“小小工程師”大單元教學探析

◇彭根野 馬永雙（通訊作者）（吉林：長春師范大學物理學院）

2022 年版《義務教育科學課程標準》（以下簡稱《課程標準》）與舊課標相比，強化課程育人導向，著力培育學生的核心素養(yǎng)，優(yōu)化課程內容結構，加強學科間的相互聯(lián)系，逐步引導學生進行跨學科實踐。《課程標準》不僅指明了科學教育改革的方向，還給科學教學帶來諸多挑戰(zhàn)。大單元教學逐漸成為一線科學教師應對挑戰(zhàn)的路徑之一。實施大單元教學，構建高效科學課堂，教師需要認識大單元教學的真正內涵，了解大單元教學的價值，落實科學大單元教學的基本策略，讓科學大單元教學成為學生核心素養(yǎng)形成的重要途徑。

一、核心素養(yǎng)下科學課大單元教學的內涵與價值

（一）大單元教學的基本內涵

目前，大單元教學概念并未有一個明確的定義。我國學者對大單元教學的理解，歸納起來主要有兩類：一類是以崔允漷教授為主要代表，從課程視角出發(fā)，認為大單元教學是一種課程，單元是一種學習單位，一個單元就是一個學習事件、一個完整的學習故事、一個微課程；另一類是從一線教師視角出發(fā)，認為大單元教學是教學思路、授課方式等，其實質是一種教學組織形式。例如，北京市海淀區(qū)楓丹實驗小學的亓剛校長認為，大單元教學是從“大”的角度出發(fā)，把握、整合、處理整組教材，制定整個單元的教學方案。總體來講，大單元教學是從整合課程的視角出發(fā)。以科學學科為例，科學大單元教學是基于教材中的自然單元，將學科內或學科間相互關聯(lián)的知識和學習資源（如教學材料、教學環(huán)境等）進行邏輯整合，選擇一個形式（如大概念、大任務、大問題或大項目）作為教學驅動，營造真實情境，貫穿全程評價，以“學生為中心”進行一個素養(yǎng)導向的情境式、探究性、結構化學習過程。大單元可以是教材自然單元，可以是學科內或跨學科的重組單元，還可以是多領域的集合單元。比如，指向大概念的科學大單元教學，可以通過聚焦學科核心概念，基于自然單元的知識內容，整合碎片化知識點，構建結構化知識域，落實跨學科實踐，幫助學生建構系統(tǒng)性知識結構和認知結構。

（二）大單元教學的價值

大單元教學具有大整合、大遷移、大貫通的優(yōu)勢，有利于多學科教學，其價值意蘊有如下幾點。

1.更新教師的教學觀念，貫徹“以學生為本”的理念

大單元教學需要將學生置于單元目標的中心位置，整合學習內容和學習資源，進行一系列相關內容的設計。它的出發(fā)點不是一個知識點或技能點，而是起統(tǒng)率作用的大概念、任務、問題或項目，以此更新教師觀念，提升教師站位，改變教師格局。教師以學生為中心、以教會學習為目的、以發(fā)展素養(yǎng)為取向，進行有效教學。貫徹“以學生為本”理念，引導學生逐漸成長，實現“育人”的目標。

2.提升科學課堂的教學質量，促進學生深度學習

大單元教學以學生學會解決真實生活的實際問題為教學結束的標志。學生嘗試用不同方法解決生活中的實際問題，使其對所學知識有更深的理解和思考。在學習過程中逐步提高學生不同情境下解決問題的遷移能力，提升學生的批判性思維、創(chuàng)造性思維等高階思維。以學生學會學習和學會解決問題為教學目標，改善以往唯分數論、唯成績論的應試現狀，提升科學教學質量。學生在學習的全過程中，不斷思考、不斷批判、不斷反思，避免浮于表面知識，深刻體會學習邏輯，掌握實踐技能，逐漸養(yǎng)成深度學習的習慣。

3.構建科學學科的整體認知，助力培育學生核心素養(yǎng)

