大概念统摄的科学主题单元整体教学设计与实施

摘 要 《义务教育科学课程标准（2022版）》提出，聚焦学科核心概念，科学安排学习进阶。现实教学中部分科学课堂教学呈现出目标狭窄单一化、内容散点割裂化、过程浅表程序化、评价空洞表层化等问题，解决这些问题需要紧紧围绕核心素养目标，创新思路，灵活使用教材资源，合理选择主题概念，架构大概念统摄的主题单元整体教学框架，以实现上下贯通、左右联结的教学样态，实现立体式、多维度的科学学习。

关 键 词 大概念；小学科学；“光”主题；单元整体教学

引用格式 王家友.大概念统摄的科学主题单元整体教学设计与实施[J].教学与管理，2025（08）：55-59.

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）提出，要遵循“少而精”的原则，聚焦学科核心概念，科学安排学习进阶[1]。大概念以其统摄性、核心性、概括性及可迁移性顺应了这一要求，为小学科学课堂教学转型提供了可能。在科学教学中，大概念具体表现为学科核心概念和跨学科概念，凸显了学科内部的概念属性、整体的学科属性及学科间的关联属性[2]。然而，部分科学课堂教学呈现出目标狭窄单一化、内容散点割裂化、过程浅表程序化、评价空洞表层化等问题。这些问题产生的根源在于科学教学缺乏整体性、系统性、关联性思维的统摄和引领。解决这些问题需要我们紧紧围绕核心素养目标，确定全面系统的单元目标，灵活使用教材资源，合理选择主题概念，架构大概念统摄的主题单元整体教学内容，实施基于现实生活情境的课堂教学，展开全过程综合性评价，促进学生核心素养的提升。

教师要依循《新课标》理念，发挥科学大概念的活性价值和统摄价值[3]，在学生生活经验和学习背景中归类寻找具有全学段、广联结的主题概念，整体设计大概念统摄的主题单元整体教学。首先要确定主题。主题必须在课程标准中具有明确的位置，在科学学科中具有统摄价值，必须跟学生的生活实际紧密联系。在确立单元主题后，要坚持以终为始，目标先行。这里的目标不是狭隘的、单一的，而应该是全面的、立体的、具有层级意义的。在层级目标的框架下匹配相应任务模块，然后将任务模块适当分解，通过核心问题加以呈现。在探究式课堂教学的作用下，学生积极主动地合作探究，尝试解释，积极迁移，勤于实践。为达成上述目标，在广泛学习借鉴国内其他一些学科的单元整体设计的经验和做法的基础上，编制“整体分析，聚焦主题概念→概念提取，研制层级目标→内容架构，任务模块驱动→探究实践，“五E”课堂实施→总结反馈，评估素养达成”的设计路径，构建小学科学大概念统摄的主题单元整体教学框架[4]（如图1）。下面以小学科学领域“光”主题为例，阐释大概念统摄的单元整体教学的具体实施。

一、整体分析，聚焦主题概念

光是一种重要的物质，小学生常见的光就是太阳发出的光，是地球不可或缺的重要能量。但是，在实际生活中，因为光具有高度的抽象性，不能直接被儿童所关注，往往通过与其他物质的相互作用才能被儿童所接受，所以说“光”主题在这一领域具有高度的统摄性、关联性和迁移性。鉴于此，我们选择“光”这一重要物质作为新构单元的主题概念。在确定单元主题之后，教师要分析该主题在课程标准中的位置，在不同版本中的分布状况，还要分析该主题在学生学习历程中的进阶情况。在此基础上，整理出“光”主题在课程标准及教科版教材中的分布情况（见表1）。

在课程标准的框架内，教科版科学教材关于“光”的主题学习主要以大单元集中学习的方式呈现，既有大概念的统领，又有小概念的渗透；既有有意识的分散感性积累，又有系统性的集中理性研究。内容编排从自然现象逐步过渡到生活现象，再回归自然，这为学生集中系统学习研究提供了保障，学生关于“光”的科学观念得以系统发展，探究实践过程中科学思维能力得以提升。

二、概念提取，研制层级目标

在确定单元主题之后，要从概念从属关系出发，遵循自上而下的原则，系统全面架构主题单元目标，凸显目标的指引性。具体制订单元目标时，要将课程标准的相关要求、教学内容的逻辑结构，以及学生的认知发展特点及认知规律作为重要依据。

对标课程标准要求之后，教师要重新整合不同版本教材中关于“光”主题的教学要求，梳理相关教学内容，把相近内容进行模块化重组。我们选择了光与影像、光的传播、光与色彩和光与能量四个模块。以模块为教学小单元，设计不同层级、注重衔接、螺旋上升的模块教学目标，在对课时目标、单元目标做自上而下和自下而上的双线分析之后，设计“光”主题单元的整体教学目标（见表2）。

三、内容架构，任务模块驱动

内容是实施目标的重要载体。教学目标是核心，教学内容要紧紧围绕教学目标精心选择、合理搭建。在层级目标的指引下，教师重组内容架构时要解决好“长与短”与“大与小”的关系，厘清任务模块，分解任务模块，确立核心问题，设计表现性任务。在架构大概念统摄的“光”主题单元整体教学内容框架时，要立足长程视野，打破学段壁垒，充分考虑幼儿园、小学、初中三个学段的有效衔接，既要注重处在学科学习轴上端内容的统摄和引领，也要注重处在学科学习轴初端内容的普及和支撑。大概念是适用于一定范围内物体和现象的概念，它是复杂的、抽象的、理性的；小概念是用于特定观察和实验的概念，它是单一的、具体的、感性的。大概念起统摄、引领作用，小概念则要起感性、支撑作用，要做到大小结合，理趣相映。在具体实施过程中，对于已经分解好的具体概念及任务，要抓住核心问题，要在现实情境中设计具有一定挑战性的表现性任务，以任务驱动学生主动合作，积极探究。

