【题目】大概念统领下的小学科学单元整体教学实践—以教科版“地球的运动”单元为例

摘要：“地球的运动”单元涉及地球自转、公转及其引发的昼夜交替和四季变化等自然现象，内容具有较强的抽象性和综合性。针对学生容易停留在结论记忆、难以建立地球运动总体模型的学情，以单元大概念为统领，对教科版小学科学六年级上册“地球的运动”单元进行整体分析与教学重构。教学中，教师从学生熟悉的自然现象和前概念出发，借助前测记录单、模拟实验、学习单和思维导图等学习支架，引导学生分别建构地球自转模型和地球公转模型，并在单元末整合形成地球运动总体模型。

关键词：大概念；小学科学；单元整体教学；模型建构；地球的运动

小学科学教学中，昼夜交替、影长变化和四季变化是学生熟悉的生活现象，但其背后涉及地球自转、公转等抽象运动。六年级学生虽然已具备一定观察经验，也能记住相关科学结论，但在解释现象成因时，容易停留在“结论记忆”层面，难以把多个现象纳入统一的地球运动模型中理解和表达。基于这一学习难点，笔者以单元大概念统整教科版小学科学六年级上册“地球的运动”单元内容，通过重构课时逻辑、开展连续探究和模型建构，促进学生由零散认识走向整体理解。

一、由课时分散走向单元统整：整体教学的现实需要

在常规教学中，课堂设计往往以单课为基本单位，教师更关注“本课教什么、怎样教”，而对单元内部知识之间的联系和整体结构关注不足。这种方式虽便于完成单课任务，却容易使学生停留在局部理解层面，难以形成结构化的科学认识。“地球的运动”单元包含地球自转、公转，以及昼夜交替、影长变化、四季变化、生物受昼夜和四季影响等内容。它们虽然分布在不同课时中，但共同指向“地球运动如何引发周期性自然现象”这一核心问题。若仍按课时逐一讲授，学生可能记住相关结论，却难以理解地球自转、公转与多种自然现象之间的内在联系，也难以建立地球运动的总体模型。

因此，本单元教学应从“按课推进”转向“围绕单元大概念进行整体建构”[1]。单元整体教学不是几节课的简单相加，而是提炼贯穿单元的大概念，并据此设计连续的问题链和学习活动，使学生在建立联系、修正认识、完善解释的过程中，逐步走向对科学主题的整体理解。[1]

二、基于单元大概念的单元整体分析

（一）诊断学情，聚焦难点

“地球的运动”单元与学生日常经验联系紧密。学生对昼夜交替、四季变化等现象并不陌生，但对其形成原因的理解并不充分，往往能够描述现象，却难以从地球运动角度作出科学解释。

单元教学前，笔者设计前测记录单，了解学生对“昼夜交替”和“四季变化”成因的已有认识以及对“昼夜交替”和“四季变化”成因的已有认识。学生通过绘图或文字表达自己的理解（见图1）。结果显示，部分学生仍认为太阳围绕地球运动，也有学生将四季变化简单归因于地球与太阳距离远近，说明其对地球自转、公转与相关自然现象之间关系的认识仍不清晰。

此外，地球自转、公转涉及空间位置、运动方向和周期变化，具有较强抽象性。若教学主要依赖讲解，学生容易停留在机械记忆层面，难以建立地球运动的总体模型。因此，本单元需要借助模拟实验、图示表达和模型建构等方式，为学生理解地球运动及其影响提供支撑。

（二）提炼单元大概念，明晰学习主线

梳理教材内容可以发现，本单元涉及地球自转、公转，以及昼夜交替、影长变化、四季变化等多个知识点。其中，昼夜交替主要与地球自转有关，四季变化则与地球公转密切相关。虽然这些现象表现不同，但都指向同一个核心认识：地球的运动会引发一系列具有周期性的自然现象。基于课程要求和教材内容，笔者将本单元的大概念确定为：地球的自转和公转形成了昼夜交替和四季变化等周期性的自然现象。这一大概念既能统整单元主要内容，又能帮助学生把地球自转、公转及相关自然现象纳入同一解释框架。学生学习本单元，不应只停留在“地球自转产生昼夜交替”“地球公转形成四季变化”等结论上，而应在持续探究中逐步理解地球运动规律，并学会用整体模型解释相关自然现象。

