目標(biāo)。其中，科學(xué)觀念是科學(xué)課程本質(zhì)屬性的集中體現(xiàn)，是其他素養(yǎng)的基礎(chǔ)。形成科學(xué)觀念是核心概念體系建構(gòu)的必然結(jié)果，科學(xué)觀念也引領(lǐng)著教師與學(xué)生開展科學(xué)概念的學(xué)習(xí)。

二、核心概念的進(jìn)階學(xué)習(xí)分析

科學(xué)觀念是對自然界中客觀事物的基本屬性、存在方式及其發(fā)展變化的概括性認(rèn)識。《標(biāo)準(zhǔn)》指出“科學(xué)觀念是在理解科學(xué)概念、規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上形成的對客觀事物的總體認(rèn)識”，并將科學(xué)觀念劃分為三部分：科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域的一些具體觀念；對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識；對人與自然關(guān)系的認(rèn)識以及對科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識等。從《標(biāo)準(zhǔn)》中可知，與13個核心概念直接相關(guān)的有物質(zhì)和能量觀、運動和相互作用觀、結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、生態(tài)觀、人地協(xié)調(diào)觀等。這些科學(xué)觀念可以為我們提供理解世界、與世界和諧相處的知識與方法，它的形成依賴于科學(xué)概念體系的逐步建構(gòu)。義務(wù)教育階段，教師需要用九年的時間，帶領(lǐng)學(xué)生深入探究354個內(nèi)容要求（初步概念），逐步建構(gòu)54個學(xué)習(xí)內(nèi)容（上位概念），不斷豐富對13個核心概念、4個跨學(xué)科概念的理解與應(yīng)用，幫助學(xué)生形成科學(xué)觀念，如圖1。

圖1 科學(xué)觀念的進(jìn)階學(xué)習(xí)

聚焦核心概念的學(xué)習(xí)，就是教師和學(xué)生沿著科學(xué)家打通的觀察世界的通道，去感知和認(rèn)識世界。這個通道的起點是一個個具體的內(nèi)容要求。小學(xué)階段比較多的是通過感覺、知覺、表象直接概括出一些描述性的科學(xué)概念，包括一些科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)事實，我們可以將之理解為“下位概念”。例如小學(xué)3—4年級“知道電源、導(dǎo)線、用電器和開關(guān)是構(gòu)成電路的必要元件；說明形成電路的條件，切斷閉合回路是控制電流的一種方法”。學(xué)生通過類比，將看不到的電流想象成看得到的水流，就像打開水龍頭水會流出來一樣，開關(guān)一經(jīng)閉合，電流便會在電路中流動起來。初中階段的內(nèi)容要求，其概念水平的抽象程度逐漸增強(qiáng)，很多是學(xué)生并不能直接觀察到，需要和一定的理論相聯(lián)系的，如正電荷、負(fù)電荷、原子、分子、基因等。仍以“電流”的學(xué)習(xí)為例，7—9年級“知道摩擦起電現(xiàn)象，了解電荷之間的相互作用”“……知道串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點”。學(xué)生通過對電流表、電壓表、變阻器的操作等探究實踐活動，認(rèn)識到帶電粒子有規(guī)則地定向移動就形成了電流，電流的方向是以正電荷的運動方向做定義的。對電流概念的探究和建構(gòu)的過程，是一個由現(xiàn)象不斷深入本質(zhì)的學(xué)習(xí)過程。

對以上內(nèi)容要求的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生建構(gòu)更上位科學(xué)概念，在《標(biāo)準(zhǔn)》中定義為學(xué)習(xí)內(nèi)容“電磁相互作用”。學(xué)習(xí)內(nèi)容是一系列更加上位的科學(xué)概念，它把兩個或更多重要的概念聯(lián)系在一起，反映概念的關(guān)系、規(guī)律等。例如“電磁相互作用”，是指帶電粒子與電磁場的相互作用以及帶電粒子之間通過電磁場傳遞的相互作用，是自然界的四種基本相互作用之一。在對電流概念學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生意識到在電流接通的一剎那，電場就產(chǎn)生了，電子正是在電場的作用下進(jìn)行定向運動。自然界物質(zhì)的相互作用導(dǎo)致了物質(zhì)的運動。

