科學(xué)大概念教學(xué)的緣起、價(jià)值及實(shí)踐路徑

摘? ?要科學(xué)大概念教學(xué)是在大概念教育理念指導(dǎo)下的科學(xué)教學(xué)新范式，主要價(jià)值體現(xiàn)為促進(jìn)概念理解與知識(shí)遷移、促進(jìn)學(xué)生能力的全面發(fā)展以及提高教與學(xué)的效率三個(gè)方面。其實(shí)踐路徑包括教學(xué)環(huán)境、教學(xué)載體、教學(xué)環(huán)節(jié)以及教學(xué)評(píng)量四個(gè)基本組成，即基于已有科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)部環(huán)境與面向真實(shí)情境的外部環(huán)境，概念框架式教學(xué)活動(dòng)載體，學(xué)習(xí)主體經(jīng)歷的領(lǐng)悟、探究、表現(xiàn)與反思環(huán)節(jié)以及多維度的教學(xué)評(píng)量內(nèi)容與多元化的教學(xué)評(píng)量方式。

關(guān)鍵詞 科學(xué)教學(xué)? 大概念? 緣起? 價(jià)值? 實(shí)踐路徑

在知識(shí)爆炸與知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代大背景下，保障科學(xué)教育內(nèi)容的選擇、組織及教學(xué)實(shí)施過程的科學(xué)性與有效性是科學(xué)教育急需解決的關(guān)鍵問題?？茖W(xué)大概念教學(xué)是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，也是一條促進(jìn)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的重要途徑?，F(xiàn)階段科學(xué)大概念研究已從討論中觀的課程問題走向了更為聚焦的教學(xué)層面，明晰科學(xué)大概念教學(xué)的緣起、價(jià)值及實(shí)踐路徑，將有助于指導(dǎo)科學(xué)教師合理有效地開展教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

一、科學(xué)大概念教學(xué)的緣起

1.大概念理論研究的興起與發(fā)展

大概念又稱大觀念，對(duì)應(yīng)的英文為“big idea”，最早被當(dāng)作廣告營銷術(shù)語使用[1]。在教育領(lǐng)域，學(xué)者對(duì)大概念內(nèi)涵表述各有不同，Erickson（1998）指出所謂大概念是抽象概括或是基本理解，是對(duì)概念關(guān)系的表述，是基于事實(shí)性知識(shí)產(chǎn)生的具有深刻含義的可遷移觀念[2]。Wiggins&McTighe（2003）認(rèn)為大概念是理解的基礎(chǔ)素材，是一種有意義的模式，能夠?qū)W(xué)生的分散點(diǎn)狀知識(shí)聯(lián)結(jié)起來，形成更大的概念、原理或過程[3]。Charles（2005）從數(shù)學(xué)學(xué)科視角出發(fā)，認(rèn)為一個(gè)大概念是對(duì)某個(gè)概念的陳述，這個(gè)概念是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的核心，可以把各種數(shù)學(xué)理解聯(lián)結(jié)為一個(gè)連貫整體[4]。Harlen（2010）等人將大概念定義為能解釋較大范圍現(xiàn)象、物體與事件的有組織、有結(jié)構(gòu)的知識(shí)和模型[5]。從上述觀點(diǎn)中可以發(fā)現(xiàn)，Wiggins等人所提出的大概念可以說是一種用以幫助學(xué)生概念整合與遷移的工具，而Charles等人則是站在學(xué)科立場上探討課程與教學(xué)問題。大概念的價(jià)值主要體現(xiàn)在對(duì)核心內(nèi)容的精煉與整合，并在此基礎(chǔ)上搭建概念層次框架，以及圍繞大概念（核心概念） 建構(gòu)學(xué)科課程體系。雖然不同學(xué)者對(duì)大概念理解存在分歧，但在一些根本方面已達(dá)成共識(shí)：在位置上，大概念處在學(xué)科的中心，是一門學(xué)科為數(shù)不多的幾個(gè)核心概念;在表述上，大概念是對(duì)眾多知識(shí)概念的篩選與整合;在功能上，有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的深層理解與遷移;在結(jié)構(gòu)上，大概念與子概念、其他大概念間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.科學(xué)教學(xué)觀念與形式的革新