（三）重构学习路径，推进分阶段建模

教科版“地球的运动”单元共七课。为突出单元大概念的统领作用，笔者对单元学习路径进行了重构（见图2）。重构后的学习过程分为三个阶段：第1—3课聚焦地球自转及其影响，第4—6课聚焦地球公转及其影响，第7课回归整体，整合形成地球运动的总体模型。整个单元围绕“昼夜交替和四季变化是怎样产生的，它们与地球和太阳的运动有什么关系”这一核心问题展开，并以前测记录单贯穿整个过程，引导学生持续修正和完善解释。

第一阶段重在建构地球自转模型。第1—3课从昼夜交替现象出发，借助模拟实验、史实分析和地球仪演示，引导学生探究昼夜交替的形成原因，认识地球自转方向、周期及其影响，逐步完善地球自转模型。

第二阶段重在建构地球公转模型。第4—6课从影长变化入手，引导学生观察不同季节正午影长变化，将其与地球公转联系起来，理解四季变化的形成原因，并进一步认识四季变化对生物和环境的影响。

第三阶段为综合建模阶段。第7课引导学生回顾前测记录、学习单和思维导图，将地球自转模型与地球公转模型整合起来，形成地球运动的总体模型。

三、在连续探究中建构模型，促进学生理解地球运动

本单元教学没有直接把“地球自转产生昼夜交替、地球公转形成四季变化”等结论告知学生，而是以模型建构为主要路径，引导学生在提出猜想、模拟验证、分析证据和修正认识的过程中，逐步理解地球运动与自然现象之间的关系。

在地球自转模型的建构中，教学从昼夜交替现象入手。第1课不急于给出标准答案，而是将学生的前概念转化为探究问题，引导学生围绕“地球和太阳怎样的运动方式可能产生昼夜交替”开展模拟实验。学生借助球灯和地球仪进行验证，发现能够解释昼夜交替的假设不止一种，由此意识到解释自然现象不能仅凭直觉，还需要进一步寻找证据。这一过程也使学生初步经历了“提出假设—模拟验证—比较分析”的建模过程。

第2课借助“人类认识地球运动的历史”继续推进模型修正。教学通过比较“地心说”与“日心说”，引导学生在阅读资料、分析证据和模拟验证中，逐步形成对地球自转的科学认识。经过这一阶段，学生不再停留在“地球会动”这一模糊判断上，而是开始建立“地球绕地轴自转，并由此产生昼夜交替”的初步模型。

第3课进一步完善地球自转模型。教学聚焦“北京和乌鲁木齐哪一座城市先迎来黎明”，引导学生通过相对运动分析和地球仪模拟，认识地球自转方向及其影响。学生逐渐明确，地球自西向东自转，因此东边城市比西边城市先迎来黎明。至此，学生建构的自转模型不再只是“地球自转产生昼夜交替现象”的简单认识，而是包含自转方向、自转周期的运动模型。

第4课探讨地球公转模型与影长变化的关系，学生借助简易圭表模型，模拟春分、夏至、秋分、冬至时正午影长的变化，发现同一地点正午时分影长会随季节呈现规律性变化。虽然这一课尚未直接指向完整的公转模型，但为后续理解地球公转与四季变化的关系提供了重要现象证据。

第5课在前一课证据基础上进一步深化模型。学生先根据资料推测地球公转模型图中不同位置分别对应春分、夏至、秋分和冬至，再通过模拟实验记录不同位置的影长和温度变化，并将其与上一课获得的影长规律进行比较。通过这一过程，学生逐步认识到四季变化与地球公转密切相关。同时，教师借助资料分析和演示活动，引导学生修正“夏天热是因为地球离太阳更近”的常见误解，认识到四季温度变化并不是由日地距离远近直接决定的。经过这一课学习，学生形成“地球公转与四季变化相关联”的初步模型。

第6课进一步拓展公转模型的内涵。学生通过阅读资料、整理信息和绘制思维导图，理解四季变化对生物生长、生活和环境变化的影响。这样，学生对公转模型的理解不再停留在“公转形成四季”这一结论上，而是进一步认识到地球公转所引发的季节变化会持续影响自然界。

第7课“发生昼夜和四季的地球运动”则转向整体模型的整合。教师引导学生回看前测记录单的修改情况，结合学习单和思维导图，梳理地球自转、公转与相关自然现象之间的关系。学生在比较和修正中，将原本分别建构的“地球自转模型”和“地球公转模型”联系起来，逐步形成“地球在公转的同时也在自转”的整体认识，并尝试用图示或实物模型表达自己的理解。至此，学生完成了由局部模型到总体模型的建构过程。