楊丹 劉雨

小學(xué)科學(xué)教育的大概念模式從學(xué)科本質(zhì)出發(fā)，基于課程結(jié)構(gòu)或?qū)W科結(jié)構(gòu)，是蘊含概念體系、跨學(xué)科屬性和哲學(xué)觀點的三位統(tǒng)一。大概念是連接知識內(nèi)容和素養(yǎng)教育的一個中間媒介，能為核心素養(yǎng)的教學(xué)轉(zhuǎn)化提供“腳手架”，使學(xué)生看到學(xué)習(xí)內(nèi)容背后的意義和價值，能為教師專業(yè)發(fā)展提供開放性空間。

一、大概念教學(xué)的基本內(nèi)涵

概念是人們認識和理解世界的基石。在諸多概念類別中，有一類概念能夠解釋和預(yù)測較大范圍內(nèi)的事物和現(xiàn)象，涵蓋基本知識和基本技能，幫助學(xué)習(xí)者認識和理解世界，是少數(shù)、可遷移的核心概念。研究者將其定義為大概念（Big Ideas），也有學(xué)者翻譯為大觀念。大概念教學(xué)就是把學(xué)科領(lǐng)域中最精華、最有意義和價值的核心內(nèi)容、方法、原理教授給學(xué)生，使之成為學(xué)生面對未知和未來世界的方法策略。

二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)存在的問題

以往的科學(xué)教育，特別是在義務(wù)教育階段小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，課程內(nèi)容分領(lǐng)域構(gòu)建，分為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程模塊。在教學(xué)實踐中，存在三類困境。

（一）分模塊教學(xué)難以形成整體認知

各內(nèi)容模塊分開教學(xué)，學(xué)生難以形成對于科學(xué)的整體認識。而小學(xué)階段的特點，由于學(xué)生思維水平、認知方式尚未完全分化，以整體認知為主。這存在一定程度的課程構(gòu)建模式與學(xué)生認知能力之間的不匹配。

（二）分級目標體系難以體現(xiàn)學(xué)科結(jié)構(gòu)

各內(nèi)容模塊下基于布魯姆的教育目標分類學(xué)建立知識學(xué)段目標、單元目標、課時目標。各目標采取條目化呈現(xiàn)，難以描述各目標之間的關(guān)系、難以體現(xiàn)學(xué)科結(jié)構(gòu)，進而難以保證學(xué)生對于學(xué)科內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)的深層次理解。

（三）難以超越學(xué)科事實建立學(xué)科觀念

各內(nèi)容模塊下的課程標準通常是事實性知識和概念性知識的混雜，這需要教師有強大的甄別能力，將概念性知識從事實性知識中分離出來，這是因為兩種知識類型的教學(xué)所采取的方法和策略各不相同。結(jié)合當(dāng)下知識爆炸的背景，學(xué)習(xí)不應(yīng)該僅僅停留在學(xué)科事實的層面，而應(yīng)該超越學(xué)科事實，建立學(xué)科觀念，探索學(xué)科本質(zhì)。

