陶 敏

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為終身的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。若只以單一的課堂式、習(xí)題式或?qū)嶒炇降雀盍训恼n堂實現(xiàn)授課，所培養(yǎng)的學(xué)生無法適應(yīng)信息過載的社會進(jìn)程。大概念視域下所設(shè)計的素養(yǎng)導(dǎo)向的實踐探究，是促進(jìn)當(dāng)前教—學(xué)—評轉(zhuǎn)型的重要途徑。在驅(qū)動性的主題、任務(wù)下開展教學(xué)活動，結(jié)合學(xué)生能感悟的現(xiàn)實問題，學(xué)習(xí)科學(xué)知識，滲透核心素養(yǎng)目標(biāo)，而不是以知識點為中心，講知識、記知識、套知識、練知識。利用大概念的統(tǒng)攝作用達(dá)到整個單元教學(xué)過程的優(yōu)化。

一、 深度學(xué)習(xí)，探秘專家思維

何為深度學(xué)習(xí)？邁克爾·富蘭將深度學(xué)習(xí)定義為“在現(xiàn)實世界中創(chuàng)造和運用新知識”，不難發(fā)現(xiàn)“現(xiàn)實世界”和“創(chuàng)造運用”是深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵詞，其實質(zhì)就是運用遷移的過程，將一個情境中學(xué)到的知識運用到另一個情境中去。同樣是遷移，珀金斯認(rèn)為有兩種完全不同的機(jī)制——低通路遷移和高通路遷移，淺層學(xué)習(xí)往往只是掌握了專家的結(jié)論，只是低通路遷移，當(dāng)所學(xué)知識不被激活或運用時，隨著時間推移，極易被遺忘，是一種“多而淺”的學(xué)習(xí)方式。深度學(xué)習(xí)重視在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)專家思維，引導(dǎo)學(xué)生像專家一樣思考問題，當(dāng)學(xué)生遇到未碰到過的問題時方能進(jìn)行高通路遷移，創(chuàng)造性地解決問題。深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)“少而深”的學(xué)習(xí)模式，嘗試將專家結(jié)論結(jié)構(gòu)化，運用專家思維組織學(xué)習(xí)活動，開展深度學(xué)習(xí)，將教授專家結(jié)論轉(zhuǎn)型為培養(yǎng)專家思維。

二、 理解為先，以概念孕育實踐探究

將《植物與土壤》這一單元實現(xiàn)重構(gòu)，對結(jié)構(gòu)與功能這一大概念做進(jìn)一步滲透和理解。在本章節(jié)的學(xué)習(xí)中，植物的器官分類較多、結(jié)構(gòu)不一、功能多樣，若采取機(jī)械式、灌輸式和背誦式的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，便會顧此失彼，很難理解其所以然。根據(jù)學(xué)段要求，7～9年級學(xué)段要求學(xué)生能夠從結(jié)構(gòu)與功能這一大概念出發(fā)，理解植物的各個器官及其形態(tài)與功能，從而實現(xiàn)概念理解為先學(xué)習(xí)方式。

基于大概念的整體統(tǒng)領(lǐng)，在處理《植物與土壤》單元零散的知識體系過程中可以將整個單元分成兩類問題處理，第一類是能夠?qū)ν寥馈⒅参锏母?、莖、葉進(jìn)行觀察和分類，第二類是能夠設(shè)計實驗進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的探究和驗證。單點知識學(xué)習(xí)和單點知識運用的雙基學(xué)習(xí)過程中，融入觀察取證、推理、建模、理解、探究、驗證等科學(xué)研究思維方法去解決所遇到的問題。將其在頭腦中實現(xiàn)內(nèi)化、提煉形成觀念：植物的各部分結(jié)構(gòu)和其功能相互統(tǒng)一、土壤的結(jié)構(gòu)和其功能相互統(tǒng)一、植物與環(huán)境也是對立統(tǒng)一的辯證矛盾觀點。所以最后從土壤和植被的保護(hù)這一實踐活動中滲透態(tài)度與責(zé)任的教育。

