“小小工程师”大单元教学探析

◇彭根野 马永双（通讯作者）（吉林：长春师范大学物理学院）

2022 年版《义务教育科学课程标准》（以下简称《课程标准》）与旧课标相比，强化课程育人导向，着力培育学生的核心素养，优化课程内容结构，加强学科间的相互联系，逐步引导学生进行跨学科实践。《课程标准》不仅指明了科学教育改革的方向，还给科学教学带来诸多挑战。大单元教学逐渐成为一线科学教师应对挑战的路径之一。实施大单元教学，构建高效科学课堂，教师需要认识大单元教学的真正内涵，了解大单元教学的价值，落实科学大单元教学的基本策略，让科学大单元教学成为学生核心素养形成的重要途径。

一、核心素养下科学课大单元教学的内涵与价值

（一）大单元教学的基本内涵

目前，大单元教学概念并未有一个明确的定义。我国学者对大单元教学的理解，归纳起来主要有两类：一类是以崔允漷教授为主要代表，从课程视角出发，认为大单元教学是一种课程，单元是一种学习单位，一个单元就是一个学习事件、一个完整的学习故事、一个微课程；另一类是从一线教师视角出发，认为大单元教学是教学思路、授课方式等，其实质是一种教学组织形式。例如，北京市海淀区枫丹实验小学的亓刚校长认为，大单元教学是从“大”的角度出发，把握、整合、处理整组教材，制定整个单元的教学方案。总体来讲，大单元教学是从整合课程的视角出发。以科学学科为例，科学大单元教学是基于教材中的自然单元，将学科内或学科间相互关联的知识和学习资源（如教学材料、教学环境等）进行逻辑整合，选择一个形式（如大概念、大任务、大问题或大项目）作为教学驱动，营造真实情境，贯穿全程评价，以“学生为中心”进行一个素养导向的情境式、探究性、结构化学习过程。大单元可以是教材自然单元，可以是学科内或跨学科的重组单元，还可以是多领域的集合单元。比如，指向大概念的科学大单元教学，可以通过聚焦学科核心概念，基于自然单元的知识内容，整合碎片化知识点，构建结构化知识域，落实跨学科实践，帮助学生建构系统性知识结构和认知结构。

（二）大单元教学的价值

大单元教学具有大整合、大迁移、大贯通的优势，有利于多学科教学，其价值意蕴有如下几点。

1.更新教师的教学观念，贯彻“以学生为本”的理念

大单元教学需要将学生置于单元目标的中心位置，整合学习内容和学习资源，进行一系列相关内容的设计。它的出发点不是一个知识点或技能点，而是起统率作用的大概念、任务、问题或项目，以此更新教师观念，提升教师站位，改变教师格局。教师以学生为中心、以教会学习为目的、以发展素养为取向，进行有效教学。贯彻“以学生为本”理念，引导学生逐渐成长，实现“育人”的目标。

2.提升科学课堂的教学质量，促进学生深度学习

大单元教学以学生学会解决真实生活的实际问题为教学结束的标志。学生尝试用不同方法解决生活中的实际问题，使其对所学知识有更深的理解和思考。在学习过程中逐步提高学生不同情境下解决问题的迁移能力，提升学生的批判性思维、创造性思维等高阶思维。以学生学会学习和学会解决问题为教学目标，改善以往唯分数论、唯成绩论的应试现状，提升科学教学质量。学生在学习的全过程中，不断思考、不断批判、不断反思，避免浮于表面知识，深刻体会学习逻辑，掌握实践技能，逐渐养成深度学习的习惯。

3.构建科学学科的整体认知，助力培育学生核心素养

《课程标准》强调课程内容结构化、情境化，推动核心素养的落实。大单元教学与其不谋而合。大单元教学将碎片化知识进行整合，从多视角、多维度进行整体教学，知识与情境相融合，教学和学习相统一。这既可以有效地解决传统科学教学中存在的内容碎片化、逻辑不完整等问题，又可以帮助学生构建整体性的知识结构，形成协调统一的内容体系，建立科学学科的整体认知。学生在理解知识、掌握知识、迁移知识以及应用知识的过程中，逐步形成综合学习思维和学习方法，推动其核心素养的持续发展。

二、核心素养导向下科学课大单元教学策略

下面以新教科版小学科学六年级下册第一单元“小小工程师”的大单元教学为例，阐述科学课大单元教学的基本策略。

（一）围绕学科核心概念，组织结构化的大单元教学内容

科学大单元教学具有高阶性、深刻性、层次性等特点，围绕学科核心概念设计探索问题或基本问题，实现单元联结。通过剖析自然单元教学内容确定学科核心概念，突破自然单元学科边界，突出指向跨学科概念，融合课内外教学资源，选择与主题相适应的驱动形式（如大概念、大任务、大问题或大项目），以实现组织结构化教学内容的目的。如果没有明确体现统摄该单元的学科核心概念，需要以《课程标准》中13 个学科核心概念为标准，结合教材中每一小节的学习内容和知识逻辑，确定学科核心概念。

