大概念引領下的小學科學教學實踐

在小學科學教學中，概念教學是重要的組成部分。然而，傳統模式易導致“學習孤島”情況的出現，即學生對概念的理解孤立、片面，難以將概念知識與實際生活及其他知識建立聯系。隨著科學教育理論的發展，大概念教學逐漸成為科學教育改革的重要模式。大概念教學強調以整體視角，對知識進行整合與應用，幫助學生構建知識體系，培養科學思維和探究能力。本文以蘇教版小學科學五年級下冊“發霉與防霉”為例，探討如何通過大概念教學打破概念的學習孤島，促進學生科學核心素養的發展。

一、大概念教學的理論基礎

（一）建構主義學習理論

建構主義學習理論認為，學習是學習者主動建構認知結構的過程，需要通過與環境互動實現新舊知識聯系。在大概念教學中，教師通過創設真實情境并開展探究活動，能幫助學生基于已有知識建構科學概念。例如，在“發霉與防霉”教學中，教師可借助發霉實物激發學生探究欲，引導他們通過提問和實驗，建構“微生物的生長與環境因素的關系”這一大概念。

（二）科學教育理論

科學教育理論強調科學知識的結構化及科學思維培育。大概念教學通過知識整合，幫助學生把握知識聯系、形成知識體系[1]；同時，依托探究活動，培

養學生的科學思維與實踐能力，如“發霉與防霉”教學中，通過實驗設計、數據分析等環節提升學生的科學探究能力。

二、以大概念為核心，促進知識整合

教師可將“發霉與防霉”一課的核心大概念確定為“微生物的生長與環境因素的關系”。該大概念既涵蓋微生物生長的環境條件（如溫度、濕度、光照等)，又包含基于這些條件的防霉措施（如低溫、干燥、通風等)，為學生提供知識整合的核心視角。大概念教學通過整合相關知識點，幫助學生避免孤立記憶，形成對微生物生長規律的系統性認知，進而培養科學探究思維與綜合應用能力。在教學實踐中，學生在教師的引導下討論“潮濕溫暖環境為何易致食品發霉”“如何通過環境調控實現防霉”等問題，能夠促進知識的結構化整合與遷移應用。

（一）以大概念為導向，優化板書設計

1.動態更新板書，引導學生深度思考

板書是小學科學教學中梳理知識脈絡、構建知識體系的重要工具。精心設計的板書可將抽象概念具象化、系統化，幫助學生理解知識的內在關聯。在“發霉與防霉”教學中，教師可依據學生探究進度與討論情況動態更新板書。例如，當學生通過實驗發現食物發霉與溫濕度相關時，教師可引導學生及時標注關鍵發現并思考各因素的相互作用。

皮亞杰認知建構主義理論認為，學習是學習者主動建構知識的過程，需通過與環境的互動調整認知結構以適應新信息。在教學中，動態板書為學生提供可視化知識框架，幫助其將新發現（如發霉與溫濕度的關系）納入已有認知體系。當實驗結果與預期不符時，學生產生“認知沖突”，進而通過“順應”調整認知；同時，教師通過引導學生思考影響實驗的因素之間的相互作用，能進一步深化學生對知識的理解。這體現了皮亞杰所強調的“同化”過程，即學生將新知識整合到已有的認知結構中。這樣的教學設計既能幫助學生及時梳理思路，又能激發學生主動思考，推動其在“認知沖突”中完善知識體系，實現新知識的深度建構。

2.合理設置主副板書，展現學生思維軌跡

在黑板布局設計中，教師可采用“主副板書分區”的策略，將黑板劃分為主板書區（中央區域）和副板書區（左側或右側)。在探究式教學環節，教師通過“猜想一驗證”模式引導學生建構科學概念。例如，在“影響食物霉變因素”的猜想環節中，學生基于前科學概念提出多元假設。然而，學生在溫度變量方面存在認知分歧，部分學生認為溫暖加速霉變，另一部分則認為低溫易致霉變；濕度變量方面也存在認知分歧，部分學生認為潮濕環境利于霉菌繁殖，另一部分認為干燥環境更容易導致霉變。

