上有品质的科学课

作者简介

陈健，大学本科，高级教师，上海市嘉定区教育学院小学自然教研员，小学自然学科带头人，名师工作室主持人。上海市小学自然学科中心组成员，中国教育学会科学教育分会理事，上海市中小学科学教育专业委员会副秘书长。主持中国教育学会、上海市教育学会教育科研课题2项，在《上海课程教学研究》等刊物上发表论文多篇，主持编写上海市《科学》教材等，参与《上海市小学自然学科教学基本要求（2018年版）》等编写。

内容简介

第三节 基于单元的课堂教学实施 一、基于核心概念的课堂教学实施 核心概念是超越一般事实的观念和思想,具有很强的迁移性。以核心概念 对知识进行解构与重组,可以形成一个囊括无数相互联系的小概念与大量相关 事实、范例的知识体系,能够有效解决学科知识的“少”与“多”、“劣”与“精”、“散” 与“融”的问题。因此,科学教学的目标不是去获得一堆由事实和理论堆砌的知 识,而是实现一个趋向于核心概念的进展过程。 《课程标准(2022年版)》为科学课程凝练了13个学科核心概念,见图3 3 1所示。当然,这些核心概念不是小学阶段就能建构完成的,它们贯穿在整个基 础教育阶段,呈螺旋上升。实施指向核心概念的教学,教师应在单元甚至是全套 教材的框架下,把握整个单元中课与课之间、活动与活动之间的内在联系,以核 心概念为统领进行教学组织和呈现。明确核心概念及其下级概念的层级框架, 进一步实现教学内容的结构化和知识的系统性,并将核心概念关联到每一节课 的教学目标中。 图3 3 1 科学课程的内容结构 在以往基于概念的课堂教学中,一般存在以下问题:一是教师对概念背后的 本质思考不足,教学中教师会提供丰富的材料,但多是为了引出概念。二是教师 对概念形成的过程关注度不够,缺少有效的途径帮助学生建构核心概念。三是 教师不太关注每个具体概念背后的核心概念是什么,往往无法从核心概念出发 给学生提供足够的引导与支持,导致学生对单元的具体概念没有系统的认识和 结构化的理解。 下面以“池塘”单元为例,分析如何基于概念开展课堂教学实施。 (一)明晰主题概念框架,统整单元教学 人的认知结构发展呈现金字塔结构(见图3 3 2)。课堂教学不能停留在 认知的低水平阶段,即事实性知识层面,而是要超越事实上升到具体概念,再上 升到核心概念。这样才能够提高学生的思维能力和思维水平。 图3 3 2 人认知结构发展图 指向核心概念的课堂教学,需要在分析《课程标准(2022年版)》《教学基本 要求(2021年版)》和教材的基础上提炼教学内容所反映的核心概念,并以核心 概念为主线,分解出统摄性较低的单元主题概念及课时具体概念,从而组织教学 内容框架并设计具体活动。 “池塘”单元包括了“池塘是一个特殊的栖息地”和“池塘中的食物链与食物 网”两个部分内容组成。它是“生命科学”领域中“生物与环境的互相关系”核心 概念中的一个教学内容。在教学实施前,在明确核心概念及单元主题概念、课时 具体概念和活动对应概念等下级具体概念层级的基础上(见表3 3 1),形成一 个围绕核心概念的单元学习内容框架。 基于核心概念的教学中,教师应创设具体情境,选择恰当的活动,尽量为学 生提供更多实践和探究的机会,帮助学生建立和运用核心概念,从而培养学生的 科学素养,促进他们对生活相关现象的理解。 (二)把握概念发展脉络,实施课堂教学 小学阶段的科学学习过程一般由一系列探究实践活动组成,每个活动要达 到怎样的概念目标,将一个个活动按序组织,相应就厘清了概念发展顺序(见表 3 3 2)。 如本单元中“池塘中的食物网与食物链”一课,就可以从学生前概念引发本 课教学活动,引导学生建立课时具体概念,最终形成单元主题概念,并丰富、强化 与巩固核心概念。 1.还原认知,引入前概念 指向核心概念,首先应该将学生对于核心概念的前概念进行引入和呈现。 暴露学生前概念的过程,也是试图还原学生认识事物的真实过程。 本课的教学重点和难点是认识池塘食物链和食物网,帮助学生建立起“一个 区域内的生物不会孤立地生存在环境中,它必定要和许多生物发生复杂的联系” 这一上位概念。因此,教学开始不是从单一的一条食物链或几个有食物关系的 生物开始的,而是从一个较大的自然环境———池塘入手,调动学生的原有认知, 推测并记录生存在其中的生物,发现池塘生物存在着复杂的食物链网关系。 2.分析研讨,建立具体概念 在呈现前概念后,就要在此基础上形成本课的具体概念:池塘中的生物之间 存在食物联系;池塘中的生物间是互相依赖的。 在进行课堂教学时,教师先让学生用直线把池塘生态系统中有食物联系的 两种生物连起来,再讨论箭头的方向,最后把直线变为带箭头的指向线,形成一 个食物网。此时,池塘生物之间的食物联系一目了然。在这一过程中,学生课时 具体概念形成。接着,通过一个模拟实验,即拿走“小生态瓶”中的植物,观察该 生态系统中其余生物的变化。学生们在观察中感知,池塘生态系统中的生物不 是孤立存在的,它们之间是相互依存的,并且与周围环境有着密切的关系,进而 也形成了本单元的主题概念。 3.拓展运用,指向核心概念 学生核心概念的建立不是一蹴而就的,往往需要大量相关经验的累积。网 状的具体概念的形成,有利于核心概念的建构。因此,教师在教学时应尽可能创 造使具体概念“并联”的机会,引导学生举一反三,从而指向 学 生 核 心 概 念 的 形成。 除了上文提到的“池塘”单元外,在“森林”“城镇”等单元教学中也涉及“生物 之间的食物联系”“生物间相互依存”等概念。在教学时,教师可以创设情境,引 导学生讨论森林或城镇生态系统中生物之间的联系。学生在知识的互相印证 中,不断完善具体概念,最终形成核心概念。 (三)深化核心概念内涵,拓展教学实践 指向核心概念的科学教学需要不断巩固与深化,指导学生运用核心概念,结 合具体概念的方式来分析解决实际问题同样重要且有效。 在“食物链和食物网”的教学后,教师可以提出问题,如“原本在我国四处泛 滥的水葫芦,为什么逐渐消失了?”引发学生思考。学生查阅相关资料,并结合课 堂学习活动形成的具体概念作出回答。通过分析,学生得出水葫芦作为引入的 物种一度泛滥,实际上是一种生物入侵现象。采用扩大灭杀范围和引入天敌是 其逐渐减少和消失的主要原因。这个案例中,教师针对单元学习目标提出拓展 问题,引导学生调用核心概念和相关具体概念知识解决问题,从而进一步深化并 巩固了核心概念。 从学生的认知角度看,概念的形成是冲击旧概念,聚焦新概念,构建核心概 念的过程。遵循学生的认知规律是最根本的设计原理。在开展单元教学设计 时,要以核心概念为主线,从学生的认知起点和可能到达的远点进行构思,当然 教师也要根据学生实际情况选用适切的教学方法,提升学生思维。 如何在科学教学中落实核心素养？如何通过课堂教学研究来上出有品质的科学课？本书从小学科学教学设计与实施的新视角、新实践、新途径三方面给出答案，从而有效提升学生科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等课程核心素养。