指向大概念的小学科学学习进阶策略研究——以滑梯与摩擦力为例

◎杨新瑞（河南省基础教育教学研究室）

徐晶晶（河南省郑州市金水区纬五路第二小学）

一、小学科学大概念教学的困难

在小学科学教学中，指向大概念的教学一直是课堂教学活动的重难点，它关系着学生科学核心素养的培养，能够展现学生的科学思维发展过程，提高解决问题的能力，有效促进学生掌握科学知识建构的规律，使其形成科学的知识体系，进而构建良好的课堂生态。但在实际的课堂教学中，受限于时间和章节范围，学生只对具体章节中基本概念有所理解，在单元结束后却无法做到融合，提炼出核心大概念，甚至有可能对大概念进行一个错误总结，以至于出现与大概念毫不相关的情况，影响学生对概念内容的正确理解、科学知识框架的准确建构以及科学素养的有效培养。

二、学习进阶理论及在小学科学课堂中的应用

“学习进阶是学生在各学段学习同一主题概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂的相互关联的概念序列”。在小学科学课堂，教师可根据学生在课堂中表现出的连续而发展的学习过程判断学生是否对大概念有一个清晰而完整的理解，从而在帮助对大概念的理解的过程中渗透对核心素养的培养，关注学生单元综合知识结构的形成，促成科学知识体系的建立，有效弥补常规课堂中学生对大概念理解的短板。

本文结合学习进阶理论，以大象版小学科学四年级下册第四单元“开心游乐场”为例，进行基于大概念的学习进阶教学规划。

（一）聚焦大概念，宏观规划课程内容

1.依据课标，标定大概念

课程标准作为学科教材、课堂教学和评价的出发点和归宿，在学科教学中具有无可替代的引领作用。在小学科学教学中，力是物质科学领域中“运动与力”主题的重要内容，在《义务教育小学科学课程标准》（2017 版）中，针对“运动与力”的知识，结合不同学段，设定了不同的学习内容和学习目标：

领域 物质科学领域大概念 力作用于物体，可以改变物体的形状和运动状态。学习内容有的力直接施加在物体上，有的力可以通过看不见的物质施加在物体上。物体运动的改变和施加在物体上的力有关。3—4年级学习目标知道日常生活中常见的摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力。举例说明，给物体施加力，可以改变物体运动的快慢，也可以使物体启动或停止。

2.依据单元结构，界定大概念层次

“滑梯与摩擦力”是大象版小学科学四年级下册第五单元“开心游乐场”中第三课的内容。在此之前，学生已经学习过“小船与浮力”“弓箭与弹力”两课内容，对力有了初步认知，知道了弹力、浮力的初步概念，掌握了使用测力计的方法。“滑梯与摩擦力”一课在单元中起到了承上启下的作用，既需要前面力学知识和技能方法的铺垫，尤其是测力计的使用，又为第四课“沙包与运动”中学习力的作用提供了知识的“脚手架”。

本单元大概念课标定位为力作用于物体，可以改变物体的形状和运动状态。但小学生建立力与运动的关系是比较困难的，因此在小学阶段帮助学生建立两者之间的联系是首要任务。所以本节课要在前两课的基础上，完成更上位的学习概念，就是在掌握影响摩擦力大小因素的基础上去探究摩擦力大小对物体运动状态的影响，所以本课最核心的概念应该是“摩擦力作用于物体，使物体产生运动状态的变化”，再结合教材内容和结构，对核心概念进行以下层次界定：

3.进阶框架具体化，落实大概念

概念达成的效果依赖于进阶框架的设置，框架包括概念发展、能力发展、学习活动、评价标准四个维度，能够具体表现出核心概念理解的纵向发展过程，其中概念发展有层次、能力发展有梯度、学习活动生活化、评价标准可测量是重要保证，尤其是学习进阶中的评价标准可以有效地测评学生的已有知识储备、目前的理解水平、自身的学习障碍、现有知识体系的缺陷等，通过具体的学习进阶框架设计，使大概念真正地落到实处。