進(jìn)入新世紀(jì)以來，在科學(xué)知識(shí)的爆炸性增長與知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)形態(tài)的雙重沖擊下，科學(xué)教育面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)時(shí)代變革，科學(xué)教育領(lǐng)域需要做出更多改變，教育專家開始思考科學(xué)教育的本質(zhì)問題，比如“科學(xué)教育的目標(biāo)是什么？”“應(yīng)當(dāng)以何種理念來指導(dǎo)教學(xué)？”“應(yīng)該向?qū)W生傳授什么樣的科學(xué)知識(shí)以幫助學(xué)生適應(yīng)快速發(fā)展的社會(huì)？”等。在這一背景下，研究者開始嘗試突破教育傳統(tǒng)束縛，推動(dòng)教育思想與理念上的革新。但是直到本世紀(jì)初，Erickson等人對(duì)大概念的研究依舊停留在主題單元的開發(fā)上，并未上升到教育理念的宏觀高度，真正實(shí)現(xiàn)這一跨越是發(fā)生在科學(xué)教育領(lǐng)域，Harlen等人結(jié)合科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)以及學(xué)生的實(shí)際需求，提出了科學(xué)教育理念的全新設(shè)想，也就是大概念教育理念，該理念滲透在教學(xué)法、課程內(nèi)容與評(píng)測三個(gè)維度，并在操作層面上著重進(jìn)行闡釋，包括對(duì)科學(xué)大概念教學(xué)宗旨、評(píng)測、實(shí)施以及圍繞大概念（核心概念）的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編制、科學(xué)課程內(nèi)容選擇等關(guān)鍵問題的探討[6]。大概念教育理念自提出以來受到教育界廣泛關(guān)注，在其指導(dǎo)下的科學(xué)大概念教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，其基本內(nèi)涵體現(xiàn)在觀念與形式兩個(gè)層面，一方面它是一種整體化教學(xué)觀念的體現(xiàn)，另一方面它又作為具體的教學(xué)形式而存在，表現(xiàn)在教學(xué)組織、策略實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)的全過程。

二、科學(xué)大概念教學(xué)的價(jià)值體現(xiàn)

1.深化概念理解，促進(jìn)知識(shí)遷移

為學(xué)生搭建以大概念（核心概念）為中心的概念框架是科學(xué)大概念教學(xué)內(nèi)容組織的一大特點(diǎn)。對(duì)于學(xué)生而言，這種概念框架式的教學(xué)內(nèi)容組織可以促進(jìn)他們對(duì)科學(xué)概念的深度理解，特別是明確不同概念間的聯(lián)系與區(qū)別以及重要概念的應(yīng)用范圍，幫助他們?cè)诖竽X中廓清知識(shí)脈絡(luò)以形成整體的概念網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此外，概念框架式的教學(xué)內(nèi)容組織也是一種有助于學(xué)生知識(shí)提取與應(yīng)用的信息組織方式。研究顯示，接受了概念框架式教學(xué)的學(xué)生當(dāng)面臨同一問題情境時(shí)，他們能夠比未受過這種方式訓(xùn)練的其他學(xué)生更加迅速地在大腦中提取出與問題解決有關(guān)的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，幫助他們實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的遷移與應(yīng)用[7]。同時(shí)，學(xué)生經(jīng)過概念框架式學(xué)習(xí)訓(xùn)練，所習(xí)得的在大腦中建構(gòu)概念框架的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)他們?cè)谡n外自主學(xué)習(xí)或接受其他知識(shí)信息也有重要促進(jìn)意義。

2.倡導(dǎo)科學(xué)探究，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

科學(xué)大概念教學(xué)重視引導(dǎo)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)，突出教學(xué)過程中科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)置。在科學(xué)探究中，學(xué)生圍繞所創(chuàng)設(shè)的問題情境在教師的引導(dǎo)下開展問題探究活動(dòng)，并結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)具體內(nèi)容以及教師指引，充分開動(dòng)腦筋試圖為問題解決尋求答案。通過對(duì)探究活動(dòng)的體驗(yàn)，學(xué)生在分析問題的思維能力、小組合作能力、表達(dá)交流能力、知識(shí)運(yùn)用能力、動(dòng)手操作能力等方面均會(huì)得到一定的鍛煉與提高。此外，在情感態(tài)度上，學(xué)生通過經(jīng)歷科學(xué)探究過程，讓他們切實(shí)體會(huì)到在科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生或發(fā)現(xiàn)過程中可能遇到的種種困難，從中鍛煉他們的意志品質(zhì)，引導(dǎo)他們養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與高尚的科學(xué)精神[8]。在知識(shí)能力上，在問題任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，設(shè)計(jì)來源于生活的問題情境更能幫助他們明確科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用范圍以及知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)一步促進(jìn)知識(shí)遷移。

