学科核心概念与通用概念——科学大概念的再解读

–水、冰、风、生物和重力会让岩石、土壤和沉积物碎裂 成更细小的颗粒并被搬运到其他地方。
• 物质科学领域
–声音能使物体振动，物体振动能产生声音
–食物中释放的能量最初来自太阳，植物利用阳光、空 气、水通过化学过程制造养料
• 生命科学领域
–生物生活在多样的环境中，环境的改变影响着那里的 生物
–食物为动物提供了机体恢复、生长所需的原料，以及 维持体温和运动所需的能量
• 在工作与研究过程中并不会孤立地去审视和运用某个科学
学科领域的核心概念，而且有时候一些核心概念之间的学 科界限相对模糊。
• 比如，在上述四个科学学科领域的核心概念中，均涉及到
“能量的形式及其转化”。也就是说，某些情况下的核心 概念或核心概念元素，会出现在几个不同的科学学科之中。
• 类似于“能量”这样的核心概念元素将不同科学学科领域 的核心概念组织起来，发展成跨越学科界限“通用概念”。
例说基于大概念的科学教学
杭州市拱墅区教育局教研室 2014年11月18日
万嵩海
基于形式——
四年级下册《认识几种常见的岩石》
活动一：进一步观察岩石
• 还有哪些观察岩石的方法
活动一：进一步观察岩石
• 还有哪些观察岩石的方法
活动二：怎样识别它们
• 岩石阅读资料
活动二：怎Байду номын сангаас识别它们
• 比对资料，识别岩石
• 地球与空间科学领域
–风和水能改变地形 –地球绕着太阳转，月球绕着地球转，同时地球还绕着 地轴自转。这些运动导致的自然现象包括昼夜交替、 四季变化、阳光下的影子变化，以及日月星辰在不同
时间里的位置不同
• 工程与技术领域
–提问、做观察、收集信息可以帮助我们思考问题 –为了确定各种方案中哪个更能满足问题解决的标准和 限制，需要对它们进行测试
最终的知识指向是诸如花岗岩的特点等具体的事实
性知识，知识的价值仅仅作用于本节课，也就是说，
其他课中不再利用诸如花岗岩的特征之类的知识来
进行学习。
改进的教学流程
• 观察记录岩石的五条特征，辨别哪条特征能将其从其他更 多的岩石中区别出来。 • 将岩石的主要特征汇总，利用资料表辨别岩石种类和名称。
• 为何我们的观察不能将有些岩石辨别出来？【特征的获取】
知道岩石的特征和它的成因有关。
• 过程方法： 学习几种观察岩石颜色、结构和构造的方法； 根据岩石的特征对照有关资料来识别岩石。 • 情感态度：
激发研究岩石的兴趣。
惯常的学习过程分析
如果以学生视角来分析他们的学习过程，那么，他
们的活动通常是由教师或学习单指导下的按序操作， 所要观察记录的内容往往源自教材、源自教师，而
活动是基于真正的实践——“获取特征→利用资料→
辨别岩石 →获取特征 →利用资料 →辨别岩石”。于
是，学生们的观察过程具有了开放性、指向性，具
有了内驱力。
改进的教学目标
知识概念： 了解几种岩石的主要特征； 特征有助于将一块岩石从其他岩石中区别出来；
岩石新特征的出现帮助我们更好地区分岩石。
过程方法： 为识别岩石而使用不同的观察岩石的方法来获得岩石的特征； 为识别岩石而将岩石的观察特征与岩石资料加以比对。 情感态度：
（3）物质的新特征（新信息、新证据）的出现促使人类认
识的提高。
教学活动中的概念升华
跨越学科界限的通用概念： （1）自然事物以不同形式存在，这些形式能被观察到。 （2）事物或现象皆有与众不同的特征。
（3）新证据的出现促进人类对世界的认识。
什么是大概念教学
• “概念”的概念
– 概念：就是人们对客观世界的概括化的认识。 – 本质：基于事实经验、知识概括、自我认知。 – 范畴：人类长期实践而形成的较稳定的概念； 学生实践中逐步形成的可发展的概念。 – 特征：在新证据、新观念出现前保持稳定； 在新证据、新观念出现时同化顺应； 同化拓宽概念外延，顺应改变概念内涵。
• 阅读资料表，了解科学家用哪些方法来获取进一步的岩石 主要特征。 • 利用新方法进一步获取岩石特征【颗粒、层理、化学反应】 • 利用新特征和资料表，进一步辨别岩石。
• *根据岩石的特征猜猜岩石的名称。
改进的学习过程分析
如果再以学生视角来分析他们的学习过程，那么，
他们的活动通常是由一个自己想要探究的任务 （“这到底是一块什么岩石？”）来驱动的。探究
• 二是与不同科学学科领域的核心概念相联系 的更上位的跨学科概念——通用概念。
–自然界或人工领域中的因果关系通常能被识别，
并用于解释各种变化。
–标准单位被用来测量与描述物理量，比如重量、 时间、温度和体积。 –能量以各种不同方式存在，并能在物体之间转移。
–学科（物质科学、生命科学、地球与空间科学）内部
通用的概念；
–跨学科（横贯科学各学科）的通用的概念。
• 一是不同科学学科领域中的与下位的具体科学概念
相联系的大概念——学科核心概念。
–当物质改变形式甚至变得仿佛看不见时，它的数量（重 量）依然保持不变。 –降雨帮助塑造地形，并影响一个区域内的生物类型。
活动三：岩石的特征与识别
• 根据特征猜猜岩石
惯常的教学流程
• 了解观察岩石的一些方法。
• 阅读岩石观察记录表，明确实验要求。
• 观察岩石，记录结果。
• 交流观察结果。
• 比对岩石资料，识别岩石。
• 根据岩石的主要特征，猜猜岩石的名称。
惯常的教学目标（摘自《教学用书· 四年级下
册》） • 知识概念： 知道几种常见岩石的显著特征及用途； 知道不同种类的岩石在结构和构造上有不同的特征；
激发研究岩石的兴趣；体会证据在科学探究中的重要性。
教学活动中的概念升华
课时具体概念： （1）岩石具有不同的特征，这些特征能被观察到。 （2）特征有助于将岩石从其他岩石中区别出来。
（3）岩石的新特征的出现帮助我们认识岩石。
教学活动中的概念升华
学科核心概念： （1）物质具有不同的特征，这些特征能被观察到。 （2）特征有助于将一种物质从其他物质中区别出来。
什么是大概念教学
具体概念
• 反映自然界特定事件和事实的具体科学概念。 • 比如：
–一片完整的叶具有共同构造，包括叶片和叶柄两部分； –由于雨水的冲刷，土壤或土壤中的部分物质随着水流而
流失，就是侵蚀;
什么是大概念教学
科学大概念
• 在具体科学概念基础上形成的、对科学事实和科 学探究更为宏观而概括性的认识和观念。 • 包括两个层次: