“植物的生長(zhǎng)變化”單元整體教學(xué)實(shí)踐

培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地是課堂，科學(xué)思維是核心素養(yǎng)的核心和關(guān)鍵。在單元整體教學(xué)中凸顯科學(xué)思維，是轉(zhuǎn)變碎片化、割裂式的課堂教學(xué)傾向，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)化、遞進(jìn)式的一種有效方式。教師可以進(jìn)行單元重構(gòu)設(shè)計(jì)，在課堂中通過(guò)多種途徑強(qiáng)化學(xué)生的思維發(fā)展，促進(jìn)他們核心素養(yǎng)真正落地。

一、單元整體教學(xué)的重構(gòu)設(shè)計(jì)

教師可以對(duì)單元整體教學(xué)要素進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，使單元內(nèi)容形成橫向迭代結(jié)構(gòu)，縱向深挖單元邏輯。

1.診斷學(xué)生學(xué)習(xí)情況

“植物的生長(zhǎng)變化”單元的授課對(duì)象是四年級(jí)學(xué)生，研究的載體是鳳仙花。大部分學(xué)生有種植常見(jiàn)開(kāi)花植物的經(jīng)歷，然而他們還不善于運(yùn)用感官和選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ?、儀器對(duì)植物的結(jié)構(gòu)及作用進(jìn)行推理、概括等。從科學(xué)思維視角來(lái)說(shuō)，本單元要求學(xué)生用口述、畫(huà)圖等方式表達(dá)對(duì)植物的觀察，利用模型解釋有關(guān)植物生長(zhǎng)的現(xiàn)象，利用控制變量的方法設(shè)計(jì)研究植物六大營(yíng)養(yǎng)器官結(jié)構(gòu)及其作用的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，建立事實(shí)與觀點(diǎn)之間的聯(lián)系，形成證據(jù)意識(shí)。

2.形成橫向迭代結(jié)構(gòu)

本單元與“植物”“動(dòng)物”等單元共同構(gòu)成生命科學(xué)領(lǐng)域的10個(gè)單元，教師可以從科學(xué)關(guān)鍵詞匯、思維分析角度進(jìn)行解析，形成橫向迭代結(jié)構(gòu)（見(jiàn)表1）。

3.縱向深挖單元邏輯

教師要清晰地了解教材單元中每課時(shí)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的子概念，通過(guò)子概念理順每課時(shí)之間的編排邏輯和學(xué)習(xí)進(jìn)階。本單元的子概念有：植物的營(yíng)養(yǎng)器官結(jié)構(gòu)與作用有關(guān)，植物能繁殖后代，對(duì)維持自身生存有重要作用；水、陽(yáng)光、空氣和溫度等對(duì)植物生存有影響，植物能適應(yīng)環(huán)境；植物及其營(yíng)養(yǎng)器官有共同特征；植物具有一定的生命周期。本單元主要借助比較與分類、分析與綜合、抽象與概括、歸納與演繹和多角度分析等基本方法，讓科學(xué)思維在每節(jié)課中得以落實(shí)、發(fā)展和進(jìn)階。

基于以上分析，教師對(duì)“植物的生長(zhǎng)變化”單元進(jìn)行了內(nèi)容重構(gòu)，以“陶苑農(nóng)場(chǎng)大發(fā)現(xiàn)”作為單元整體教學(xué)的驅(qū)動(dòng)任務(wù)：以農(nóng)場(chǎng)主的身份向全校介紹農(nóng)場(chǎng)種植大發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明所選的神奇種子的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程、營(yíng)養(yǎng)器官的結(jié)構(gòu)和作用及傳播方式；嘗試制作種子模型，并持續(xù)種植、觀察、記錄感興趣的植物。單元教學(xué)由觀察多種多樣的種子、種植神奇的種子、觀察植物的生長(zhǎng)變化、收獲神奇的種子和揭秘神奇的種子五大環(huán)節(jié)組成。其中，觀察植物的生長(zhǎng)變化是研究農(nóng)場(chǎng)植物的根、莖、葉和花的生長(zhǎng)變化，分為三個(gè)課時(shí)；收獲神奇的種子是研究果實(shí)和種子變化及種子的傳播方式，分為兩個(gè)課時(shí)；揭秘神奇的種子則是成果展示、評(píng)價(jià)和迭代，一共八個(gè)課時(shí)。