為了突破這些困境，需要大概念教學(xué)模式發(fā)揮積極的作用。

三、大概念模式下小學(xué)科學(xué)教學(xué)轉(zhuǎn)型的意義與價值

（一）從知識本體的角度思考轉(zhuǎn)換成大概念模式的必要性

教育具有傳承與發(fā)展的功能，但是人類不能也沒有必要把人類積累的全部知識總和傳遞給后代。繼斯賓塞提出“什么知識是重要的？”這一經(jīng)典問題，無獨有偶，懷特海在《教育的目的》一書中提到：“如果只給兒童教授一些少而精的科目，讓他們對所學(xué)的東西進行自由的想象和組合，他們就會利用這些所學(xué)的知識去認識世界，并在現(xiàn)實生活中加以運用。這些孩子自己的發(fā)現(xiàn)就是一些普遍的基本的概念，這些概念能夠幫助孩子理解他們生活中涌現(xiàn)出來的層出不窮的各種事情，孩子就是要這樣來生活。”這個觀點很好地詮釋了使用大概念模式的必要性，即：選擇少而精的知識，重要且必需，這樣的知識超越瑣碎的事實性知識，而應(yīng)該是具有一定抽象性的知識，也就是概念性知識;學(xué)生進行自由想象和組合，他們在通過大腦的思維處理，將這些知識建構(gòu)出自己的認知結(jié)構(gòu);這些學(xué)生自己建構(gòu)的“基本概念”即大概念，對學(xué)生的未來生活有一定的預(yù)見性，可以在復(fù)雜的世界中綜合運用解決真實的問題。作為教育的傳承，大概念模式把最有用最必要的“知識”傳遞給后代，有利于知識的再生產(chǎn)和社會的高效發(fā)展。

（二）從素養(yǎng)和知識的關(guān)系角度思考大概念模式的重要性

從素養(yǎng)和知識的關(guān)系角度思考，素養(yǎng)的形成離不開知識，知識是素養(yǎng)形成的主要載體之一。并非所有素養(yǎng)都是天生，素養(yǎng)是可教可學(xué)的。學(xué)習(xí)就是把外在的知識轉(zhuǎn)化為人的內(nèi)在素養(yǎng)的一種活動。素養(yǎng)是作為客體的教育內(nèi)容與作為主體的學(xué)習(xí)者知情意行相統(tǒng)一的東西，是學(xué)校教育中可以真正被帶走的、對人的終身發(fā)展有意義有價值的東西。但是在實際的課程實踐中，往往存在著素養(yǎng)和知識脫節(jié)的問題，或者說是素養(yǎng)和知識之間并未形成體系化的培養(yǎng)結(jié)構(gòu)。通常的做法是，在客體的側(cè)面——課程內(nèi)容上，進行有限的歸納，找尋內(nèi)容與學(xué)科素養(yǎng)之間的聯(lián)系，用類似于貼標簽的方式來詮釋教師所教授課程具備培養(yǎng)哪些學(xué)科素養(yǎng)的功能。這樣的做法始終是外賦型而非內(nèi)生型，因而不能形成一套行之有效的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

大概念模式提供了一條解決問題的途徑。大概念其實是連接知識內(nèi)容和素養(yǎng)教育的一個中間媒介。首先，大概念從學(xué)科本質(zhì)出發(fā)，精簡知識內(nèi)容，作為支撐素養(yǎng)培養(yǎng)的知識載體，應(yīng)該具備“核心”特征，即要超越海量的事實性知識走向抽象性、概念性知識。其次，大概念的建立是基于課程結(jié)構(gòu)或?qū)W科結(jié)構(gòu)的，一定的知識結(jié)構(gòu)是不同學(xué)科的個性特征，是學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“腳手架”。最后，大概念是蘊含概念體系、跨學(xué)科屬性和哲學(xué)觀點的三位統(tǒng)一，是形成通用素養(yǎng)的“基石”。

因此，大概念模式在知識和素養(yǎng)之間架起一座橋梁，是將抽象的核心素養(yǎng)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化落地的有效工具，對于素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要的價值和意義。

（三）從小學(xué)科學(xué)學(xué)科特點角度思考大概念模式的可行性

小學(xué)科學(xué)是建立在概念上的學(xué)科，由不同的科學(xué)概念以及概念之間的多樣聯(lián)系，構(gòu)建起小學(xué)科學(xué)學(xué)科的知識和能力體系。在科學(xué)領(lǐng)域，存在著一些可遷移的概念，教師可以通過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的教學(xué)模式，幫助學(xué)生建立大概念。以小學(xué)科學(xué)教學(xué)中“能量”大概念為例。這里的“能量”大概念不僅僅指物理學(xué)中很具體的能量概念，而是包括了物理、生物、地理、社會等多學(xué)科內(nèi)容的學(xué)科觀念。通過跨學(xué)科教學(xué)過程，學(xué)生一旦擁有了能量大概念，將會理解能量是流動的，地球上的物理過程、生物過程、地質(zhì)氣候過程等均依賴能量流動。學(xué)生將會通過分析經(jīng)濟的、政治的、環(huán)境的、社會的等諸多因素進行能源決策，并深刻理解人類和個體的生活質(zhì)量受到能源選擇的影響。這樣的例子在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中比比皆是，可以說小學(xué)科學(xué)學(xué)科和大概念教學(xué)理論有天然的契合點。