學(xué)習(xí)內(nèi)容的上位概念是核心概念“運動與相互作用”，科學(xué)新課標(biāo)中的核心概念不僅僅是一個簡單的詞匯，它超出了一個普通概念的內(nèi)涵和外延。《標(biāo)準(zhǔn)》將此核心概念的內(nèi)涵定義為“物質(zhì)是運動的。物質(zhì)的運動包括機(jī)械運動、熱運動和電磁運動。物體之間存在相互作用力，包括電磁力、萬有引力、強(qiáng)相互作用與弱相互作用；力可以改變物體的形狀和運動狀態(tài)”。由此可見，核心概念是一種深刻的思想和學(xué)說的載體，是科學(xué)學(xué)科的主干，是通過不斷建構(gòu)學(xué)習(xí)形成抽象的、共同的、可遷移的那一類重要概念。

核心概念“運動與相互作用”的學(xué)習(xí)指向的跨學(xué)科觀念有“物質(zhì)與能量”“系統(tǒng)與模型”等。跨學(xué)科觀念超越了學(xué)科界限，它可以實現(xiàn)更大范圍的遷移，可以幫助學(xué)生去深入思考問題，思考事物背后的本質(zhì)，進(jìn)而解決問題。

在時間有限的學(xué)校和課堂上，學(xué)什么對學(xué)生是最重要的？怎樣計劃和傳遞教學(xué)內(nèi)容才能讓教學(xué)更有效？怎樣選擇和設(shè)計評估工具和程序才能提供給學(xué)生學(xué)習(xí)的正確信息？怎樣確保目標(biāo)、教學(xué)和評估三者之間保持一致？這些課堂教學(xué)的本質(zhì)問題，一直是我們重點突破和期望解決的問題。以核心概念作統(tǒng)領(lǐng)的結(jié)構(gòu)化的科學(xué)內(nèi)容體系，為課堂教學(xué)提供了非常好的認(rèn)知載體。

三、核心概念統(tǒng)領(lǐng)下進(jìn)階學(xué)習(xí)設(shè)計

課堂教學(xué)中，為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和要求，教師需要對學(xué)科、教材、學(xué)生和教學(xué)環(huán)境等方面進(jìn)行深入分析和思考，制定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)材料、教學(xué)程序、教學(xué)評價，其目的是為了能有效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。教學(xué)設(shè)計包括對整個學(xué)習(xí)單元的設(shè)計和每一課時的設(shè)計，每課時的設(shè)計嵌入在單元整體教學(xué)設(shè)計中。

核心概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元是能幫助學(xué)生完成一個階段的聚焦核心概念的、解決一些實際問題的課程單位。核心概念統(tǒng)領(lǐng)下的進(jìn)階學(xué)習(xí)設(shè)計是以核心概念的進(jìn)階學(xué)習(xí)作為認(rèn)知發(fā)展途徑，系統(tǒng)設(shè)計、整體考慮教學(xué)各要素，不斷優(yōu)化教學(xué)效果的設(shè)計。首先，核心概念的結(jié)構(gòu)體系，決定了教學(xué)設(shè)計需要基于系統(tǒng)論的思想方法對內(nèi)容進(jìn)行分析，通過選擇具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性的內(nèi)容，重新組合成具有一定結(jié)構(gòu)和功能的單元。其次，核心概念的進(jìn)階學(xué)習(xí)特點，決定了要在教學(xué)整體觀的指導(dǎo)下，以學(xué)生的概念發(fā)展為線索，將教學(xué)的各個要素有序規(guī)劃，形成具有較好教學(xué)效果的教學(xué)設(shè)計。

（一）聚焦核心概念進(jìn)階學(xué)習(xí)，完善單元設(shè)計的框架

核心概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元教學(xué)是一個系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)包括組成要素，以及要素之間的關(guān)系。每個要素各有其價值、彼此關(guān)聯(lián)。教學(xué)要素包括單元學(xué)習(xí)內(nèi)容規(guī)劃、單元學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計、單元學(xué)習(xí)評價設(shè)計、學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析、單元學(xué)習(xí)進(jìn)程設(shè)計、持續(xù)的反饋與應(yīng)用設(shè)計和單元教學(xué)評價，如圖2。