二、單元整體教學(xué)的思維課堂

單元學(xué)習(xí)中，學(xué)生著力解決陶苑農(nóng)場(chǎng)真實(shí)問(wèn)題，從分析農(nóng)場(chǎng)植物生長(zhǎng)環(huán)境、了解各類植物習(xí)性和選擇合適植物的神奇種子進(jìn)行種植，到觀察記錄植物的生長(zhǎng)變化、研究植物的營(yíng)養(yǎng)器官和總結(jié)植物的生命周期，形成調(diào)查報(bào)告，為陶苑農(nóng)場(chǎng)的種植提供建議。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程非常關(guān)注學(xué)生的科學(xué)思維落實(shí)、發(fā)展和進(jìn)階，包括模型建構(gòu)、推理論證和創(chuàng)新思維等。

1.從具象到抽象，形成模型建構(gòu)

具象是思維的起點(diǎn)，抽象思維是分析與綜合表象的結(jié)果。課程標(biāo)準(zhǔn)將模型建構(gòu)能力作為科學(xué)思維的重要組成部分，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用抽象和概括的基本方法，引導(dǎo)學(xué)生基于科學(xué)的視角認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律。特級(jí)教師喻伯軍等將小學(xué)科學(xué)模型建構(gòu)能力分為模型理解、模型建構(gòu)和模型應(yīng)用三個(gè)維度，其中模型建構(gòu)是指根據(jù)真實(shí)事物（系統(tǒng)），制作相似的模型。本單元需要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型，分析植物的生長(zhǎng)變化過(guò)程、各部分結(jié)構(gòu)與作用。

單元學(xué)習(xí)活動(dòng)共設(shè)計(jì)了三大模型建構(gòu)的實(shí)踐活動(dòng)，即種子、花和植物的模型。模型制作過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注模型的科學(xué)性及事物的本質(zhì)屬性，如“神奇的種子”模型，學(xué)生需要考慮種子的生存環(huán)境、形態(tài)特征和傳播方式等，通過(guò)選擇合適的材料制作實(shí)物模型，體現(xiàn)出神奇種子的形態(tài)特征，關(guān)注結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。對(duì)于植物模型，學(xué)生需要考慮植物的相應(yīng)本質(zhì)屬性，如營(yíng)養(yǎng)器官的結(jié)構(gòu)與功能、生長(zhǎng)變化過(guò)程、生存環(huán)境等。

2.從問(wèn)題到證實(shí)，提升推理論證

推理論證的思維方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，引導(dǎo)他們用證據(jù)回答問(wèn)題，形成基于證據(jù)進(jìn)行解釋的意識(shí)。學(xué)生對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)器官進(jìn)行觀察、比較，運(yùn)用分析與綜合的思維方法，推測(cè)植物營(yíng)養(yǎng)器官的作用，并搜集證據(jù)，發(fā)展了科學(xué)思維的批判性和深刻性。

一是借助“問(wèn)題鏈”，論證觀點(diǎn)。學(xué)生借助結(jié)構(gòu)化的“問(wèn)題鏈”進(jìn)行分析與綜合來(lái)論證觀點(diǎn)，分析是對(duì)各營(yíng)養(yǎng)器官結(jié)構(gòu)特征的認(rèn)識(shí)，綜合是將各營(yíng)養(yǎng)器官聯(lián)系起來(lái)形成整體認(rèn)識(shí)，以此提升推理論證能力。

學(xué)生需要探究種子的傳播方式，準(zhǔn)確分析果實(shí)或種子的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其作用，理解種子的傳播方式與形態(tài)結(jié)構(gòu)、生存環(huán)境等相關(guān)聯(lián)。教師設(shè)置的“問(wèn)題鏈”是：①判斷這些種子傳播方式的理由是什么？②它與上述哪些種子有類似的形態(tài)結(jié)構(gòu)？③推測(cè)其傳播方式并說(shuō)明理由。我們有足夠證據(jù)嗎？還想獲取什么信息？④種子的傳播方式與哪些因素有關(guān)？在問(wèn)題①和②的引導(dǎo)下，全班形成“我認(rèn)為……，我的證據(jù)是……”的思維研討氛圍。沒(méi)有足夠證據(jù)的情況下，問(wèn)題③引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地通過(guò)分析與綜合、類比和遷移的思維方法不斷地論證觀點(diǎn)。問(wèn)題④將學(xué)習(xí)活動(dòng)指向跨學(xué)科概念“結(jié)構(gòu)與功能”，學(xué)生從形態(tài)結(jié)構(gòu)、生存環(huán)境等判斷其傳播方式。