在概念理解為先的前提下，將整個單元實現(xiàn)深度架構(gòu)，由此設(shè)計如圖1所示的大概念、實施路徑和核心概念之間的關(guān)系。

圖1 《植物與土壤》跨學(xué)科實踐思路

三、 基于大概念的實踐進(jìn)路

(一)建立概念分析，促進(jìn)目標(biāo)的深度落實

《標(biāo)準(zhǔn)》對觀念的描述為物質(zhì)、能量、結(jié)構(gòu)、功能、變化的認(rèn)識，初中階段，學(xué)生需要達(dá)到的學(xué)業(yè)水平要求為：理解生物體具有一定的結(jié)構(gòu)層次，能夠完成各項生命活動；理解生物與環(huán)境相互依賴、相互影響；植物的根與物質(zhì)吸收這堂課中，需要建構(gòu)的核心觀點是統(tǒng)一觀念，即植物根的結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一，植物的根的形態(tài)與環(huán)境相統(tǒng)一。為達(dá)到上述素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)基于大單元視域下設(shè)計課程，以此來激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)?？梢栽趩卧跏贾?，便將整個單元的關(guān)鍵問題拋給學(xué)生，并舍棄傳統(tǒng)意義上的習(xí)題前測。將大單元式前測問題融于情境之中：校園內(nèi)在進(jìn)行樹木移植，你有哪些方法可以提高植物的存活率？表1所示為筆者所分類的三個層次學(xué)生的回答。

表1 學(xué)生回答情況統(tǒng)計

基于solo分類學(xué)習(xí)理論對檢測回答結(jié)果實現(xiàn)分層，較少學(xué)習(xí)者能夠有效回答這個問題，也就是C檔水平。而67%左右的同學(xué)的回答和思考還停留在第二梯度水平。據(jù)此分析大部分的回答停留在關(guān)聯(lián)層次水平和單點結(jié)構(gòu)水平。根據(jù)前測的回答可給予本堂課較為清晰的教學(xué)方向，教師可以有效掌握學(xué)生的基礎(chǔ)知識導(dǎo)向及其解釋能力。同時基于有效的前測問題，準(zhǔn)確把握了本堂課的基本學(xué)情，由此精準(zhǔn)確定本堂課的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)活動(表2)。

表2 教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)活動

(二)經(jīng)歷思維碰撞，促進(jìn)活動的深度體驗

活動一：宏觀觀察，歸納特點

觀察、記錄芹菜、菠菜、蒜苗、豌豆苗、小麥的根部并對它們進(jìn)行歸納、分類。學(xué)生觀察、記錄、交流不同植株的根部特征，自主發(fā)現(xiàn)某一類植物的根具有很明顯的“主根”和“側(cè)根”之分。研討、論證、定義具有“較為發(fā)達(dá)的根”類的植物為直根系，無“較為發(fā)達(dá)的根”為須根系。觀察過程中，適時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用相對性視角觀察根系區(qū)別，如有些學(xué)生覺得較粗壯的根便是較為發(fā)達(dá)的根，便把蒜苗的根也納入直根系中去。這是學(xué)生對定義錯亂導(dǎo)致的，教師無須多言，只需要再請另一組的同學(xué)進(jìn)行闡述，兩組的觀點形成碰撞，引導(dǎo)形成錯誤概念的學(xué)生建構(gòu)正確的概念。

活動二：聚焦觀察，推理建構(gòu)

觀察根尖結(jié)構(gòu)特點并繪制根尖細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，教師以關(guān)鍵性問題引導(dǎo)學(xué)生縮小觀察視野，從整體觀察聚焦到局部觀察，學(xué)生觀察小麥根部的過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)芽小麥根部有細(xì)小的絨毛，借助這一觀察發(fā)現(xiàn)，教師可以進(jìn)一步提問：“為什么植物的根尖要分化出這樣的結(jié)構(gòu)？這些絨毛具有怎樣的特點？除了絨毛區(qū)外，根尖部位還有其他形態(tài)的細(xì)胞呢？分別對應(yīng)哪些功能？”層層遞進(jìn)的問題鏈引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)根尖細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點，學(xué)生分組討論對根尖細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。在學(xué)生完成之時教師選擇其中一組同學(xué)對根尖細(xì)胞的建模進(jìn)行展示和描述，其余同學(xué)針對該組同學(xué)的觀點進(jìn)行補充和完善。體現(xiàn)基于證據(jù)的推理和基于交流、碰撞、聚焦的建模過程，以達(dá)領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)這一上層觀念。