例如，“小小工程师”属于技术与工程领域，《课程标准》中技术与工程领域的学科核心概念有两个，即“技术、工程与社会”和“工程设计与物化”。该单元的学习内容指向建造工程，属于土木建筑工程的一部分。以集体建构的方式，研讨《课程标准》和教材，可以确定该单元的学科核心概念为“工程设计与物化”。工程的关键是设计，故确定“校园塔台方案设计投标发布会”为大单元主题，选择与主题相适应的“大项目”的驱动形式。同时结合物质科学领域的“物质”部分学习内容，突出指向跨学科概念——系统与模型。该单元教学内容重点是设计，学生在亲历塔台工程的项目式学习过程中，提高其工程设计能力和工程设计思维，辅助其核心素养的发展。

（二）以核心素养为本，设计“素养为本”的大单元学习目标

学习目标是学习方向，学习目标是预期结果。大单元学习目标由单元目标和课时目标组成，单元目标是“纲”，课时目标是“目”。新课改下，教学目标由“双基目标”“三维目标”逐渐转变为以素养为本的“核心素养目标”，即从科学知识、科学思维、探究实践以及态度责任四个维度，设计突出培育学生核心素养的大单元学习目标。大单元学习目标最好是一个以核心素养为本的任务场景，任务场景辅助教学方案设计，重点突出该单元的学科核心概念和跨学科概念，有效落实该单元的核心素养。

例如，“小小工程师”的学科核心概念为“工程设计与物化”，注重培养学生的工程实践能力和创新精神。故其单元目标中探究实践维度可以设计为：学生能够基于所学学科知识，应用创造性思维的基本方法提出多种塔台设计方案，完成设计图纸、成本核算、测试评价以及迭代改进塔台设计方案等环节；组队参加校园塔台方案设计投标发布会，阐述方案设计理念，参与项目投标竞争。这一单元目标着重突出发展学生工程设计能力，综合提升学生的工程思维和工程实践能力。同一主题之下，以单元目标为纲，设计各个课时目标，各个目标中的内容间保持主题的一致性，彼此呼应，彼此联结。场景式学习目标辅助教学方案设计，落实科学大单元全面育人目标，发展学生高阶思维，培育学生核心素养。

（三）立足实际生活，创设真实的大单元教学情境

核心素养的形成具有情境性，大单元教学作为培养核心素养的主要途径，应立足实际生活，为学生创设真实学习情境。大单元教学应始终关注创设发展核心素养的真实大情境，以情境为“链”，以核心素养为“向导”，遵循知识形成的内在规律，将碎片化知识进行系统衔接处理，形成按照能力对接的“链式”教学样态。大单元教学情境具有整合性、真实性和系统性的特点。大单元教学情境要联系真实世界，搭建一座连接学校和社会、学习和生活的桥梁，创设一个符合学生年龄特点并贯穿学生学习全过程的真实大情境，赋予学生真实的角色感。

例如，“小小工程师”大单元教学为学生创设一个“校园塔台方案设计投标发布会”的真实情境，学校可以搭建一个“未来工程师圆桌会议”的平台，邀请一线工程师参加，和“小小工程师”们就“塔台设计”举行圆桌会议，实现学习和职业的联结。大单元教学情境不仅仅作为大单元的学习导入，更是学生学习全过程的真正载体。该单元创设“投标发布会”的情境，既能激发学生参加塔台设计和制作的兴趣，又是统领学生设计和制作塔台的大情境，使之成为学生学习该单元的真正载体。

（四）以学生为中心，设计全程性的大单元教学评价

好的教学离不开好的评价，科学、合理和客观的评价可以有效反馈并指导教学。为了突出学生的主体地位，大单元教学采用以学生为中心的“混合式”全程教学评价。一切以学生为中心，围绕学习目标，多主体、多维度、多方法评价学生学习全过程（前、中、后）中核心素养的发展。教学前，将评价置于学习目标与学习过程之间，前置评价依据学习目标进行设计，指导学习过程相应变换，以期实现“教学评一致性”。教学中，从教师评价、学生自评互评以及小组评价等角度，对个体学习兴趣、方法、思维等方面进行多维度评价。评价侧重从学生核心素养发展的角度审视学生学习效果，关注其审慎自省、自我调控的元认知能力的培养。教学后，以结构化思维设计大单元作业，对每一课时的作业目标、内容、形式等方面展开全面设计和统筹配置，切实发挥作业、教学促进学生核心素养发展的协同作用。

例如，“小小工程师”是义务教育阶段技术与工程领域的最后一个单元，承载学生工程实践能力螺旋上升最后一个节点的总结强化任务。塔台工程项目的全过程应贯穿多样化的评价方法和多维度的评价角度。比如，在开始设计和制作塔台之前，学生就要明确塔台设计的衡量标准，参照塔台设计评价标准进行自我监控和自我评价，逐步养成自我管理和自我调节的学习习惯。教师发放工作单，学生在设计和制作塔台的过程中，记录塔台工程的全过程。工程问题没有最好，只有更好。通过投标发布会的形式，学生自评互评，小组合作竞争，客观看待自我作品，创造改进设计方案，发展学生工程思维，感受工程过程比中标结果更为重要。

三、结语

小学科学大单元教学是培育学生核心素养的重要途径。素养为本的大单元教学从“教中心”走向“学中心”，改善了学生学习方式，转变了教师教学模式，提升了科学课堂质量。但大单元教学作为新的教学趋势，还有许多值得思考的地方，需要教育工作者在实际运用中不断探索、不断思考、不断实践。积极探索核心素养导向下科学大单元教学，是落实立德树人、深化课程改革的必然要求，也是学生核心素养落地的关键路径。