四、大概念教學(xué)的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向

（一）大概念教學(xué)的思想起源

有關(guān)大概念思想的起源，可以追溯到1902年，杜威在《兒童與課程》中提出，教師并非“內(nèi)容的專家”，而是在設(shè)計有效的課堂幫助學(xué)生獲得學(xué)習(xí)經(jīng)驗中發(fā)揮核心作用的人。只有教師能夠通過兒童心理學(xué)的角度分析他們所教的學(xué)科內(nèi)容，重述各自學(xué)科領(lǐng)域的基本概念和方法，用一種易懂的、吸引人的、有效的方式傳授給學(xué)生。之后布魯納經(jīng)過研究指出，每個學(xué)科都存在其基本結(jié)構(gòu)，學(xué)生必須理解它，這是今后運用知識的最低要求。并提出了為實現(xiàn)組織最佳的知識結(jié)構(gòu)，應(yīng)在表現(xiàn)方式上實行適應(yīng)性、經(jīng)濟性和有效性原則。大概念就是建立在學(xué)科基本結(jié)構(gòu)之上，并體現(xiàn)學(xué)科聯(lián)系的。

（二）大概念教學(xué)的重要研究和實踐過程

英國學(xué)者溫·哈倫在Working with Big Ideas of Science Education一書中指出，以往的科學(xué)教育課程內(nèi)容過于繁雜，呈現(xiàn)出一組組割裂的事實。為了解決這些問題，科學(xué)教育不能依靠堆砌現(xiàn)象和理論，而是要作為理解核心概念的教育，并且這些大概念是與學(xué)生在校期間和今后生活息息相關(guān)的。該書中確認和選擇了10個與內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)大概念和4個與領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)大概念。這些大概念都可以用于解釋廣泛的科學(xué)事件和現(xiàn)象，對學(xué)生參與科學(xué)決策、解決自身和自然的問題有所幫助，進而對人類活動產(chǎn)生影響。查爾斯指出，追溯以往對于教師高效特點的研究發(fā)現(xiàn)，他們都能及時地提出適當(dāng)?shù)膯栴}，他們能夠協(xié)助構(gòu)建高水平對話的課堂，聚焦于重要的內(nèi)容，并且能夠?qū)W(xué)生的思考和理解進行評價。他從數(shù)學(xué)大概念的定義和內(nèi)涵談起，最終給出了義務(wù)教育數(shù)學(xué)階段的21個數(shù)學(xué)大概念。

與許多國家的科學(xué)課程標準一樣，在我國2017版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》中也滲透和體現(xiàn)著大概念，例如在生物課程標準中提出生物學(xué)科的核心素養(yǎng)為生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。在這四個學(xué)科核心素養(yǎng)之間有一種支撐性結(jié)構(gòu)，即生命觀念作為大概念統(tǒng)領(lǐng)著其他三個素養(yǎng)的實施。