圖2 核心概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元教學(xué)設(shè)計

聚焦核心概念的單元教學(xué)設(shè)計，首先要明確本單元內(nèi)容在核心概念學(xué)習(xí)過程中的前后聯(lián)系，及其重要的教育價值。對核心概念的學(xué)習(xí)，要隨著年級的增長體現(xiàn)進(jìn)階性，認(rèn)真解析核心概念、學(xué)習(xí)內(nèi)容、內(nèi)容要求之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，明確學(xué)生在建構(gòu)此核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)程中，認(rèn)識了哪些具體的概念、事實和現(xiàn)象，不斷抽象，不斷進(jìn)階。

以此為基礎(chǔ)，從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任四個方面，設(shè)計單元教學(xué)目標(biāo)。以單元內(nèi)容的進(jìn)階學(xué)習(xí)作為線索，聚焦單元目標(biāo)，從學(xué)習(xí)起點、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)困難三個維度，進(jìn)行學(xué)情分析。單元學(xué)情分析是學(xué)生學(xué)習(xí)的此岸，單元目標(biāo)是學(xué)習(xí)的彼岸，在兩者之間要設(shè)計連接橋梁，這個橋梁就是單元內(nèi)容的組織。單元內(nèi)容的組織聚焦核心概念的學(xué)習(xí)，依據(jù)學(xué)情分析，按照從簡單到復(fù)雜、從具象到抽象的基本原則，進(jìn)行梳理與優(yōu)化，形成基于學(xué)生思維發(fā)生過程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。

基于學(xué)情分析，將學(xué)習(xí)內(nèi)容置于真實情境中、置于問題解決中。教師需要有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，優(yōu)選生活或生產(chǎn)情境，對情境進(jìn)行加工改造。將問題情境與單元內(nèi)容的學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，從學(xué)生自主建構(gòu)、自主學(xué)習(xí)的視角，整體設(shè)計學(xué)習(xí)進(jìn)程，將學(xué)習(xí)反思持續(xù)嵌入學(xué)生的學(xué)習(xí)中。單元學(xué)習(xí)結(jié)束，基于單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、單元學(xué)習(xí)進(jìn)程及持續(xù)反思的結(jié)果，設(shè)計并實施單元學(xué)習(xí)評價。

概而述之，充分挖掘本單元內(nèi)容在核心概念學(xué)習(xí)過程中的前后聯(lián)系和價值；明確制定聚焦核心素養(yǎng)的單元教學(xué)目標(biāo)；充分做好單元學(xué)情分析；統(tǒng)籌規(guī)劃單元內(nèi)容組織；還原生活設(shè)置單元問題情境；基于進(jìn)階設(shè)計單元學(xué)習(xí)進(jìn)程；持續(xù)反饋單元學(xué)習(xí)效果，是聚焦核心概念進(jìn)階學(xué)習(xí)設(shè)計的重要方面。

（二）基于發(fā)展水平，明確素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)

《標(biāo)準(zhǔn)》突出素養(yǎng)導(dǎo)向，關(guān)注發(fā)展學(xué)生所應(yīng)形成的關(guān)鍵能力與必備品格。強(qiáng)調(diào)科學(xué)觀念及其應(yīng)用、科學(xué)思維的發(fā)展與提升、科學(xué)探究與工程實踐能力的發(fā)展、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成，教學(xué)時需要從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任四個維度系統(tǒng)考慮教學(xué)目標(biāo)。