3.聚焦科學(xué)大概念，提高教與學(xué)的效率

現(xiàn)如今科學(xué)知識(shí)在數(shù)量上比以往任何時(shí)期都要豐富，但學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間卻非常有限?？茖W(xué)大概念教學(xué)聚焦于少數(shù)幾個(gè)大概念（核心概念），在教學(xué)內(nèi)容的組織上，大概念（核心概念）向上承接科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，向下聯(lián)系教師課堂教學(xué)目標(biāo)，并以大概念（核心概念）為中心組織具體教學(xué)內(nèi)容，這既保證了教學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)要求的有效執(zhí)行，也在最大程度上滿足了教與學(xué)的實(shí)際需要。對(duì)于教而言，聚焦于少數(shù)幾個(gè)大概念（核心概念），由于概念自身的高度概括性以及在學(xué)科中所處的核心地位，在為教師備課指明方向的同時(shí)也為教師減少了大量知識(shí)篩選與歸納概括的時(shí)間。此外，圍繞大概念（核心概念）組織教學(xué)內(nèi)容的方式在正式教學(xué)之前就能為學(xué)生避免或剔除掉大量沒有實(shí)際價(jià)值的學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)依據(jù)該方式開展的概念框架式教學(xué)活動(dòng)也能夠幫助學(xué)生更高效地內(nèi)化吸收新知識(shí)。

三、科學(xué)大概念教學(xué)的實(shí)踐路徑

科學(xué)大概念教學(xué)的實(shí)踐路徑是明確科學(xué)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容所要遵循的基本依據(jù)，也是教師達(dá)成既定教學(xué)效果、學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的必由之路。在系統(tǒng)論上，科學(xué)大概念教學(xué)實(shí)質(zhì)上是一套提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)機(jī)制，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法剖析其內(nèi)在組成及其聯(lián)系是保障教學(xué)有效性的關(guān)鍵。

1.內(nèi)外部環(huán)境：已有科學(xué)經(jīng)驗(yàn)與真實(shí)情境

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，人類對(duì)新知識(shí)的獲取進(jìn)程是在原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，人類學(xué)習(xí)過程其實(shí)就是從外部環(huán)境接收知識(shí)信息并與自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的結(jié)合過程?？茖W(xué)大概念教學(xué)的內(nèi)部環(huán)境即為學(xué)生已有科學(xué)知識(shí)、科學(xué)前概念以及科學(xué)思維結(jié)構(gòu)等科學(xué)經(jīng)驗(yàn)一同所搭建起來的認(rèn)知環(huán)境，它是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在心智基礎(chǔ)與動(dòng)力源泉，也是科學(xué)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)與最終歸宿?？茖W(xué)知識(shí)本質(zhì)上必然與真實(shí)情境緊密聯(lián)系，科學(xué)知識(shí)源于人類在真實(shí)情境中對(duì)自然世界的探索，教育教學(xué)過程實(shí)質(zhì)上又是基于真實(shí)情境不斷向?qū)W生傳授知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的實(shí)踐活動(dòng)。因此，科學(xué)大概念教學(xué)需要在真實(shí)具體的情境中進(jìn)行，真實(shí)情境既是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的外部環(huán)境，也是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)的重要載體。

2.基本載體：概念框架式教學(xué)活動(dòng)

在科學(xué)大概念教學(xué)中，學(xué)習(xí)主體的科學(xué)知識(shí)獲取及知識(shí)意義建構(gòu)主要依賴于概念框架式教學(xué)活動(dòng)的開展。概念框架式教學(xué)是在師生共同參與下圍繞事先設(shè)計(jì)好的教學(xué)活動(dòng)框架進(jìn)行的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，教學(xué)活動(dòng)框架是特定教學(xué)主題下所涵蓋的基本知識(shí)與技能、基本方法與思想的整體表現(xiàn)形式，旨在為學(xué)生搭建存在普遍聯(lián)系的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)提升他們科學(xué)思維與實(shí)踐能力的目標(biāo)。教學(xué)活動(dòng)框架的有效組織強(qiáng)調(diào)整體性與生成性：一是通過教學(xué)內(nèi)容的整體推進(jìn)，在短時(shí)間內(nèi)幫助學(xué)生在大腦中建構(gòu)起以大概念（核心概念）為中心的基本概念框架，但它僅是一個(gè)淺層次的、最基本的知識(shí)平面，需要在此基礎(chǔ)上由淺入深地不斷豐富、深化概念骨架的橫向聯(lián)系與縱向深度;二是通過支架式、發(fā)散式教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，為學(xué)生留有足夠的自主探索空間，幫助他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的生成，另一方面教學(xué)中知識(shí)概念的整體化聯(lián)系也必然引發(fā)在此基礎(chǔ)上的新的概念框架的生成。

