基于核心概念整体设计教学

科学课程标准设置了13个学科核心概念，是学生在义务教育阶段应该掌握的科学课程的核心内容。围绕核心概念展开教学设计是提高教学质量的重要途径，对科学教学具有重大意义，围绕核心概念的学习进阶，为科学课程高质量的教学提供了有力保障。遵循这一理念，我们在“力学”内容教学中尝试基于核心概念整体设计教学。

一、关注核心概念，厘清学习进阶

聚焦核心概念的学习进阶，建立在教学理论、实证研究和教学经验基础之上，它以课程的内容主题为线索，针对学生特定年段认知发展的学业要求，显示他们在学习内容上由浅入深、循序渐进的学业进展。

基于此，教师可针对物质科学领域中的“力学”内容进行分段设计，围绕概念“力是改变物体运动状态的原因”，按照低、中、高年级三个阶段呈现学习内容。

1.从内容设计分析

学生对于“力”的认识是抽象的，因此，在内容安排上，小学阶段注重从体验走向实验探究，从动手实验走向归纳分析，尤其是对力的大小与方向的学习要贯穿始终。低年级学生主要通过在具体生活情境中分析推力或者拉力，知道力可以改变物体的形状，感知力的大小及其方向。中年级在此基础上继续研究与力有关的知识，并学习运用简单工具测量力的大小，通过探究实验认识生活中常见的力，借助生活经验建立起力与物体运动状态间的联系，知道力能影响物体的运动状态（运动快慢与方向）。高年级学习不直接接触物体而施加的力，如地球引力等。这样的内容安排，由浅入深、由简单到复杂，为学生未来学习作铺垫。

2.从表现形式分析

学习进阶的表现形式体现为，它能描述学生对科学概念理解的熟练程度。例如，“力是改变物体运动状态的原因”这个具体概念，课程标准对学生在小学六年级时应该达到的理解水平有一个较为明确的界定，研究者将此称之为“高锚点”，它代表了学生在完成基础教育阶段学习任务后对“力”理解的最高层级；而对应的最低层级，就是学生在接触“力”这一概念之前，依据自己的观察和推理所形成的有关“力”的概念，这样的层级被称之为“低锚点”。[1]正常情况下，四年级学生有关“力”的学习进阶应该处在知识运用的水平上，若某个学生测量下来的学习进阶的层级在解决发现问题的水平上，这就意味着他对“力”概念的理解比同龄人高出一个进阶的水平；若经测量某个学生处在知识理解的水平上，则意味着他对“力”概念的理解比同龄人低一个进阶的水平。有了这样的测量，我们就能对学生的学习状况有更加清晰的认识，并对他们进行分层教学。

3.从进阶本质分析

学习进阶重视学生的思维过程，及他们对概念的掌握与探索连续发展。教师要根据基本理论精心设计课堂，完善课堂教学体系，促进实现学习进阶，具体来说：以探究问题展开，通过解决问题不断深化学习；把真实的问题形成问题链，让学生在对问题的追寻中找到知识之间的纵横联系；夯实学生在认知过程中的一个个台阶，将他们学习的起点和终点连接起来，促进他们对知识的融会贯通。

二、聚焦核心概念，构建学习进阶

1.目标设计：突出层次

教师聚焦核心概念设计教学目标时应关注层次。学生掌握科学概念是螺旋式上升的过程，只有亲身经历完整的探究活动，在主动操作的过程中，他们才会自然地接受力的概念，并进行意义建构把它纳入自身的知识体系中。[2]制订目标时要注意有一定难度，但又能在学生力所能及的范围之内。例如，对于知识的理解、原理的掌握属于第一层级；对于知识的运用属于第二层级；对于应用科学探究的过程和方法、用科学的思维解决发现的问题属于第三层级。这样的层级设计有利于课程的深入推进，促进学生的思维往纵深方向发展，形成循序渐进的目标层次系统。

2.过程设计：突出主体

学习进阶的提出遵循学生的认知发展规律，由具体到抽象，由宏观到微观，螺旋上升。这样的过程类似于逐级向上爬楼梯，每个台阶表示学生在该年龄段应该达到的水平。在学习进阶理念的统整下，教师要紧扣核心概念这一主线，使课程内容在不同学段之间能够横向联动，纵向贯通。

例如，同样是探究力对物体运动状态的影响。低年级重点引导学生通过滑板车，初步建立力与物体运动状态之间的联系，体会用力的不同会改变物体的运动状态。而在中年级探究拉力对小车运动影响的实验中，教师要引导学生定量研究拉力大小与小车前进快慢的关系。随着学生年级的增长，整个课程内容设计始终在帮助他们建构“力是改变物体运动状态的原因”这个概念。这体现了知识体系之间螺旋式递进的相互关系。因此，在设计教学时，教师要跳出教材关注整个阶段的过程设计，在学生学习起点和终点间搭建各种活动，把握每个阶段的教学目标，帮助他们完成从前概念到科学概念的认识转变。

