大概念下科學單元設計的原則與路徑

劉蕙心

【本文系2022年泉州市基礎教育教學改革專項課題““雙減”背景下小學科學單元作業設計的行動研究”研究成果，課題立項標準號：QJYKT2022-58】

摘要：在核心素養發展日益重要的當下，圍繞大概念的單元整體教學將日益受到重視，文章圍繞學生核心素養的發展明確了單元整體設計的兩大原則——整體性與開放性，并規劃了單元整體的設計路徑——原點（目標設計：凸顯大概念）——落點（評價設計：導向大概念）——支點（過程設計：建構大概念），并以《聲音》單元為例展開說明。

關鍵詞：大概念 小學科學 單元設計

《科學課程標準》（2022版）指出：科學課程助于學生……從整體上認識自然世界，理解科學、技術、社會與環境的關系……。^[1]科學課程要培養與發展學生的核心素養，就需要讓學生的學習從淺層走向深度、從零散走向結構化。正如周光召先生所言“科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當慎重選擇一些重要的科學觀念，用恰當、生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解?！?sup>[2]

大概念正是實現上述目標的路徑，文章緊扣課標、聯系教材和學情實際，以我國素養導向的教學模型為基準，結合教科版科學四年級上冊《聲音》單元闡述如何在大概念統整下進行單元整體設計。

其中大概念是指可以適用于一定范圍內物體和現象的概念，^[3]大概念可以幫助學生將各個知識聯系起來。大概念作為教師教學的得力助手，發揮著“概念魔術貼”的作用，它有助于知識和技能的整合，并使之在大腦里得以鞏固。^[4]大概念具有抽象性、遷移性、相對性等特點。一個學習單元由素養目標、課時、情境、任務、知識點等組成，單元就是將這些要素按某種需求和規范組織起來，形成一個有結構的整體。^[5]單元設計既是課程開發的基礎單位，也是課時計劃的背景條件。單元設計是“課時計劃”的指引。^[6]

一、設計原則

（一）整體性

一個學習單元由素養目標、課時、情境、任務、知識點等組成，單元就是將這些要素按某種需求和規范組織起來，形成一個有結構的整體。^[7]單元設計的整體性原則體現在教學目標的整體性與教學活動的整體性。教學目標的整體性即在設計教學目標時，我們應該考慮大概念下的單元目標在每一節課中的體現與落實，如單元目標之一：能舉例并解釋聲音產生與振動的關系。在第2課、第5課、第6課中均有所體現，具體落實的點卻有所不同，在第2課中我們是要突破“聲音是由物體的振動產生的”這個重點，至于“振動的變化會使得聲音發生變化”我們則在第5、6課中會著重體現。那么我們就可以在第2課的結尾留下一個灰線，讓學生回去反思：這節課的活動中，不同組的同學撥動鋼尺發出的聲音一樣嗎？哪里不一樣？鋼尺、鼓、音叉發出的聲音一樣嗎？什么要素不一樣？這個反思就可以作為后續課堂的導入。這些環節進行在不同的課堂中，但他們同屬一個目標的落實。

教學活動的整體性是進行單元設計最重要的落實方式。一個單元的活動應當同屬于一個主題，對于整個單元活動進行整體的設計是必不可少的。在《聲音》單元的活動設計中我們以“音樂之聲”為主題，為每一課設計不同的子主題。如：聽聽音樂會（辨別樂器）；樂器是怎樣發出聲音的（觀察樂器的演奏）；音樂的傳播（《東方紅》樂曲是怎樣播送出來的？）；找找打擊樂器；找找管弦樂器等。以一場音樂會的欣賞為背景活動，讓學生從聽音樂會、欣賞旋律、辨別不同樂器的音色開始，每一課的內容都從音樂會中提取背景要素作為主題活動，再結合本課的具體目標進行科學探究，但仍屬于音樂會的大主題，整個單元的設計圍繞音樂之聲這個大背景進行整體設計，體現活動的整體性。

（二）開放性

關注學生核心素養發展的大背景下，新課標要求我們要以學生為主體進行教學設計，學生是能動的、多元的，因此我們在進行單元設計時要考慮學生的實際發展，在學生的最近發展區內進行教學設計，關注學生的生成，讓教學有的放矢。

單元設計的開放性主要體現在教學內容的開放與教學形式的開放。教學內容的開放是指我們要“用教材教”而不是“教教材”。例如，在本單元的第一節課中，學生對聲音會提出很多問題，接下來的教學內容我們就可以按照學生學生最感興趣問題來研究，不必拘泥于教材的編排順序。探究活動的材料也不必嚴格按教材的選擇，比如我們可以先指導學生研究“鼓”，鼓是怎樣發出聲音的，鼓的高低強弱等問題，然后學生再自主研究“弦”的問題。教學形式的開放體現在學習形式的開放，由于時間的限制，很多問題課堂上無法深入探究，但如果每節課都給學生布置探究任務的話學生負擔較重。在單元整體設計中，我們可以用項目化的思維拓展時間邊界，共同完成一個與本單元有關的項目任務，將課堂變成以教師主導學生自主討論問題解決的頭腦風暴時間。在《聲音》單元中我們以“制作一個小樂器”為項目主題，配合課堂“音樂之聲”的活動，用課堂上探究出的結論來完成課后的項目，再從項目中發現問題，然后在課堂中和老師同學們一起獲得解決問題的辦法，將每節課獲取的小概念統整到單元大概念下。