一方面，教師可采用“即時性板書策略”，將學生提出的“干燥”“潮濕”“溫暖”“寒冷”等核心變量暫時記錄在副板書區。另一方面，隨著實驗探究的推進與證據的獲取，教師通過“板書遷移”，將經實驗驗證的科學概念系統整合至主板書區的概念框架中。此過程既有助于學生清晰梳理自身思維軌跡，又能促進其從“前科學概念”向“科學概念”的認知轉變。這種板書設計契合建構主義學習理論。建構主義理論強調學習是主動建構的過程，學生通過與環境互動逐步完善知識體系。具體而言，副板書區記錄的假設與觀點，恰是學生在“最近發展區”內進行知識探索的反映，而主板書區的最終整合則是學生在教師引導下完成知識建構的結果。通過此類分區板書設計，教師能夠為學生提供一個動態的思維空間，幫助他們在已有知識基礎上，逐步建構新的科學概念。

（二）以大概念為引領，深化實驗設計

1.基于大概念設計實驗問題

教師可圍繞“微生物的生長與環境因素的關系”的大概念，引導學生提出與霉菌生長相關的探究性實驗問題（如“溫度對霉菌生長的影響”“濕度對霉菌生長的作用”等）；同時，通過創設實驗情境（如展示霉變物品）激發學生的探究興趣，引導他們主動參與實驗設計[2]。

2.設計實驗方案，驗證大概念

在確定探究性實驗問題后，教師可指導學生設計實驗方案，明確自變量、因變量與控制變量。例如，在探究溫度對霉菌生長的影響時，設置低溫、常溫、高溫這三組對照，濕度、光照等條件不變。在此過程中，學生既能通過實驗驗證大概念，確保實驗方案的科學性與合理性，又能掌握控制變量法的原理，確保實驗結果可靠。

3.實施實驗與數據分析，深化大概念理解

在此階段，學生按方案操作，定期觀察并記錄霉菌的生長特征，如生長速度、菌落形態等。教師則指導學生運用圖表和統計方法分析數據，對比不同實驗組的結果，得出結論。學生通過數據分析，發現霉菌在溫暖潮濕的環境中生長最快。這一過程不但能幫助他們深化對“微生物的生長與環境因素的關系”這一大概念的理解，而且能培養其科學實踐能力、數據分析能力和批判性思維能力。

4.拓展應用與反思評價，鞏固大概念

實驗結束后，教師可引導學生將實驗結果應用到實際生活中，如討論如何通過控制環境條件（如低溫、通風、干燥等）來預防物品發霉；同時，組織學生反思實驗過程，評價實驗設計與操作的優劣，總結經驗教訓。通過拓展應用和反思評價，學生不僅能夠鞏固“微生物的生長與環境因素的關系”的大概念，還能提升運用科學知識解決實際問題的能力，培養科學精神和責任感[3]。

（三）以大概念為依托，促進家校合作

1.開展家庭實驗活動

為鞏固課堂知識并延伸科學探究至生活場景，幫助學生深化對微生物生長與環境因素關系的理解，提升科學探究與實踐能力，教師可設計以“發霉與防霉”為主題的家庭實驗。該設計基于情境學習理論，強調將學習置于生活情境中，使學生在實踐中體驗科學探究過程，深化對知識應用價值的認知。學生在家中選取面包、水果、豆腐等食品，采用冷藏、密封、干燥等方法，觀察食品發霉情況，并按要求詳細記錄實驗條件（如溫度、濕度、保存方式等）及不同時間點的發霉程度，以探究環境因素對微生物生長的影響。此探究式學習方式符合建構主義學習理論，強調學生通過自主探究建構知識。

