圍繞大概念進行《種子的傳播》教學

〔摘 要〕 圍繞大概念進行科學教學，學生能了解知識學習與現實生活、社會實踐之間的聯系，繼而實現大概念在真實情境中的應用。但從教學實踐層面來看，教師偏重具體知識的獲得，而忽視了指向大概念的教學過程。本研究基于大概念的內涵和特征，以教科版科學四年級下冊《種子的傳播》為例，建構了科學大概念的結構層次，探索了運用活動鏈和問題鏈指向大概念的教學策略。

〔關鍵詞〕 小學科學；大概念；教學實踐

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 04 049-052

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）倡導“聚焦核心概念，精選課程內容”。教師應圍繞核心概念和跨學科概念對科學課程內容加以統整和安排。而核心概念和跨學科概念屬于大概念范疇，圍繞大概念進行科學教學，既能幫助教師準確把握教學目標和學習內容，又能讓學生了解知識學習與現實生活、社會實踐之間的聯系。從當前教學實踐層面來看，教師缺乏從單元主題中提煉科學大概念的能力，在課堂上注重指向具體知識的探究活動的開展，忽視了科學小概念之間的內在邏輯，無法實現課與課之間、單元與單元之間具體科學小概念的互相聯結，無法建立科學大概念，導致科學大概念在真實情境中的應用難以遷移。由此可見，提煉科學大概念是進行教學設計的前提，只有理解大概念的特征和提煉路徑，才能有助于教師從繁多的課程內容中提升單節課的大局觀。本文以教科版《科學》四年級下冊《種子的傳播》為例，探討如何在本節課中提煉科學大概念，在教學活動中逐漸指向大概念。

一、大概念的內涵和特征

大概念，也有學者將之稱為大觀念，是基于學科的基本結構和方法，是超越具體的抽象，是科學領域更本質、更普遍的規律與原理，指向具體知識背后的核心內容。依據概念范圍和大小的不同，不同概念呈現出一定的層級結構，是一個金字塔形結構（如圖1），從下到上分別是事實、知識、技能，學科一般概念，學科核心概念，跨學科概念，哲學觀點。從低層次到高層次，是一個不斷抽象概括的過程，從某個相對較高的層次到低層次，是一個遷移應用的過程。通常情況下，概念越大，則其闡述的范圍越大、距離實際現象越遠，其呈現形式越抽象，其相應的層次也就越高、適應范圍越大。可見，和一般的科學概念相比，科學大概念具有兩個最核心的特征：一是具有抽象性，二是具有遷移性。

二、分析內容編排，建構大概念的結構層次

（一）聚焦學科本質提煉科學大概念

科學是人類在研究自然現象、發現自然規律的基礎上形成的知識系統，以及獲得這些知識系統的認識過程和在此過程中所利用的方法。義務教育科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎課程，具有實踐性。教師可以從研究方法、課程目標與價值以及研究對象與基本問題來提煉、聚焦學科本質，提煉大概念。科學是究其所以，或是發現自然現象的原因。從研究方法出發提煉的大概念，即事物之間具有普遍的因果聯系，是哲學觀點。將科學研究中得到的知識運用到工程和技術，以創造服務于人類的產品，是從課程價值提煉出來的科學大概念。《種子的傳播》是“植物的生長變化”單元中的一課，隸屬于生命科學領域，“生物能適應其生存環境”“生物通過多種方式進行繁殖”“技術與工程改變了人們的生產和生活”是從研究對象和基本問題提煉出來的大概念。

（二）依據課程標準解讀科學大概念

分析和把握課程標準對具體內容的相關要求，是確定學科大概念的基本前提，有利于教師明確單元教學的核心。在《課程標準》中，關于“生物能適應其生存環境”這一學科大概念提到：地球上每一種生物的生存都與環境密切相關。3～4年級的內容要求是：舉例說出生活在不同環境中的植物的外部形態特征具有不同的特點，以及這些特點對維持植物的生存作用。學業要求是：認識不同環境下的植物的外部形態具有不同特點，能分析不同環境中植物的不同外部形態特點對維持其生存的作用，能收集生活在不同環境中的植物外部形態特征的信息。用同樣的方式檢索“生物通過多種方式進行繁殖”和“技術與工程改變了人們的生產和生活”這兩大學科大概念的內容要求和學業評價，可以用概念層級圖呈現（如圖2）。對學科大概念、跨學科概念、哲學觀點與課程標準進行了整合，教師能夠從更高位的學科視角把握本節課的概念層級。但是，這樣的層級結構對于學生來說是難以理解的，教師需要從學生的發展需求進一步針對學科大概念進行解構和提煉。

