找准科学大概念的位置

科学教育中的大概念指的是那些能够跨越不同内容领域，对整个科学体系起到核心支撑作用的基本概念或原理，具有广泛代表性、统摄性和迁移性，反映了科学的本质和核心思想，是构建科学知识体系的基本要素。

科学大概念可以是一个概念、主题或问题，它能够使离散的事实和技能相互联系并具有一定意义。

科学知识中有很多这样的大概念。例如，宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的，每个原子都有一个原子核，原子核中包含了质子和中子并被电子围绕；改变一个物体的运动状态需要有力作用于其上；在宇宙中能量的总量总是不变的，但能量会从一种储存形式转化成另一种储存形式；地球的构造和大气圈以及在其中发生的过程，影响着地球表面的状况和气候；等等。在生物学中，“进化”是重要的大概念；在物理学中，“能量”是重要的大概念。

科学大概念的作用在于，它不仅揭示了自然界的奥秘和规律，还为人们提供了认识世界、解决问题的视角和方法。这些大概念具有广泛的解释力和预测性，可以指导人们解决现实生活中的各种问题。

然而，在当下的某些课堂中，有的教师将大概念简单等同于知识重点，只强调记忆和复述，而忽视了其对知识体系构建和理解深度的重要性。他们忽视了学生的认知水平和发展阶段，以成人的思维和方式孤立地教授大概念，没有与具体实例和情境充分结合。这导致学生接受困难，难以真正理解和应用科学大概念，更缺乏对大概念的持续巩固和深化。

实际上，学生需要通过学习一系列具体科学概念，逐渐积累和理解，才能更好地把握科学大概念。他们学习的具体科学概念往往聚焦于特定的、较为细化的知识和现象，如某种动物的特征、某个具体实验的结果等。而科学大概念则具有高度的概括性，是对众多具体现象和知识的提炼与升华。科学大概念就像树干，具体科学概念则如同枝叶，共同构建起学生的科学知识之树。

以“物质的变化”这一大概念为例。在教学中，教师引导学生观察铁生锈这种常见的现象，让他们思考铁为什么会生锈、生锈过程中发生了怎样的变化，这就是在运用科学思维去分析问题。通过实验探究，学生了解到铁与氧气、水等发生反应导致生锈，这就是在解决问题。在这个过程中，学生逐步明白了物质会发生各种变化，这些变化有其内在的规律和原因。他们学习从宏观上认识生活中有很多物质都在不断发生变化，如食物的变质、木材的燃烧等，同时从本质上理解这些变化是物质的组成或结构发生了改变。这样一来，学生的思维能力就得到了提升，当未来遇到新的科学现象或生活中的实际情况时，如电池的放电和充电过程，他们就能运用所学的大概念和科学思维，分析电池中物质的变化情况，思考能量的转化等问题，从而为深入探索科学领域（研究化学变化）和应对生活中各种情况（物品保存）奠定基础，并在实践中通过控制条件减缓或促进某些物质的变化。

科学大概念对于科学教育具有重要意义，能够帮助学生建立系统的科学知识框架，理解不同科学现象和原理之间的联系，促进知识的整合和迁移。大概念可以让科学知识体系更加稳固、有序，让学生明确知识的脉络和重点，更好地把握科学的本质和内涵，提升他们的科学思维和解决问题的能力，进而更好地应对现实世界中的科学相关问题。