活動三：微觀探析，解釋應(yīng)用

在研究細(xì)胞吸水和失水過程并歸納其原因時，課堂上可給予學(xué)生充足的時間，自主形成討論小組，設(shè)計多元化的方案，拓寬思維。比如課堂中有同學(xué)提出以下方案：①選用西紅柿(黃瓜)加白砂糖，實驗過程發(fā)現(xiàn)盤子里的水分逐漸變多。故得出當(dāng)外界濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞會失水；外界濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞會吸水，而根部吸水結(jié)構(gòu)也是由細(xì)胞構(gòu)成的，所以根部吸水的原理就是利用了細(xì)胞內(nèi)液泡濃度高于外界濃度，水可以自由擴(kuò)散到根部里面。②融合現(xiàn)代化的電子設(shè)備——當(dāng)當(dāng)貍顯微鏡；這款顯微鏡可以將所觀察到的圖像利用數(shù)據(jù)線實現(xiàn)將細(xì)胞放大、修正和成像。學(xué)生可以通過大屏幕觀察細(xì)胞吸水和失水的整個過程，本操作不需要一直盯著顯微鏡進(jìn)行觀察，既降低了觀察難度，又提升了活動效度，完成觀察實驗之后可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步整合歸納，利用吸水和失水的原因來推導(dǎo)擴(kuò)散原理。

(三)遷移本質(zhì)規(guī)律，促進(jìn)探究的深度應(yīng)用

如今對遷移的詮釋是為學(xué)習(xí)者在新的問題情境中動態(tài)地串聯(lián)知識與問題，其中探究是串聯(lián)的重要途徑?；诳茖W(xué)素養(yǎng)中探究的四要素，在活動中充分融合問題、證據(jù)、解釋、交流。讓學(xué)生做真探究，不走流程式的體驗。本實驗如何讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并選擇合適的探究問題最為重要。故執(zhí)教者需要創(chuàng)設(shè)合適的復(fù)雜問題情境：展示在移植植株的過程中，有些植株的根部被破壞，植株依然可以存活，但有些植株根部看似完好，但是植物卻還是死亡，這到底是什么原因呢？學(xué)生從根部受損這一問題角度出發(fā)，從根部受損的程度、部位等因素展開探索，聚焦在根部吸水部位的研究這一個問題上，科學(xué)探究的目的是尋找問題與現(xiàn)象之間的規(guī)律，帶著解決問題的目的去經(jīng)歷探究才是真正的科學(xué)探究。情境的合理創(chuàng)設(shè)能夠有效激發(fā)學(xué)生的探究欲望和興趣，使其主動去設(shè)計方案、修改、取證、記錄交流和實踐。但是生物的實驗是無法在簡短的課堂中進(jìn)行的，交給學(xué)生簡單的單元任務(wù)，提前進(jìn)行分組活動和實驗，課堂是供大家互相交流、解釋的場所，如表3所示，學(xué)生在課堂中分享方案，并形成思維碰撞的過程。

表3 探究過程與遷移運用

(四)嵌套多維評價，促進(jìn)大概念的實踐理解

1. 統(tǒng)一目標(biāo)，整體優(yōu)化

大單元式教學(xué)促進(jìn)學(xué)生以統(tǒng)籌的觀點實現(xiàn)知識點的理解和遷移。“管中窺豹，可見一斑”是當(dāng)前課堂普遍存在的問題，傳統(tǒng)的教學(xué)方式下，知識點的呈現(xiàn)、講述、記憶、背誦都是零散的、流程式的、問答式的，學(xué)生只是被動式地接受著一串串孤立的、與自身經(jīng)驗無關(guān)的概念及規(guī)律。將《植物與土壤》單元知識重新整合，學(xué)習(xí)者能夠在情境、概念、思維和責(zé)任意識中建立起關(guān)聯(lián)。如在大單元式教學(xué)完成之后，對如何提高樹木的移植存活率這一實際情境問題，學(xué)生可以從土壤、根系、葉片保留等多角度對這一實際問題展開論文式書寫，從多維度闡述實際問題的綜合解決方案。這樣的評價方式更加注重學(xué)生對學(xué)科實際問題理解的深度和廣度，促進(jìn)學(xué)生以聯(lián)系的眼光看待多個被孤立的事實。在大單元式教學(xué)過程中，教師要鼓勵學(xué)生將知識進(jìn)行整合，像一個專家一樣地對問題進(jìn)行思考和整理，對該大單元式教學(xué)的評價，可引導(dǎo)學(xué)生利用周末時間對論文式報告實現(xiàn)反復(fù)修改，也鼓勵學(xué)生利用繪圖、思維導(dǎo)圖、流程圖、表格等多種思維工具進(jìn)行問題結(jié)果整理。

2. 基于學(xué)情，分層區(qū)分

梯度一：基礎(chǔ)落實，強(qiáng)化對基本概念和基本規(guī)律的認(rèn)識和鞏固。利用樹形結(jié)構(gòu)圖留白填空的形式，為學(xué)生對課堂知識的梳理掌握搭建起了“腳手架”，幫助學(xué)生將課堂的主干知識網(wǎng)絡(luò)化，有利于培養(yǎng)學(xué)生的比較、歸納、概括等科學(xué)思維。每課時作業(yè)的第一題均為該類型(圖2)。