3.维度设计：突出结构

结构化的设计能帮助学生在科学实践过程中掌握核心概念。如“力是改变物体运动状态的原因”概念涉及三个不同的维度，即力、运动以及两者之间的关系，如果维度太多，在确定进阶层级时往往就比较困难。在中年级的教学中，教师将力与运动两个主题整合在一起，可以使学生更好地理解物体运动状态的改变和施加在物体上的力有关，帮助他们建立具体事物之间的联系，掌握模型建构、推理论证等科学思维方法。例如，四年级《力与运动》一课中，活动一是探究影响小车运动快慢的因素，活动二是研究磁力能否改变小钢珠的运动方向。这两个活动中，一种力是通过直接接触的拉力， 另一种力是不直接接触也会产生的磁力。两者结合起来，用结构化的实践活动诠释了力与运动的关系。

4.评价设计：突出进阶

科学学习方法注重上下连贯、循序渐进，有助于学生完成动态的知识建构，这启示教师要重视学生习得知识与能力的系统性和发展性。[3]聚焦核心概念的科学教学要关注课堂、教学和评价的整合，通过学习进阶理念促进“教—学—评”的一致性。此外，教师要关注到不同学段之间教学内容的衔接，深入挖掘课程内容之间的关联，甚至是跨学科之间的联系。教师可以采用问卷调查、学生访谈等方法，明确学生所处的概念理解水平和不同学习水平学生的预期表现，为评价工具的开发提供具体的参考指标，用于调研掌握学生在预期进阶路径上的发展状况。这是一个不断循环论证的过程，目的是让测量的结果更接近学生的真实情况。

三、围绕核心概念，整体设计教学

1.从宏观层面规划单元教学内容，建立科学概念体系

教师设计教学时要紧扣核心概念展开，挖掘课时之间的内在逻辑关系。例如，二年级“用力以后”单元的教学内容是《推和拉》《形状改变了》《动起来与停下来》。《推和拉》让学生初步感知常见的用力方式，《形状改变了》认识物体受力后形状发生改变，《动起来与停下来》知道物体受力后运动状态发生改变。纵观这样的设计，前一课是初步认识常见的力，后两课内容，通过探究实验发现力作用于物体后，会改变物体的形状和运动状态。教师要站在整体设计的高度，将教学内容置于课时教学、单元教学乃至学段教学中思考，帮助学生建立科学概念体系。

2.从微观层面组织课堂教学，厘清课堂教学的主线

精选课程内容，选择那些关乎学生终身受用的核心知识，有利于优化课堂结构，提高课堂效率。

以《浮力》一课为例，如何有层次地设计探究活动，理清课堂主脉络，引导学生主动探究水的浮力，是教学设计的出发点。由此，教师从学生的角度出发，基于他们的前概念，设计了如下活动：认识固体在水中的沉浮现象，通过实验探究浮在水面上的物体受到水的浮力；通过实验探究在水中下沉的物体也受到水的浮力；通过实验探究物体沉浮与其质量、体积之间的关系。

3.从概念理解的层级诊断学习水平，及时调整教学内容

教师对学生概念理解任务的复杂度进行分析，有助于他们梳理概念理解发展层级。内隐的概念理解层级只有通过外显的方式具体表达出来，才能在教学实践中得以有效应用。

在《浮力》一课中，学生对常见材料的沉浮现象作出预测，尝试后发现放入水中的物体有的浮、有的沉，那么下沉的物体是否受到水的浮力呢？在这里，学生的各种回答表露出他们对于“浮力”的前概念，这有利于教师诊断学习水平。学习进阶能促进学生有效认知、把握关键因素，深入研究学生的前概念，有利于教师更好地把握课堂走向。当然，在处理教材时，教师还要有自己的思考。例如，认识物体在水中的沉浮时，要理解浮力与重力的关系，而在中年级重力的概念还没有涉及。因此，教师可在课前渗透重力的知识，以便学生更好地理解物体的沉浮。

小结

教师要具有大视野、大局观，要深入挖掘和剖析教材意图，在充分解读的基础上，厘清一节课的内容在纵向、横向上的安排，清晰地看到具体概念在概念体系中的地位，明确建构具体概念的影响因素，这样才能更好地设计教学内容，真正为培养学生的科学素养服务。

（作者单位：江苏省常州市金坛区段玉裁实验小学）

参考文献

[1]郭玉英，姚建欣，彭征.美国《新一代科学教育标准》述评［J］.课程·教材·教法，2013（33）.

[2]史宁中.推进基于学科核心素养的教学改革[J].中小学管理，2016（02）.

[3]刘晟，刘恩山.学习进阶：关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报，2012（02）.