《課程標準》強調課程內容結構化、情境化，推動核心素養(yǎng)的落實。大單元教學與其不謀而合。大單元教學將碎片化知識進行整合，從多視角、多維度進行整體教學，知識與情境相融合，教學和學習相統(tǒng)一。這既可以有效地解決傳統(tǒng)科學教學中存在的內容碎片化、邏輯不完整等問題，又可以幫助學生構建整體性的知識結構，形成協(xié)調統(tǒng)一的內容體系，建立科學學科的整體認知。學生在理解知識、掌握知識、遷移知識以及應用知識的過程中，逐步形成綜合學習思維和學習方法，推動其核心素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展。

二、核心素養(yǎng)導向下科學課大單元教學策略

下面以新教科版小學科學六年級下冊第一單元“小小工程師”的大單元教學為例，闡述科學課大單元教學的基本策略。

（一）圍繞學科核心概念，組織結構化的大單元教學內容

科學大單元教學具有高階性、深刻性、層次性等特點，圍繞學科核心概念設計探索問題或基本問題，實現單元聯(lián)結。通過剖析自然單元教學內容確定學科核心概念，突破自然單元學科邊界，突出指向跨學科概念，融合課內外教學資源，選擇與主題相適應的驅動形式（如大概念、大任務、大問題或大項目），以實現組織結構化教學內容的目的。如果沒有明確體現統(tǒng)攝該單元的學科核心概念，需要以《課程標準》中13 個學科核心概念為標準，結合教材中每一小節(jié)的學習內容和知識邏輯，確定學科核心概念。

例如，“小小工程師”屬于技術與工程領域，《課程標準》中技術與工程領域的學科核心概念有兩個，即“技術、工程與社會”和“工程設計與物化”。該單元的學習內容指向建造工程，屬于土木建筑工程的一部分。以集體建構的方式，研討《課程標準》和教材，可以確定該單元的學科核心概念為“工程設計與物化”。工程的關鍵是設計，故確定“校園塔臺方案設計投標發(fā)布會”為大單元主題，選擇與主題相適應的“大項目”的驅動形式。同時結合物質科學領域的“物質”部分學習內容，突出指向跨學科概念——系統(tǒng)與模型。該單元教學內容重點是設計，學生在親歷塔臺工程的項目式學習過程中，提高其工程設計能力和工程設計思維，輔助其核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）以核心素養(yǎng)為本，設計“素養(yǎng)為本”的大單元學習目標

學習目標是學習方向，學習目標是預期結果。大單元學習目標由單元目標和課時目標組成，單元目標是“綱”，課時目標是“目”。新課改下，教學目標由“雙基目標”“三維目標”逐漸轉變?yōu)橐运仞B(yǎng)為本的“核心素養(yǎng)目標”，即從科學知識、科學思維、探究實踐以及態(tài)度責任四個維度，設計突出培育學生核心素養(yǎng)的大單元學習目標。大單元學習目標最好是一個以核心素養(yǎng)為本的任務場景，任務場景輔助教學方案設計，重點突出該單元的學科核心概念和跨學科概念，有效落實該單元的核心素養(yǎng)。

例如，“小小工程師”的學科核心概念為“工程設計與物化”，注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神。故其單元目標中探究實踐維度可以設計為：學生能夠基于所學學科知識，應用創(chuàng)造性思維的基本方法提出多種塔臺設計方案，完成設計圖紙、成本核算、測試評價以及迭代改進塔臺設計方案等環(huán)節(jié)；組隊參加校園塔臺方案設計投標發(fā)布會，闡述方案設計理念，參與項目投標競爭。這一單元目標著重突出發(fā)展學生工程設計能力，綜合提升學生的工程思維和工程實踐能力。同一主題之下，以單元目標為綱，設計各個課時目標，各個目標中的內容間保持主題的一致性，彼此呼應，彼此聯(lián)結。場景式學習目標輔助教學方案設計，落實科學大單元全面育人目標，發(fā)展學生高階思維，培育學生核心素養(yǎng)。