圖2 基礎(chǔ)知識框架

梯度二：能力提升，重視對基本概念和基本規(guī)律的理解和辨析及簡單應(yīng)用。此類題型需明了知識的確切含義并能運用，引導(dǎo)學(xué)生分析、解決簡單的實際問題，提升綜合學(xué)習(xí)能力。每課時作業(yè)的中段大部分題目均為該類型，旨在培養(yǎng)學(xué)生調(diào)用基礎(chǔ)概念解決有關(guān)問題的能力。

梯度三：綜合拓展，將學(xué)科理論知識與日常生活密切聯(lián)系。通過此類題型可以展現(xiàn)學(xué)生靈活運用所學(xué)的學(xué)科知識，分析、解決新情境中的實際問題，著重培養(yǎng)學(xué)生以觀念視角、科學(xué)思維進(jìn)行實際問題的解釋和解決?；蛘呖梢栽O(shè)置時間較短，容易完成的家庭小實驗，進(jìn)行實驗的現(xiàn)象記錄和解釋，當(dāng)然學(xué)生解釋這個現(xiàn)象需要調(diào)用下一節(jié)課的知識，由此學(xué)生需要進(jìn)行一定的預(yù)習(xí)工作，也達(dá)到了將知識融于情境、將讀寫過程轉(zhuǎn)變成動手操作過程的目的。

3. 關(guān)注實踐，適當(dāng)拓展

大概念視域下的實踐教學(xué)體現(xiàn)出教學(xué)引領(lǐng)、議題、任務(wù)和物化這四個要素：有引領(lǐng)指的是在實踐的“內(nèi)容要求”引領(lǐng)下設(shè)計教學(xué)。有議題指的是實踐的議題，解決的是現(xiàn)實生活中有價值的真實問題。有任務(wù)是指把學(xué)習(xí)活動分解為若干明確的任務(wù)，可以是學(xué)習(xí)新知識的，也可以是根據(jù)所學(xué)知識解決問題的。有物化則為最終要有實物或文本成果，如裝置、模型、方案、調(diào)查。所以需要設(shè)計拓展實踐任務(wù)表格，利用周末實踐完成拓展性作業(yè)，為大概念實踐的評價提供物化的成果。學(xué)生利用實踐表格，完成小區(qū)內(nèi)的《植物與土壤》的奧秘(圖3)。

圖3 大概念視域下的實踐任務(wù)

四、 反思提質(zhì)，以迭代促進(jìn)實踐的落地

1. 大單元式教學(xué)為深度學(xué)習(xí)提供途徑和支架，引導(dǎo)學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)，從掌握淺薄知識到理解深厚知識。但要做好大單元式的實踐設(shè)計，不是靠一節(jié)課、一輪課就可以完成的，需要一個團(tuán)隊，多輪迭代。就比如由于課時問題，在課堂活動中，無法對上述的三個活動一個探究實現(xiàn)全方位的落地，這就需要筆者在后續(xù)的新一輪的教學(xué)過程中改良活動，對活動實現(xiàn)取舍、精簡和優(yōu)化。

2. 大概念實踐教學(xué)為現(xiàn)實情境與課堂學(xué)習(xí)提供落腳點，傳統(tǒng)式割裂課堂對復(fù)雜實際問題無法做到深度解析，而跨學(xué)科教學(xué)便可以將復(fù)雜實際問題進(jìn)行有機(jī)拆解、整合和解決。比如植物帶土移植這一實際問題，要考慮到：土壤、肥力、溫度、濕度等多種內(nèi)因與外因，這樣的學(xué)習(xí)過程有助于學(xué)生培養(yǎng)綜合分析問題的高階思維，真正成為知識的建構(gòu)者與應(yīng)用者，但是實踐畢竟無法在課堂開展，利用線下的時間很難保證實踐開展的質(zhì)量，后續(xù)可以利用雙減背景下的“N+1”課后服務(wù)時間，利用多樣化的形式開展實踐活動。

3. 大概念的理解是指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)的重要保障和支撐。這便需要團(tuán)隊式的協(xié)作與討論。在確定實際問題、制定教學(xué)目標(biāo)的過程中，需要將備課組作為備課單位實現(xiàn)研討、修改和批判，可以避免教師個人備課所導(dǎo)致的局限性和脫離性。并且可以實行短期周期式的問題反饋，及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和問題導(dǎo)向，使得整體教學(xué)更加貼近學(xué)生實際水平，精準(zhǔn)落實素養(yǎng)培養(yǎng)。