（三）基于學生發展需求細化層級

基于學生發展需求建構概念層級，分析學生的已知和未知。《種子的傳播》是四下科學“植物的生長變化”單元第6節內容，與一年級“植物”“動物”和三年級“動物的一生”等共同構成生命科學領域的10個單元，學生已經能說出常見的植物名稱、描述動物的生命周期。學生也會存在一些困惑：種子的傳播對植物的生長和生存有什么意義？常見的植物種子傳播方式有哪些？與哪些因素有關？可以用什么方法研究種子的傳播方式？因此，基于學生發展需求構建概念層級（如圖3）。

三、雙鏈驅動，助力大概念的建構

本課教學以問題鏈與活動鏈雙鏈為驅動展開。從大概念準備、建構、應用、反思四大過程探討如何指向大概念進行教學設計。教學目標是利用模型、實物、圖片等結構性材料，根據植物種子的外部形態特征和生存環境分析推理種子的傳播方式，認識到植物果實與種子的外部形態特征以及所處的環境與傳播方式有關，初步感知生物與環境相適應的觀點。課堂教學以“活動鏈”與“問題鏈”雙鏈為驅動展開，四個活動環節指向了大概念（如圖4）。

（一）測試種子模型，概念準備

種子模型建構是對種子“結構與功能”大概念的認識方式的一種具體體現。課前學生通過制作一個借助風、動物、彈射、水傳播的植物種子模型，匯總形成種子模型墻。活動1是學生課上模型測試，暴露模型作品某些問題，展現學生前概念。通過紙與黏土的種子模型，模擬楓楊、木蝴蝶、望天樹種子的測試，為活動2中推測出果實帶有翅膀的這類植物通常都是大喬木做鋪墊。

在活動1中，學生看到模擬了紙與黏土的種子模型（模擬楓楊、木蝴蝶、望天樹種子），無論是有一枚，兩枚還是五枚翅膀，都會看到種子模型下落高度越高滯空時間越長。在以上現象中，都是果實形狀似翅膀，都是旋轉下落。種子模型旋轉下落的高度越高，下降速度越慢，滯空時間越長，這是分析過程；種子的各個特征有利于傳播到遠方，是整體認識，是綜合過程；將認識結論表達出來，即帶有翅膀的種子想要傳播到遠方，下落的高度要足夠高，是抽象過程。

在活動2中，帶有翅膀的楓楊、木蝴蝶種子作為類比物，類比物具有對比物的剩余屬性。通過類比，推測出果實帶有翅膀的這類植物通常都是大喬木，是新的判斷。

（二）運用思維工具，概念建構

活動2是學生觀察果實與種子的外部形態特征，尋找有利于種子傳播的特征。通過分析“楓楊、蘿藦和木蝴蝶”“蒼耳和櫻桃”“蓮蓬和椰子”“鳳仙花和噴瓜”的果實或種子的外部形態特征及生存環境，歸納推理出種子的傳播方式與形態結構、生存環境等相關聯，建構了“生物能適應其生存環境”“生物通過多種方式進行繁殖”的學科核心概念，逐步形成“結構與功能相適應”的跨學科概念。

1.創板塊圖，形成抽象判斷。本課教材配套作業本中的活動記錄僅要求寫下果實或者種子的外部形態特征和傳播方式，缺少種子外部形態特征與傳播方式的關系判斷。例如學生記錄到楓楊果實上有紋理，紋理是與種子的傳播方式無關的特征，因此與楓楊種子傳播方式無關的某些屬性要隱性存在著。

本課嘗試創板塊圖，根據四個人一組，合理將代言卡劃分成四大板塊，如圖5。第一板塊是引導學生運用多感官觀察顏色、形狀、輕重，重點觀察果實或種子的運動軌跡。第二板塊要求學生畫一畫果實或種子的結構。第三板塊要求圖文說明大自然中怎樣將種子傳播到遠處的。這三大板塊是引導學生拆解種子的各個屬性，盡量多的特征在分析階段體現出來。

學生通過共同觀察、研討記錄、粘貼匯總等方式制作代言卡，提高了觀察及記錄效率。第四板塊中學生需提取與傳播方式有關的關鍵特征或關鍵屬性，斷定單個種子的傳播方式與關鍵屬性的關系。例如楓楊是風力傳播，證據1是它擁有一對狹長翅膀，旋轉下落，滯空時間延長，有助于傳播到更遠的地方。證據2是楓楊多生長在陰濕山坡地，多山谷風，因此是風力傳播。