（三）立足實際生活，創(chuàng)設真實的大單元教學情境

核心素養(yǎng)的形成具有情境性，大單元教學作為培養(yǎng)核心素養(yǎng)的主要途徑，應立足實際生活，為學生創(chuàng)設真實學習情境。大單元教學應始終關注創(chuàng)設發(fā)展核心素養(yǎng)的真實大情境，以情境為“鏈”，以核心素養(yǎng)為“向導”，遵循知識形成的內在規(guī)律，將碎片化知識進行系統(tǒng)銜接處理，形成按照能力對接的“鏈式”教學樣態(tài)。大單元教學情境具有整合性、真實性和系統(tǒng)性的特點。大單元教學情境要聯(lián)系真實世界，搭建一座連接學校和社會、學習和生活的橋梁，創(chuàng)設一個符合學生年齡特點并貫穿學生學習全過程的真實大情境，賦予學生真實的角色感。

例如，“小小工程師”大單元教學為學生創(chuàng)設一個“校園塔臺方案設計投標發(fā)布會”的真實情境，學校可以搭建一個“未來工程師圓桌會議”的平臺，邀請一線工程師參加，和“小小工程師”們就“塔臺設計”舉行圓桌會議，實現學習和職業(yè)的聯(lián)結。大單元教學情境不僅僅作為大單元的學習導入，更是學生學習全過程的真正載體。該單元創(chuàng)設“投標發(fā)布會”的情境，既能激發(fā)學生參加塔臺設計和制作的興趣，又是統(tǒng)領學生設計和制作塔臺的大情境，使之成為學生學習該單元的真正載體。

（四）以學生為中心，設計全程性的大單元教學評價

好的教學離不開好的評價，科學、合理和客觀的評價可以有效反饋并指導教學。為了突出學生的主體地位，大單元教學采用以學生為中心的“混合式”全程教學評價。一切以學生為中心，圍繞學習目標，多主體、多維度、多方法評價學生學習全過程（前、中、后）中核心素養(yǎng)的發(fā)展。教學前，將評價置于學習目標與學習過程之間，前置評價依據學習目標進行設計，指導學習過程相應變換，以期實現“教學評一致性”。教學中，從教師評價、學生自評互評以及小組評價等角度，對個體學習興趣、方法、思維等方面進行多維度評價。評價側重從學生核心素養(yǎng)發(fā)展的角度審視學生學習效果，關注其審慎自省、自我調控的元認知能力的培養(yǎng)。教學后，以結構化思維設計大單元作業(yè)，對每一課時的作業(yè)目標、內容、形式等方面展開全面設計和統(tǒng)籌配置，切實發(fā)揮作業(yè)、教學促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的協(xié)同作用。

例如，“小小工程師”是義務教育階段技術與工程領域的最后一個單元，承載學生工程實踐能力螺旋上升最后一個節(jié)點的總結強化任務。塔臺工程項目的全過程應貫穿多樣化的評價方法和多維度的評價角度。比如，在開始設計和制作塔臺之前，學生就要明確塔臺設計的衡量標準，參照塔臺設計評價標準進行自我監(jiān)控和自我評價，逐步養(yǎng)成自我管理和自我調節(jié)的學習習慣。教師發(fā)放工作單，學生在設計和制作塔臺的過程中，記錄塔臺工程的全過程。工程問題沒有最好，只有更好。通過投標發(fā)布會的形式，學生自評互評，小組合作競爭，客觀看待自我作品，創(chuàng)造改進設計方案，發(fā)展學生工程思維，感受工程過程比中標結果更為重要。

三、結語

小學科學大單元教學是培育學生核心素養(yǎng)的重要途徑。素養(yǎng)為本的大單元教學從“教中心”走向“學中心”，改善了學生學習方式，轉變了教師教學模式，提升了科學課堂質量。但大單元教學作為新的教學趨勢，還有許多值得思考的地方，需要教育工作者在實際運用中不斷探索、不斷思考、不斷實踐。積極探索核心素養(yǎng)導向下科學大單元教學，是落實立德樹人、深化課程改革的必然要求，也是學生核心素養(yǎng)落地的關鍵路徑。