（三）大概念教學(xué)的未來發(fā)展方向

經(jīng)過幾十年的教育研究與實踐，在未來大概念將發(fā)揮更重要的作用。在今后的實踐中需要注意三點。

1.注重大概念的教學(xué)與學(xué)生個體經(jīng)驗的鏈接

杜威的觀點認為，學(xué)校和課程的任務(wù)是將學(xué)生當(dāng)下的經(jīng)驗與學(xué)科觀點和工具建立特定的聯(lián)系，而不是毀壞或犧牲任何一方。每個學(xué)校主體應(yīng)該關(guān)注兩個層面：邏輯層面和心理層面。在邏輯的層面，關(guān)乎學(xué)科內(nèi)容本身，它代表學(xué)科專家對于本學(xué)科的專業(yè)理解。正如布魯納所提到的，“結(jié)構(gòu)”包括概念框架、中心問題和學(xué)科的探究過程。它是全人類集體經(jīng)驗的結(jié)晶，但是這類形式過于偏離個體經(jīng)驗。在心理的層面，它代表學(xué)生對于學(xué)科基本現(xiàn)象的興趣和經(jīng)驗。它是學(xué)生形成學(xué)科邏輯的萌芽，正因為有了足夠的興趣、學(xué)習(xí)和關(guān)注，才能發(fā)展和建構(gòu)出學(xué)生自己的知識體系。這兩個基本面缺一不可，相輔相成。

2.關(guān)注大概念的應(yīng)用

“知識（指廣義的知識）”大多是在“命題知識（propositional knowledge）”的意義上使用的，即關(guān)于“是什么”的知識，這更像是一類陳述性知識。從知識理解和應(yīng)用的角度來看，除了熟知“是什么”的知識，還應(yīng)該熟知“過程性知識（procedural knowledge）”，即“怎么用”的知識。以及“條件性”知識，即“什么時候和為什么用”的知識。懷特海在《教育的目的》一書中指出，我們需要關(guān)注知識的“活性”，知識的意義在于應(yīng)用，在于我們對它們的靈活掌握，即“智慧”。再從知識轉(zhuǎn)移的角度來看，教學(xué)實際上是一種知識轉(zhuǎn)移的過程。以知識轉(zhuǎn)移過程的層次模型來說明，知識轉(zhuǎn)移有六個層次，從下到上依次是：物理層 、數(shù)據(jù)層、語言層 、知識層、能力層 、應(yīng)用層。知識和能力轉(zhuǎn)移的最終目的是知識的應(yīng)用，是為了解決學(xué)習(xí)者所遇到的實際問題。

3.教研模式與教學(xué)模式相統(tǒng)一

要想有高水平的基于大概念的小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐，就必須通過基于大概念的教研來帶動。大概念的教研模式不同于以往的教研范式，是一種新型的、聚焦學(xué)科本質(zhì)和結(jié)構(gòu)的、體現(xiàn)學(xué)科觀念的教研范式。大概念的教研模式主要通過學(xué)科組內(nèi)和組間的共同研討交流，不斷深入認識和挖掘?qū)W科本質(zhì)，優(yōu)化概念之間的關(guān)系，形成彼此認同的學(xué)科概念體系，達成在學(xué)科觀念上的共識?；诖蟾拍畹慕萄心Ｊ娇梢栽诙鄠€途徑上幫助教師專業(yè)發(fā)展：教師可以明確他們所教授的學(xué)科內(nèi)容中哪些內(nèi)容是重要且必要的，為什么是重要的，可以清除教學(xué)過程中的認知障礙，從而提高課時和單元教學(xué)設(shè)計的質(zhì)量;它還可以幫助教師在關(guān)注內(nèi)容教學(xué)的同時建立關(guān)于學(xué)科本質(zhì)和促進高質(zhì)量教學(xué)的策略研究的意識與行動;最后，它能夠?qū)⒄n堂活動的意義外顯，讓教學(xué)或?qū)W習(xí)成為有意義的創(chuàng)造過程。

總之，科學(xué)教育從目標模式向大概念模式的轉(zhuǎn)變，要求教師更加關(guān)注學(xué)科內(nèi)可遷移的概念以及儲存在師生頭腦中的概念圖式，并且跨文化、跨時間、跨情境地運用和遷移概念，以應(yīng)對復(fù)雜多變的未來世界，這恰恰是21世紀人類需要培養(yǎng)的高階素養(yǎng)。