3.主要環(huán)節(jié)：領(lǐng)悟、探究、表現(xiàn)、反思

教學(xué)過程并不是學(xué)習(xí)者被動(dòng)接受信息的過程，而是學(xué)習(xí)主體主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中有選擇地內(nèi)化知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過程。因此，科學(xué)大概念教學(xué)需要突出學(xué)生的主體地位，體現(xiàn)在具體教學(xué)環(huán)節(jié)，離不開學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的領(lǐng)悟、探究、表現(xiàn)與反思。領(lǐng)悟是在感知、體驗(yàn)、理解基礎(chǔ)上的醒悟或覺察：一是對(duì)已有科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的喚醒，二是對(duì)教學(xué)內(nèi)容涉及到的知識(shí)技能及其思想方法的覺醒，三是對(duì)科學(xué)與生活之間聯(lián)系的覺察。探究是個(gè)體在問題情境下自主認(rèn)識(shí)與解釋客觀世界的活動(dòng)，探究的目的既是促進(jìn)個(gè)體概念框架的形成，也是加強(qiáng)個(gè)體科學(xué)思維的鍛煉、科學(xué)觀念的培育以及綜合素質(zhì)與能力的發(fā)展。表現(xiàn)是在領(lǐng)悟、探究、反思基礎(chǔ)上的學(xué)習(xí)結(jié)果的外顯化呈現(xiàn)。作為手段，表現(xiàn)是了解個(gè)體學(xué)習(xí)情況的重要途徑;作為標(biāo)志，表現(xiàn)又是個(gè)體科學(xué)素養(yǎng)生成的重要呈現(xiàn)載體。反思是貫穿教學(xué)始終的個(gè)體對(duì)學(xué)習(xí)過程的反省，包括了對(duì)自己領(lǐng)悟到的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)、體驗(yàn)的科學(xué)探究過程以及表現(xiàn)的科學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)果的思考，它既是個(gè)體自我意識(shí)在科學(xué)活動(dòng)中的覺醒，也是促使個(gè)體科學(xué)思維水平提升的內(nèi)核。

4.教學(xué)評(píng)量：多維度與多元化

教學(xué)評(píng)量是貫穿于教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程的教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。概念框架式教學(xué)往往需要對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，因此教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過程、教學(xué)結(jié)果一同成為了教學(xué)評(píng)量的三大內(nèi)容維度。教學(xué)設(shè)計(jì)評(píng)量的核心內(nèi)容涉及對(duì)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容選擇與組織的科學(xué)性及有效性評(píng)估：一是要考慮學(xué)生實(shí)際情況，結(jié)合教育學(xué)與心理學(xué)理論做出合理評(píng)判;二是要以知識(shí)、情意與技能三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況作為基本評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于教學(xué)過程與結(jié)果的評(píng)價(jià)，其對(duì)象主要是學(xué)習(xí)主體，目的是為了了解學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)情況以及知識(shí)掌握程度，它是發(fā)生在真實(shí)情境下的教學(xué)信息反饋，對(duì)于調(diào)節(jié)教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)水平提升有著重要作用。在評(píng)量方式上，科學(xué)大概念教學(xué)提倡多元化教學(xué)評(píng)量，以擺脫傳統(tǒng)紙筆測驗(yàn)的局限。在教學(xué)前、過程中以及結(jié)束后，通過課堂觀察、師生對(duì)話或任務(wù)布置等方式綜合評(píng)估學(xué)生表現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生從知識(shí)經(jīng)驗(yàn)到思維能力，再到動(dòng)作技能全方面發(fā)展。

綜上，科學(xué)大概念教學(xué)既是整體教學(xué)觀的重要體現(xiàn)，也是對(duì)傳統(tǒng)概念教學(xué)形式的超越，為中小學(xué)科學(xué)教育改革提供了新思路，拓展了新路徑，但在明確其緣起、價(jià)值及實(shí)踐路徑的同時(shí)，也需要看到當(dāng)前國內(nèi)圍繞大概念教學(xué)實(shí)證研究的缺乏，在未來研究中應(yīng)給予更多這方面的關(guān)注。

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[作者：金鑫（1995-），男，浙江義烏人，南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院教育碩士。]

【責(zé)任編輯? ?孫曉雯】