摘要：大概念教學在《義務教育科學課程標準（2022年版）》中得到重視與倡導。大概念教學在單元整體設計中經常出現，在單節科學課中的應用也具有重要意義。在“有趣的食物鏈”單節課中，教師要用提取出的大概念來統領整節課關于食物鏈的學習，并借助概念與經驗的聯結、大概念與小概念的聯結、概念與模型的聯結的策略來實施教學，實現學生對核心概念的深度理解、有效建構和靈活應用。關鍵詞：大概念；聯結；模型；小學科學《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下通稱“新課標”）在教學建議中提出“圍繞核心概念組織教學內容”，要關注知識間的內在關聯，要“突出核心概念在真實情境中的應用，加強知識學習與現實生活、社會實踐之間的聯系，實現學生對核心概念的深度理解、有效建構和靈活應用”。核心概念在上一版課程標準中就有體現，《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》確定了18個核心概念，新課標提出的學科核心概念有13個，這些是義務教育階段科學課程的核心內容。近年來，國際科學教育界提出了“科學大概念”一詞。英國的溫·哈倫等研究者曾在《科學教育的原則和大概念》一書提出10個科學大概念，但這些不僅限于概念，也有學者翻譯為“大觀念”。還有研究者試圖通過更上位的概念，在學校教育與現實世界、現在與未來之間搭建一座牢固的橋梁。在溫·哈倫等人提出的大概念中，“生物需要能量和營養物質”，可以成為這一時期重要的上位概念。人們對這一大概念的闡述是“所有的生物體都需要通過攝取食物來獲得能量，還需要空氣、水和一定的溫度環境”。也就是說，在一個生態系統中，包含食物的生產者（植物）、消費者（動物）和分解者。分解者產生的物質有助于植物的生長，這樣就使得生物體中的分子不斷地被循環利用。能量通過生態系統得以一級一級地進行傳輸。當食物被生物體自身用于生命過程時，其中的部分能量會以熱量的形式散逸到自然界中。綠色植物的“光合作用”又會使生態系統中的能量得到補充。一、案例實施“有趣的食物鏈”是蘇教版科學教材六年級下冊第四單元“共同的家園”的第三課。教師可用大概念來重構“有趣的食物鏈”這節內容，甚至是這個單元內容。課堂上，整個內容都應圍繞“生物體”“能量”“環境”來搭建，這樣在邏輯上更能突出核心概念的主體地位，更利于學生建立抽象的上位概念。下面以“有趣的食物鏈”一課為例，探討本課以大概念實施教學的過程和收獲。片段1：游戲代入，聚焦生物需要的“能量”師：今天給大家帶來了一款游戲——饑餓鯊，一起來看一下這個游戲怎么操作。大家可以在平板電腦上試試。師：游戲中，能讓鯊魚維持生命的關鍵是什么？生：鯊魚要吃各種小魚。生：它可以不停地得到能量。師：游戲中，鯊魚不停地進食是為了獲得其他生物的能量。那么，真實世界中鯊魚的能量從哪里來？能量的源頭又在哪里？師：老師給每一組準備了一份學習單，請你閱讀材料后，完成這兩個問題。（學生分組自主學習并完成記錄。學生匯報，其他小組質疑并補充）師：生物之間普遍存在一種“吃與被吃”的關系，這種關系像鏈條一樣，把一些生物緊密地聯系起來，生物學家把生物之間的食物聯系叫作食物鏈。食物鏈中自己制造食物的被稱為生產者，通過吃其他生物獲得營養和能量的這類生物被稱為消費者。【片段分析】互動游戲能幫助學生從生物生存的角度，快速聚焦到“能量”獲取這個事實。從“吃與被吃”這一種普遍的現象上升到更抽象的概念層面。