在家庭實驗過程中，學生結合生活經驗與課堂所學知識，自主選擇材料和探究方法，通過觀察、記錄和分析結果，逐步建構對微生物生長與環境因素關系的理解。例如，部分學生以豆腐為實驗材料，發現豆腐的發霉過程與腐乳的制作原理相關。這一發現不僅有助于學生鞏固課堂知識，還能引發學生對微生物在食品發酵中的作用的思考，印證微生物在溫暖潮濕等適宜條件下可分解食品有機物、改變其質地與風味的代謝特性。這一過程與皮亞杰強調的“順應”過程相呼應，學生通過調整自己的認知結構，將新發現的信息納入已有的知識體系中。又如，有學生觀察到，暴露在溫暖環境中的茶葉水易發霉，表明即使在表面干燥的環境中，若存在一定的水分和適宜的溫度，微生物仍然能夠生長繁殖。這一發現促使學生思考微生物生長所需的最小水分條件，以及如何通過控制水分來防止食品發霉。再如，還有學生發現雞蛋在不放冰箱的情況下更容易發霉。這一實驗結果表明，低溫環境能夠有效抑制微生物的生長，而常溫下微生物的代謝活動更為活躍。這一發現不僅印證了課堂上所學的知識，還幫助學生理解了食品保存中溫度控制的重要性。

通過家庭實驗中的這種探究式學習，學生在實踐中逐步形成對微生物生長與環境因素關系的理解，體現了建構主義學習理論中“同化”的過程，即學生將新知識整合到已有的認知結構中。

2.構建家校協同機制

在小學科學教學中，家校互動是提升學生科學素養的重要途徑。通過組織“家庭防霉小妙招”分享會等活動，教師可引導家長參與學生科學學習，構建家校協同機制。在分享會中，家長分享生活經驗、學生交流實驗心得的雙向互動，既有利于豐富學習內容，又有利于深化家校溝通。例如，一名學生以濕饅頭為樣本開展發霉觀察實驗，兩天后發現饅頭出現初始霉點，隨后霉點覆蓋范圍逐漸擴大。基于實驗數據分析，該學生結合冰箱中饅頭不易發霉的現象，提出“冷藏儲存可延長食物保質期”的食物保存建議。這一發現既體現了學生對“微生物生長條件”的理解，又印證了維果茨基“最近發展區”理論，即學生通過自主探究完成知識建構。

三、教學實踐反思

在“發霉與防霉”一課的教學實踐中，教師以“微生物的生長與環境因素的關系”為大概念，通過整合知識點、優化板書設計、優化實驗設計和促進家校合作等策略，引導學生深入理解微生物生長規律，進而提升其科學探究能力與實際問題解決能力。這種以大概念為核心的教學模式，能夠打破傳統教學中的“知識孤島”，促進學生構建系統化知識體系，培養科學思維與綜合應用能力[4]。

盡管上述教學實踐取得一定成效，但仍有優化空間。未來可從三方面推進：一是拓展大概念應用范圍，即把“微生物的生長與環境因素的關系”這一大概念延伸至生態系統、環境保護等領域，幫助學生構建更系統的科學知識體系；二是加強信息技術與教學融合，借助虛擬實驗室、在線學習平臺等豐富資源，拓展學習空間并提升教學效能；三是深化家校合作內涵，通過科學講座、家庭科學項目等活動，進一步提升學生的科學素養與實踐能力。

全面發展。

3.科學素養與家庭責任感的協同培養

此外，教師可通過家校合作，引導學生將科學知識應用于家務勞動實踐（如協助整理衣柜、清理廚房以有效預防霉變)。這不僅能提升學生科學素養和生活自理能力，還能增強其家庭責任感，使學生切實體會科學的實用價值，助力知識、情感態度和價值觀的

結語

綜上所述，作為先進的教學理念，大概念教學的應用前景十分廣闊。通過持續優化與創新教學實踐，該教學模式可更有效地助力學生全面發展，為培養具備良好科學素養的青少年提供有力保障。未來研究可進一步探索大概念教學在不同學科與年級中的應用，形成更系統且完善的大概念教學模式與策略，推動科學教育的深化發展。

【參考文獻】

[1］王美玲.思維導圖在中學生物大概念教學中的應用與實踐［J].學周刊，2025（12）：140-142.

[2］王家友.大概念統攝的科學主題單元整體教學設計與實施［J].教學與管理，2025（8）：55-59.

[3」鄭逸清.大概念視域下初中化學教學評價的框架構建與路徑探索[J」.上海教師，2025（1）：168-176.

[4」倪曉青.核心素養視域下中學生物學概念教學的多維鏡鑒［J].生物學教學，2025，50（3）：19-21.