2.畫廊漫步，概括普遍結論。學生基于單個種子的抽象判斷后，教師根據12組開展畫廊漫步，合理設置4個漫步點位，即展板區，設計隱含4類常見的種子的學習任務，分別為木蝴蝶、椰子、櫻桃、噴瓜。學生拿著種子代言卡去四個展板區“找一找”與之傳播方式相似的展板，并通過先“貼一貼”再“學一學”的方式，概括出該展板上具有同種傳播方式的種子的外部形態特征和生存環境。學生徜徉在“畫廊”中，通過閱讀、思考、粘貼等方式概括出結論并輸出信息，增加了生生信息交流的通道，保障了全體學生獨立思考和啟思互學。

在本課教學中，研究風力傳播的小組發現展板上有楓楊、蘿藦、木蝴蝶，通過列舉楓楊是風力傳播的證據，如質量輕、有一對翅膀、旋轉下落、約30米高、陰濕山坡處等。再通過列舉蘿藦、木蝴蝶是風力傳播的證據，概括得出風力傳播的果實或種子在形態上具有的共同特點是質量輕、具有飛行器（絨毛、翅膀）、高度高、生活環境處多風，如圖6。

（三）精選實驗材料，概念應用

活動3是分析生活中不常見的常春油麻藤種子的傳播方式，指向跨學科大概念“結構與功能相適應”在生活中的遷移與運用，判斷常春油麻藤的傳播方式不是常見的四種傳播方式，而是自體傳播和人工傳播相結合的方式。

概念應用階段，學生需要學會運用演繹推理的思維過程推測某一種子的傳播方式，設置的“問題”如下：問題一，常春油麻藤與上述哪些種子有類似的外部形態特征？推測其傳播方式并說明理由；問題二，我們有足夠證據嗎？還想獲取什么信息？問題三，種子的傳播方式還與哪些因素有關？通過結構化的三個“問題”，引導學生思考。在問題一的引導下，學生對常春油麻藤從外部形態特征進行分析，認為可能是彈力傳播、動物傳播、水力傳播。通過問題二學生提出要用手擠壓果實，剝開果實觀察種子的樣子，觀察果皮是否容易裂開，種子是否多、小、圓。學生戴上一次性手套上實驗臺操作演示，觀察到“果莢密閉性非常好，果實有點腐爛但未裂開，種子數量不多、大、橢圓形”，由此判定常春油麻藤為非彈力傳播。基于問題三將學習活動指向跨學科概念“結構與功能相適應”，原先學生從形態結構判斷其傳播方式，學生還想獲得“種子的生存環境”的信息。通過視頻介紹生存環境，了解到常春油麻藤具有藥用價值，是自體傳播和人工傳播相結合的方式傳播種子。

（四）拓展仿生工程，概念反思

在概念運用之后，再引導學生進行類比推理，進入概念反思階段。仿生學體現著人類有關類比的思維方法、模仿的思維方式和模型化的思維工具。首先對生物原型的研究。根據生活需要，將蒼耳的結構特征予以簡化，提取對粘住動物皮毛有益的特征，如倒鉤刺，隱去與粘住動物皮毛無關的特征，如蒼耳顏色、形狀，得到一個蒼耳原型。第二階段是將蒼耳原型提供的資料進行數學分析，并使其內在的聯系抽象化，用數學的語言把生物模型“翻譯”成具有一定意義的數學模型，如倒鉤刺的長短與排列組合。最后數學模型制造出可在仿生工程技術上進行實驗的硬件模型——魔術貼。其中：鉤帶模仿蒼耳子的刺，由多個硬挺直立、不易變形的小鉤子組成；絨帶模仿動物的皮毛，由多個圈狀結構組成。它們組合起來時，就十分牢固。學生通過了解仿生學的兩個實例，指向“技術與工程改變了人們的生產和生活”的大概念，同時這也是學生認為的“結構與功能”大概念在生活中的反思。

通過研究發現，教師通過提煉大概念，能夠幫助教師抓住本質問題，合理選擇教學內容，從大概念的準備、建構、應用、反思四大過程中，設計環環相扣的問題鏈，規劃層層遞進的活動鏈，引導學生以結構化的方式進行學習和思考，讓看似零散、具體的小概念形成概念層級結構，在解決新問題時能自如調動大概念，從而具備應用遷移能力。

參考文獻

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