生物間的食物關系是比較常見的，學生也能說出“大魚吃小魚，小魚吃蝦米”這類例子。從這些前概念出發，學生可以進一步形成科學的概念，即食物鏈的組成。如果僅限于此，學生也還是停留在具體現象層面，需要在科學觀念的形成上再添把力。“能量”話題的導入，設定在一個更高的視角，學習活動應以此為核心，不斷建構“生物需要能量和營養物質”的大概念。這樣的設計更有利于學生科學大概念的發展。片段2：關注更多的食物鏈現象及“能量傳遞”師：除了海洋中的食物鏈，自然界中還有其他不同的環境，你能找到這些環境中的食物鏈嗎？師：老師給大家準備了一些生物的卡片，請你根據它們吃與被吃的順序，將它們的食物鏈關系用紙膠帶連起來，并在紙膠帶上用箭頭畫出能量傳遞的方向。最后，將食物鏈粘貼到黑板上進行展示。（學生開展分組實踐活動）生：我們組的食物鏈是在陸地環境中，能量由……傳遞給了……師：一起來看看這幾條食物鏈，你能找到它們哪些共同點？生：食物鏈上有動物，還有植物。師：它們前后分布的順序有什么特點？生：植物在前，是被動物吃的。生：食草動物又會被食肉動物吃。師：誰來完整地表述一下這個過程？生：植物的能量給了食草動物，食草動物的能量又給了食肉動物。師：看來，食物鏈都是從綠色植物開始，以兇猛的肉食動物結束。大家看箭頭就可以一目了然地對能量傳遞有一個理解了。你們還有什么想問的嗎？生：能量傳遞給兇猛的肉食動物之后就消失了嗎？生：能量不會消失。生：被微生物吃了。師：地球上還有一類生物專門“吃”動植物的殘骸或廢棄的食物，同時還留下可以被植物吸收的物質，它們就是分解者。它們重要嗎？生：沒有它們，世界上就到處是垃圾。生：沒有它們，世界一片混亂了。師：分解者雖然不寫在食物鏈中，但對整個自然界來說是不可缺少的角色。【片段分析】從形象的單個食物鏈走向抽象的食物鏈是一個不斷抽象的過程。這個過程需要借助不同環境中生物間的食物關系，學生可以認識更多的食物鏈，從而實現“舉一反三”，從特殊到普遍的推理演繹。結合多條食物鏈的實例，學生可以進行縱向上的歸納，發現食物鏈的起點為綠色植物，經植食性動物，終于肉食性動物。以此為基礎，學生開始學習“生產者”“消費者”，從營養產生的角度實現生物的角色區分。片段3：抽象出食物鏈中的能量關系——“方向”與“多少”師：“能量”在生產者、消費者和分解者之間無形地流動著，這才導致了地球生物的生生不息。你們能寫一個食物鏈嗎？生：小草→羊→狼。師：這是一條典型的食物鏈，我們從箭頭中可以發現能量的轉移過程。你們有沒有覺得少了點什么？生：數量。生：小草的數量應該有很多很多。生：羊群就沒那么多了。狼應該會更少。師：那你們能設計一個“能量”傳遞路線（模型）來展現這個過程嗎？生：生物間能量傳遞會損失，這導致了遞減的結果。師：當然，能量的源頭——太陽會源源不斷地輸送新的能量。【片段分析】食物鏈表示的是生物間的食物聯系，中間用箭頭來連接。如果從“能量”的角度來審視這個內容，學生可以觀察到數量上的差異。因而，學生可以發現生產者數量龐大，消費者逐步遞減。學習活動就上升到認識食物鏈中的能量流動并不是對等的，而是伴隨著能量的逐級損失。在這種情況下，食物鏈用單維的線性模型來呈現就不能滿足學生學習的需要了，這時迫切要建構一個模型來體現其量級的變化，學生在這個過程中由形象認知慢慢走向抽象認知。“模型建構”在這里不僅是一種學習活動，更是學生思維發展的需求。片段4：發現“能量關系”破壞的影響師：（游戲視頻展示“海洋中的魚雷”）這會給海底的生物帶來哪些影響？生：魚會死亡。生：食肉的魚也會死亡。生：可能還會影響珊瑚。