二、設計路徑

（一）原點：以目標設計凸顯大概念

目標是圍繞進行單元教學的原點，大概念是單元教學設計的核心。大概念落地課堂，首先應該將大概念凸顯成學習目標，將抽象的大概念分解成具體的學習目標，再將學習目標融入具有真實性的情境，有效指導學生的學習。因此在目標設計前應確定通過本單元的學習要使學生理解哪個大概念，獲得什么素養，達到怎樣的單元目標。單元目標是對大概念的細化，分為情感維、認知維和技能維。^[8]單元目標一般包括內容（學習什么）和表現（會做什么），例如：通過觀察發現問題，并能有依據地提出假設。例如《聲音》單元中的大概念1：聲音是由物體的振動產生的，可以向各個方向傳播，聲音有高低強弱之分，聲音的變化（高低強弱）是由振動的變化引起的，噪音的危害及其防護。其對應的具體單元目標就有4個：1能舉例并解釋聲音產生與振動的關系。2了解聲音的傳播途徑。3理解聲音變化（高低強弱），能闡述原因（振動的變化）并能讓某種物品發出變化的聲音。4知道噪音及其危害，并能作出防護。

我們可以發現，單元大概念往往是涵蓋范圍較廣的，它常常不僅是本單元的大概念，也是其他單元的大概念，我們制定的單元目標是它在本單元內容下的落實。通過落實，教師和學生都能對在本單元學習我們需要關注的素養目標有一個顯性的認識，有助于落實核心素養的培養。

（二）落點：以評價設計導向大概念

單元設計的第二個步驟是“評價設計”，“評價設計”不是具體的評價行為^[9]，在設計好目標后需要思考的是如何評價才能確保目標被落實了。以《聲音》單元中《制作一個小樂器》為例，設計真實性情境評價量表。在指標設計上我們要分環節細化，從設計、制作與檢測、展示、評價與改進幾個大環節入手，在每一個環節中設計評價標準。在評價標準中我們要有梯度，有梯度就是要讓讓評價既有區分度又有激勵性。例如“設計”環節，我們可以設計三個維度：能利用身邊的材料，畫出正確的示意圖，會標注結構，能畫出自己做的樂器，并且能講解自己的設計；能利用身邊的材料，畫出自己做的樂器的圖，沒有完整標注樂器的結構以及不能畫出自制樂器的設計圖。其次，在評價指標中我們要關注結果更要關注過程，從設計到制作再到展示，每個環節都需要給予評價，讓學生在過程中得到肯定，也能在過程中認識到改進的目標在哪里，避免出現想改良卻無從下手的情況。最后，在評價主體中我們要落實多元評價，從兒童的視角來看待兒童，同時也讓兒童學會評價，在量表中應當設計學生評價部分。

（三）支點：以過程設計建構大概念

單元設計的第三個步驟是過程設計，過程設計同樣應該圍繞大概念，以核心素養的發展為目標。在理解威金斯關于大概念的WHERETO七元素以及諾丁漢的學習深坑理論之上，發現大概念的建構過程可以圍繞聚焦（問題）、活動（建構）、生活（價值）、反思（追問）四個要素進行開展。之所以說是四個要素而不是四個環節是因為這四個要素在教學過程中是交叉往復出現的，并不按照固定的順序進行的。

聚焦問題是指在過程設計圍繞大概念提出本質問題，再圍繞本質問題開展分問題的探究，每個課時圍繞分問題的探究開展活動?；顒咏嬍窃谔骄糠謫栴}時應當設計以學生為主體的大活動或者大任務，以學生為中心自主設計小活動，在設計活動中完成概念的構建，通過一個個具體的小概念構建完成大概念的建構。生活價值是大概念與小概念的區別，也是落實學生核心素養發展的一大問題，小概念在生活中應用的機會很少常常是“沒有用”，就容易被遺忘，也不能達到思維的聯結，大概念是高通路的遷移，它反映了專家思維，具有生活價值。反思追問是從小概念走向大概念的關鍵步驟，學生通過對學習過程或者學習結果的不斷質疑、追問，發現新的本質問題或者建立新的聯結或者從具體走向抽象，都有利于促進大概念的形成?；顒拥脑O計是過程設計的主體，以《聲音》單元為例，我么可以設計一系列活動來貫穿。從第1課聽聽不同的聲音（導入活動）到探究活動（第2課：觀察不同物體有聲和無聲時的不同；第3課：改變鋼尺的長度，觀察聲音的變化；第4課：改變作用的力度，觀察聲音的強弱），再到展示交流活動（怎樣讓樂曲更加美妙以及評價我的小樂器）。

大概念統整下的小學科學單元設計將更能促進學生科學核心素養的發展，促進學習者的深度學習，體現學科的生活價值。通過單元整體教學，改變零碎化、學科化的學習現狀，讓學習更有價值。

參考文獻：

[1]?中華人民共和國教育部.全日制義務教育小學科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

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[3] 格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格著．追求理解的教學設計[M].閆寒冰，宋雪蓮，賴平，譯．上海：華東師范大學出版社，2017：70

[4] 劉徽.“大概念”視角下的單元整體教學構型——兼論素養導向的課堂變革[J].教育研究，2020，41（06）：64-77.

[5] ?崔允漷.如何開展指向學科核心素養的大單元設計[J].北京教育（普教版），2019（02）：11-15.

[6]鐘啟泉.單元設計：撬動課堂轉型的一個支點[J].教育發展研究，2015，（24）.

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[8]劉徽. “大概念”視角下的單元整體教學構型——兼論素養導向的課堂變革[J].教育研究，2020，41（06）：64-77.

[9]劉徽.大概念教學——素養導向的單元整體設計[M].北京：教育科學出版社，2022.