“滑梯与摩擦力”进阶框架

续表

（二）指向大概念，合理规划课堂细节

1.转变思维，合理利用教材

课程体系的完整是由各个章节支撑起来的，对实际的课堂教学而言，在具体章节中理解基本概念的基础上，更要恰如其分地将大概念通过学习进阶的方式渗透给学生，使学生更好地完成科学知识框架的建构。并且，课堂上教师也不能一味地依照教材按部就班地授课，而应该进行大胆的创新和反思，结合课程标准中的大概念所要求学生掌握的内容，结合实际，有的放矢，合理地拆分课程和设计课堂。

本单元的核心概念为“力作用于物体，可以改变物体的形状和运动状态”，前三节课分别单独认识浮力、弹力、摩擦力，第四节课直接让学生认识力的作用，在实际课堂教学中，依据学情调查，学生不容易理解力与物体运动状态之间的关系，所以在本节课学习中，要渗透“摩擦力与物体运动状态”之间的关系，为大概念的总结、认知奠定基础。

2.结合学情，合理设计低阶概念

学生在进入课堂学习之前，绝非一张空白纸，低阶概念的合理设置对于学生从前认知到核心概念的理解非常关键。基于学情，我们发现学习进阶的低阶概念划分关键在于水平的可达性。学习进阶的本质要求进阶要达到的核心概念是能够被学习者理解的，因而低阶概念可以设定为生活中容易被观察到的摩擦力现象以及学生对日常摩擦经验的简单描述。

课堂实录：

师：（出示搓手、拖“车”、擦窗图片）你能在这几幅图片中找到摩擦力的位置吗？

生：第一幅图片中摩擦力出现在手与手之间接触的位置，第二幅图摩擦力出现在小朋友手与手接触、鞋子和地面接触的位置，第三幅图中摩擦力出现在抹布和玻璃接触的位置。

师：我们再来感受一下摩擦力，用你的手用力推桌面，你有什么感受呢？

生：我感觉推得很费力，推不动。

师：推得费力、推不动是什么原因造成的？

生：摩擦力的作用。

师：那我们现在知道了摩擦力对物体的运动有什么作用吗？

生：我发现摩擦力阻碍物体的运动。

师：对，我们可以感受到摩擦力是一种阻碍物体运动的力。

师：那我们现在把手放在桌面上不动，你能感受到摩擦力吗？

生：不能。

通过观察生活中常见的摩擦现象图片：搓手、拖“车”、擦窗等，找出摩擦力的发生位置，让学生能够根据生活经验进行有目的地观察、分析、对比，结合实际体验，总结摩擦力产生的条件，认识摩擦力。

3.联系实际，高阶概念学以致用

与低阶概念相比，高阶概念更强调学生对核心概念和生活实践的应用，能够展现学生对核心概念的理解度和对科学实践的掌握度。因此，高阶概念的设置要注重联系生活实际，引导学生用习得的科学知识和思维去辨认生活中的现象。

课堂实录：

师：我们都知道，2022 年第24 届冬奥会要在我们国家的首都——北京举办，冬奥会中也有很多项目和摩擦力有关，你知道有哪些吗？

生：滑雪、滑冰、冰壶。

师：对，那我们来看一段冰壶运动项目的视频，看视频的时候我们思考一下，冰壶运动员用球杆摩擦地面的原因是什么呢？

生：（观看视频并思考）运动员用球杆摩擦冰面是想减小冰面对冰壶的摩擦力，使冰壶能够滑到终点。

师：这是运用了我们学过的什么知识呢？

生：摩擦力可以改变物体的运动状态。

本节课的进阶终点是课标要求的核心概念，理解“摩擦力可以改变物体的运动状态”。在此之前，学生已经知道火车运动状态发生变化与刹车时的摩擦力大小有关，思维会有意识地把力与物体的运动状态联系起来。因此，可以通过解释冬奥比赛中的摩擦力的原理，让学生强化认知“摩擦力改变物体的运动状态”的核心概念，用演绎推理的方式总结、完善概念，思考其在生活中的应用。

三、学习进阶在小学科学课堂的作用评价

结合“滑梯与摩擦力”的实际课堂，我们发现，学习进阶有效缓解了学生在单元结束后无法将基础概念上升为核心概念的矛盾，在宏观规划课程内容、合理规划课堂细节的基础上促进课程内容编排的有序性和连贯性，还能诊断学生现有知识储备、发展层级、自身的学习障碍、现有知识体系的缺陷等，使课堂教学更具有针对性和有效性，促进学生思维的深度发展和科学知识体系的有效建立。