生：可能還會影響海鳥。師：當食物鏈中一種生物受到影響時，與之相關的其他生物在能量傳遞上也會受到牽連。（引導學生發現不同食物鏈交錯而成的食物網）【片段分析】食物鏈的“能量”轉移并不是一成不變的，而是動態變化的，其會受外界因素的影響而呈現穩定和變化。這也是跨學科大概念“穩態與調節”的重要教學點。變化是世界的主旋律，是生物發展的動力。所以，教師在課堂結尾留給學生的不是封閉的句號，而是一個個問號。其中，學生的問題不應該是被消滅了，而是學生在學會解決問題的策略、思維的方法之后，能夠提出更多更有價值的問題。二、策略反思有學者指出，大概念的學習包括兩部分：一是必須將事實性知識置于學習者的概念框架中；二是概念被各種豐富的、有代表性的事實細節展現出來。也就是說，概念只有放在一定的應用情境下才會變得生動，才能對學習者產生意義。在課堂教學中，教師幫助學生形成正確的生命科學概念，應從學生的經驗出發，給他們提供各種生物學事實作為支撐。學生根據事實抽取出的生物學大概念和核心概念，理解這些囊括了某種生物學事實總體特征和規律的東西，并以此來建構合理的概念框架，進而能夠在新情境下遷移與應用。（一）概念與經驗的聯結小學階段的學生擁有了一些生活經驗，而這些經驗直接參與或影響著他們對周圍世界的新認知。同樣，在科學概念的形成過程中，已有經驗也能發揮潛移默化的作用。這個作用有時是正向的，有時卻是負向的，但教師需要利用其產生教學價值，助力學生建構正確的科學認知，或引發對原有錯誤經驗的反思。因此，情境是科學教學中相當重要的一個載體，它可以是原有經驗的激發者，也可能是新的學習起點，又或者是發生認知沖突的爆發點。在“有趣的食物鏈”教學中，教師選擇了一款游戲APP“饑餓鯊”作為課堂導入。六年級的學生很快可以代入到游戲的“捕食”情境中，他們會發現，鯊魚要存活，必須要有足夠的能量值，這個只能依靠其不停地捕食其他小型魚類，而在面對大型魚類時，鯊魚也會有不同能量值的損失。與此同時，學生頭腦中“吃與被吃”“生存與能量”“大魚小魚”的原有經驗被激活。這些正是成為本課概念建構的重要基礎。在這些原材料的基礎上，概念才得到生長發展，或是得到科學地修正。學習才成為有根之本、有源之水。（二）大概念與小概念的聯結生物間吃與被吃的現象是學生很早就會認識到的，也就是說，學生對食物鏈是有一定認知的，只是不完善、不準確而已。本課的目標就是要幫助學生厘清食物鏈的組成，認識到其中的營養生產和能量的轉移。教師通常會引導學生來完成一條食物鏈，如“樹→蟬→螳螂→黃雀”。一些學生能認識到它們之間吃與被吃的食物關系，不過箭頭卻總是畫反。學生的解釋就是黃雀吃螳螂，箭頭就應該指向螳螂。教師往往規定箭頭指向主動吃的那一方。學生箭頭畫反，說明概念不易內化，不能在概念建構中有效地歸納與整理，容易“新瓶裝舊酒”。如果教師幫助學生從能量流動的高度來審視食物鏈，引導學生了解綠色植物的光合作用能生產出營養物質，這些會成為植食性動物的能量來源，而植食性動物又將是肉食性動物的能量來源，再請學生來完成箭頭的描繪就水到渠成、輕而易舉了。可以看出，跳出箭頭指向的困頓，用能量流動的大概念來審視，食物鏈的指向和延展就不言自明，食物鏈“吃與被吃”的小概念就能從學生各種原有的認識中抽取出來，抽象出能量流動的條條動態之“鏈”。（三）概念與模型的聯結“有趣的食物鏈”突顯的是生物間的食物聯系，這種吃與被吃的聯系是復雜的、動態的，是生物間相互博弈與斗爭的結果。因此，教師要幫助學生理解食物鏈不只是線性的彼此串聯，還是面狀