要將科學(xué)知識目標(biāo)轉(zhuǎn)化成科學(xué)觀念目標(biāo)，強(qiáng)化對內(nèi)容要求、學(xué)習(xí)內(nèi)容及其指向的核心概念的理解，強(qiáng)化其應(yīng)用。所以，需要把握好核心概念的教育價值，將對科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)事實的學(xué)習(xí)置于核心概念的進(jìn)階學(xué)習(xí)中，準(zhǔn)確把握好其水平和前后聯(lián)系。在目標(biāo)撰寫時，可以參考《標(biāo)準(zhǔn)》附錄2中“課標(biāo)中使用的行為動詞”，采用認(rèn)知性行為動詞＋學(xué)習(xí)內(nèi)容的形式制定出可評可測的科學(xué)觀念目標(biāo)。科學(xué)思維培養(yǎng)，一直以來是科學(xué)課堂教學(xué)中的薄弱之處。應(yīng)分析、理解學(xué)生在科學(xué)探究活動中科學(xué)思維的發(fā)生和參與過程，結(jié)合概念水平的進(jìn)階，將學(xué)生科學(xué)思維的過程提煉出來，形成科學(xué)思維目標(biāo)。科學(xué)思維目標(biāo)主要圍繞科學(xué)推理、科學(xué)論證、模型建構(gòu)和質(zhì)疑創(chuàng)新等方面進(jìn)行提煉。明確的科學(xué)思維目標(biāo)，能有效指導(dǎo)我們理解核心概念建構(gòu)過程中學(xué)生的思維方式和思考過程，從而能給予有效的互動和點撥。探究實踐目標(biāo)包括科學(xué)探究、工程實踐、自主學(xué)習(xí)幾個方面，制定探究實踐目標(biāo)時，要強(qiáng)調(diào)親歷科學(xué)探究實踐、技術(shù)工程實踐和自主學(xué)習(xí)實踐，強(qiáng)調(diào)獲得方法，強(qiáng)調(diào)在親歷實踐中形成能力，發(fā)展觀念。態(tài)度責(zé)任目標(biāo)是學(xué)生基于對科學(xué)觀念的深度理解，在探究實踐的支撐下，通過科學(xué)思維內(nèi)化而形成的必備品格，是社會主義核心價值觀在科學(xué)課程中的集中體現(xiàn)，反映了核心素養(yǎng)的方向性，也指導(dǎo)了學(xué)生科學(xué)觀念的形成。

（三）突出核心概念的有效建構(gòu)，設(shè)計學(xué)習(xí)的問題鏈

聚焦核心概念，可以依托學(xué)習(xí)問題鏈整體設(shè)計學(xué)習(xí)進(jìn)程。在核心概念學(xué)習(xí)過程中，基于學(xué)生學(xué)習(xí)邏輯的教學(xué)，是學(xué)生經(jīng)歷由低階認(rèn)知到高階認(rèn)知、由簡單理解到復(fù)雜應(yīng)用的過程。所以，教學(xué)時要提煉出一系列關(guān)鍵問題，有時一個關(guān)鍵問題就是一節(jié)課的學(xué)習(xí)主題，關(guān)鍵問題之間具有邏輯關(guān)系，形成問題鏈，問題鏈從形式看環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)；從內(nèi)容上看由圍繞核心問題的一系列具有邏輯結(jié)構(gòu)的子問題組成；從目標(biāo)上看，問題鏈將問題情境與教學(xué)目標(biāo)緊緊鏈接在一起；從效果上看，通過有邏輯結(jié)構(gòu)的問題群，能激發(fā)學(xué)生自主進(jìn)行科學(xué)探究、發(fā)展高階思維，促進(jìn)對核心概念的建構(gòu)和深度理解。

日常教學(xué)中，教師有時會把學(xué)習(xí)內(nèi)容直接冠以“是什么”“為什么”“怎么辦”而作為學(xué)生要探究的問題，這些問題與學(xué)生的經(jīng)驗和需求不能產(chǎn)生連接，往往不能引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，不能成為學(xué)生的真問題。這需要教師進(jìn)行創(chuàng)造性的思考，選擇適切的情境，將學(xué)習(xí)內(nèi)容置于其中，利用認(rèn)知沖突引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生真問題，從而促推科學(xué)探究學(xué)習(xí)的發(fā)生，進(jìn)而發(fā)展核心概念水平。

聚焦核心概念的進(jìn)階學(xué)習(xí)設(shè)計，是一個系統(tǒng)設(shè)計，從素養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)到素養(yǎng)評價終止，持續(xù)提升學(xué)生的核心概念水平；是一個問題設(shè)計，要找準(zhǔn)主要問題，設(shè)計驅(qū)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的問題鏈；是一個進(jìn)階設(shè)計，要模仿學(xué)生自然狀態(tài)下的學(xué)習(xí)，道法自然，不斷進(jìn)階，發(fā)展核心素養(yǎng)。