基于以上的分析，在充分考虑学习者学习逻辑的基础上，我们认真研读课标，广泛搜集、分析教材资源，重新架构的大概念统摄的“光”主题单元整体教学的内容框架[5]（如图2）。

四、探究实践，“五E”课堂实施

《新课标》强调要加强探究实践，倡导以探究和实践为主的多样化学习方式。蒙瑞指出，动手做的、探究式的教学有利于培养学生科学素质，使学生熟悉科学过程、理解科学本质，培养学生批判性思维和对科学的正确态度。源于美国《生物科学课程》教材的“5E”教学模式[6]能较好地体现探究式课堂教学的追求。鉴于此，我们在实施大概念统摄的“光”主题单元整体教学的课堂实施过程中，可以采用“五E”模式，即参与、探究、解释、迁移、评价。在参与环节，教师要引导学生提出一些可供研究的问题，将学生引入学习状态，同时，了解学生的已有背景知识和概念，其目的是引发好奇心、明确后续学习的目标、了解学生的前概念、初步建立一定的联系，并进行一些必要的安全提示；在探究环节，教师要引导学生制定研究计划，为学生提供安全的、时间充分的、材料丰富的课堂，必要时为个别学生提供一定的支架式的服务，为后面概念的形成、迁移积累具体经验；在解释环节，教师要让学生描述现象，解释现象产生的原因，在学生讨论的基础上，向学生解释每个现象，包括其中涉及到的科学概念，在探究事实证据的基础上学习新概念，运用新概念进行描述和解释，回答最初的问题；在迁移环节，教师要引导学生扩展自己的概念，并运用前一阶段获得的科学概念，在新的问题情境中去实践、验证、应用和巩固，从而获得更好地了解；在评价环节，教师要和学生共同用正式的或非正式的方法评价已学内容。作为反馈的评价可以在教学的任何时候进行，这是一种非正式评价，目标在于确保学生活动的方向或鼓励学生对研究过程进行反思。

五、总结反馈，评估素养达成

《新课标》强调综合评价，强调过程评价，重视“教—学—评”一体化，促进学生发展。大概念统摄下主题单元整体教学的评价可以从三个环节展开，即整体框架中的前置性评价、实施过程中的诊断性评价和阶段性的形成性评价。

１.前置性评价

大概念统摄的单元整体教学坚持目标导向、评价前置、以终为始。在整体设计单元整体教学之前，教师已经勾画了育人蓝图，包括育人目标、学科目标、模块目标及课时目标。在目标体系指引下，教师精心开发课程内容，从核心任务到模块任务再到课时具体任务。课程实施过程中注重全程评价，主体多元、方法多样。

２.诊断性评价

大概念统摄的单元整体教学中的诊断性评价，除了承担该主题单元整体教学推进过程的监测与改进功能，还要承担具体任务实施过程中的调节功能。诊断性评价要对课堂实施流程中的“参与—探究—解释—迁移—评价”进行全过程、全方位、多角度的监测，并对教师的教与学生的学进行调控。流程中的最后一个环节——评价同样起到调节、改进的作用，可以说是评价中的评价。

３.形成性评价

形成性评价主要指向大概念统摄的单元整体实施情况。通过评价检查主题单元整体教学设计是否科学合理，以发挥其育人功能和研究功能。形成性评价也可以用在核心概念下的任务模块中，用来检验在教师的教和学生的学的共同作用下，模块任务是否完成；用来评价教师的设计是否更具系统化思维，教师的教是否更加关注学生的主体地位；用来评价学生的学是否更加整体、更加关联，科学教学四维目标是否达成。

综上所述，大概念统摄的主题单元整体教学，顺应了学生发展的需求，顺应了社会发展的需求。整体设计与实施主题单元整体教学，有助于教师准确定位教学价值，有利于学习内容的结构化，使得学习内容更具系统性，更好地勾连了学生现实生活与学科领域的关系，有利于提高学生的科学探究实践水平。这样，可以提升学生对学科价值的认同，发展学生的科学思维能力、解决实际问题能力和创新能力，更好地促进小学科学教学由学科知识向学科核心素养的转型。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦钰，译.北京：科学普及出版社，2011：27.

[3] 任建波，顾健，王平.大概念统摄的单元整体教学设计架构[J].小学教学参考，2023（23）：1-5.

[4] 徐洁.基于大概念的教学设计优化[M].上海：华东师范大学出版社，2021：75.

[5] 郝京华.科学教师用书 五年级上册[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2020：5.

[6] 王家友.“5E”教学，小学科学课堂教学的五部曲[J].小学教学研究，2016（19）：52-54.

[7] 卡琳，等.教作为探究的科学[M].北京：人民教育出版社，2008：480-481．

[责任编辑：陈国庆]

*该文为2021年度江苏省教育科学 “十四五”规划重点课题 “大概念统摄下小学生科学概念发展路径实践研究”（B/2021/02/98）、2023年度江苏省社会科学基金一般项目 “人工智能支持学科想象力发展的模式构建及行动研究”（23JYB003）的阶段性研究成果