二是巧用“推測(cè)樹(shù)”，循證邏輯?！巴茰y(cè)樹(shù)”是本單元研究植物營(yíng)養(yǎng)器官與作用的重要方法，“推測(cè)樹(shù)”的主干是營(yíng)養(yǎng)器官的結(jié)構(gòu)，枝干是推測(cè)其作用，每個(gè)枝干上包括論據(jù)和論證，并列出立論和駁論，以此進(jìn)行邏輯循證。在研究植物的各營(yíng)養(yǎng)器官結(jié)構(gòu)與作用中，學(xué)生經(jīng)歷探究實(shí)踐的過(guò)程有提出問(wèn)題、作出假設(shè)、搜集證據(jù)和得出結(jié)論，他們運(yùn)用分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法搜集證據(jù)，將觀察到的現(xiàn)象與結(jié)論形成邏輯關(guān)系來(lái)證實(shí)或推翻自己的猜想，以此發(fā)展推理論證能力。

關(guān)于“葉的作用”推測(cè)是重要環(huán)節(jié)，學(xué)生先在“推測(cè)樹(shù)”上寫(xiě)出猜想及驗(yàn)證方法，同時(shí)列出支持猜想的論據(jù)（包括立論和駁論）。然后，學(xué)生在小組內(nèi)交流、補(bǔ)充，形成小組意見(jiàn)后開(kāi)展探究并全班交流、驗(yàn)證，認(rèn)識(shí)葉具有吸收陽(yáng)光和蒸騰的作用。最后，通過(guò)比較與分類，歸納出：有些植物葉片較大是為了更好地散熱；有些植物的葉較小是為了減少水分蒸發(fā)。

3.從史實(shí)到現(xiàn)實(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)方法

創(chuàng)新思維是指從多個(gè)角度分析問(wèn)題，提出不一樣的且有價(jià)值的想法及解決問(wèn)題的方法。本冊(cè)教材“科學(xué)家這樣做”中的人物——鐘揚(yáng)，他和他的研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原等地收集種子，被稱為“為人類收集希望”的植物學(xué)家。為什么要收集種子？收集種子的意義是什么？學(xué)生需要從多角度分析和思考這些問(wèn)題。

多維滲透有關(guān)本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容才能引導(dǎo)學(xué)生從多角度分析和思考問(wèn)題，學(xué)生借助“為什么要收集種子”這一問(wèn)題學(xué)習(xí)科學(xué)探究的思維和方法。人物傳記類的科學(xué)讀物《種子鐘揚(yáng)》與本單元契合度高，書(shū)中介紹：鐘揚(yáng)是一位生物學(xué)家，他在16年間穿梭青藏高原采集4000萬(wàn)顆種子，為祖國(guó)守護(hù)植物基因庫(kù)，保持生物多樣性。學(xué)生在閱讀的基礎(chǔ)上分享科學(xué)史實(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)方法。

三、單元整體教學(xué)的嵌入式評(píng)價(jià)

嵌入式評(píng)價(jià)是單元整體教學(xué)的重要環(huán)節(jié)（見(jiàn)表2），包括結(jié)構(gòu)與功能、觀點(diǎn)與思維、探究與實(shí)踐、興趣與態(tài)度四項(xiàng)指標(biāo)，每項(xiàng)指標(biāo)所占比重不同。通過(guò)釘釘交流平臺(tái)、“陶苑農(nóng)場(chǎng)大發(fā)現(xiàn)”成果展等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)，促使其對(duì)作品進(jìn)行迭代改進(jìn)。

借助嵌入式評(píng)價(jià)表，教師可以實(shí)時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，激發(fā)他們學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。隨著嵌入式評(píng)價(jià)量表的不斷完善，評(píng)價(jià)維度、主體和對(duì)象都在不斷豐富，評(píng)價(jià)效能顯著提升。

（作者單位：浙江省杭州市行知第二小學(xué)）

參考文獻(xiàn)

[1]胡衛(wèi)平.思維型科學(xué)探究教學(xué)的理論建構(gòu)[J].課程·教材·教法，2021（06）.

[2]劉徽.大概念教學(xué)：素養(yǎng)導(dǎo)向的單元整體設(shè)計(jì)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022.

[3]喻伯軍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）課例式解讀[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022.