小学科学大单元教学设计与实践研究-以“植物的生长变化”单元为例

第[17]。可见，教学目标是大单元教学设计的标杆，大单元教学设计的开展离不开合理有效的教学目标的指引，如果没有清晰的教学目标，就没有明确的依据来整合教学内容和创设学习过程，无法评价学生的具体学习情况，学习的方向也将难以调控。新课改以来，科学课程强调学生核心素养的发展与提升，课堂教学的最终目的也由对知识点的简单理解和记忆转变为培育学生的科学核心素养，因此教师在设计大单元教学目标时应聚焦于观念、思维、探究实践和态度责任四个要素。3.立足单元目标，创设评价任务教学评价是依据教学目标对教学活动的实际成效进行价值判断的过程。合理有效的教学评价既可以指导教师合理安排接下来的教学活动，更好地落实教学目标，又可以帮助学生根据自身学习情况及时调整学习状态，发展核心素养。在传统的教学设计中，教学评价通常被放置于教学设计的末端，用来检测学生的学习成果，强调教学结束后的总结性评价。但教学的过程是生成性的，这种教、学、评相互分离的设计难以发挥评价“以评促学、以评促教”的功能，无法真正促进学生的身心发展及核心素养的提高。但在小学科学大单元教学设计中，教学评价贯穿整个学习过程，嵌于教学目标设计与教学过程设计的中间，是逆向设计理论的一种实践运用。小学科学大单元教学评价将教学目标与教学过程进行了有效的连接，它既可以依据教学目标检测学生的实际掌握状况，又可以根据评价结果有效调整学习过程，促进教学目标的落实与教学过程的完善，具有“承上启下”的作用。4.整合教学内容，设计学习过程在做好前期分析、确定教学目标和创设评价任务后，接着便是学习过程的设计。学习过程的设计是整个小学科学大单元教学设计的核心环节，关系着大单元的质量。一般而言，单元学习过程的设计与开展主要包括重组大单元内容、提炼概括性主题、创设真实性情境、设置驱动性任务和设计体验性活动。5.开展教学反思，优化设计方案教学反思是整个大单元教学设计中不可或缺的环节。有效的教学反思能帮助教师及时知晓该大单元教学设计的具体情况，并在此基础上精进教学设计，提升教学的有效性。为此，在一个小学科学大单元教学结束后，教师应根据教学全过程的实际情况对大单元教学设计进行客观回顾与思考反馈，进一步优化该设计，从而更加科学地运用到今后的教学中去，促进自身专业发展。具体操作来讲，教师可从教学设计、教学过程、教学效果进行教学反思。六、结论大单元教学能够有效整合小学科学教学内容，促进学生科学素养的全面发展通过建立以“植物的生长变化”为主题的大单元教学框架，研究将零散的知识点整合为系统化的学习内容，帮助学生形成对植物生命周期的综合认知。教学实践表明，学生在科学观念（如植物结构与功能的关系）、科学思维（如实验设计与数据分析）和探究实践（如观察记录与种植活动）等方面均有显著提升。跨学科任务的融入（如数学数据记录、语文观察日记）进一步拓展了学生的综合能力，为其核心素养的全面发展奠定了基础。大单元教学的实施需要注重情境创设与长周期活动的管理真实情境的创设能够有效激发学生的学习兴趣，而长周期探究活动则为学生提供了深度学习的契机。长周期活动的管理与评价是实施过程中面临的主要挑战。教师需要在活动设计、资源支持和评价工具上做优化，以保障活动的顺利开展和学生的积极参与。教师对大单元教学持积极态度，但仍需进一步优化设计经过访谈分析知道，教师普遍认定大单元教学可提升教学效果，但设计过程需要较多时间及精力支撑，按照教师反馈的相关意见，优化设计需增添跨学科元素、改进评价工具、给予教学资源支撑等，以进一步促进大单元教学的实施效果。大单元教学在小学科学中的推广需要多方支持大单元教学的推广既需要教师专业能力的提升，也要求学校进行课时的安排、资源的支持，外加教育政策的引导，学校可为长周期活动规划专门的课时和场地，教育部门可着手开发配套教学资源包，为大单元教学的普及搭建有利平台。未来研究还可进一步探索大单元教学在别的科学主题（如“水的循环”“天气变化”）方面的应用，以及其在农村地区或资源短缺学校的实施办法，怎样借助技术手段来支撑大单元教学的设计与实施，也是值得进一步探讨的方向。总之，本文为小学科学大单元教学的设计与实践提供了理论依据和实践范例，丰富了科学教育的理论研究，具有重要的参考价值。参考文献:中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022：4.施久铭.义务教育科学新课标实施的重难点何在?——访义务教育科学课程标准修订组组长胡卫平[J].人民教育,2022,(Z2):38-40.王晨光.小学科学单元教学设计的基本表征与实践路径[J].教学与管理,2024,(29):38-42.杨砚宁,成斌斌.学科理解视域下的大单元教学设计——以“自然界中的氧元素”为例[J].化学教学,2025,(03):35-42+49.刘皓晖,尹志华,万雪,等.指向核心素养的体育大单元教学理论释析、实践价值与设计路径[J].广州体育学院学报,2024,44(05):88-96.NationalScienceandTechnologyCouncil.(2018).Chartingacourseforsuccess:America’sstrategyforSTEMeducation.NationalScienceTeachersAssociation德可乐利Dr.(Decroly).新教育法[M].崔载阳译.中华书局,1932:345-346.赫尔巴特.普通教育学[M].李其龙，译.北京:人民教育出版社,2015:245.李吉林.优化教材结构，进行“四结合”大单元教学[J].课程.教材.教法,1995,(12):30-33.崔允漷.如何开展指向学科核心素养的大单元设计[J].北京教育(普教版),2019,(02):11-15.孙海法,朱莹楚.案例研究法的理论与应用[J].科学管理研究,2004,(01):116-120.杜晓利.富有生命力的文献研究法[J].上海教育科研,2013,(10):1.陈向明.质的研究方法与社会科学研究[M].北京:教育科学出版社:2000:165.刘良华.教育研究方法[M].上海:华东师范大学出版社,2021:108.郁波主编.义务教育教科书·科学（四年级下册）［Ｍ］．北京：教育科学教育出版社，2020．王晨光.围绕核心概念组织小学科学单元教学设计[J].教学与管理，2021（17）：60-63.格兰特·威金斯,杰伊·麦克泰.追求理解的教学设计(第二版)[M].闫寒冰,宋雪莲,赖平译.上海:华东师范大学出版社,2017:18-19.

附录1第一单元《植物的生长变化》大单元整体教学设计教材版本教科版单元名称植物的生长变化主题概述本单元通过组织学生亲历栽培植物的活动，引领学生研究绿色开花植物的生长发育过程；认识植物器官；理解它们的作用。为学生逐步建立生命世界结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的认识搭建脚手架。课标要求一、核心概念：（1）生命系统的构成层次（2）生物体的稳态与调节（3）生物与环境的相互关系（4）生命的延续与进化（5）技术、工程与社会二、学习内容：（1）阐述植物的共同特征，并举例说明本地植物资源，特别是对人类生活有直接影响的种类。（2）知道植物通常由根、茎、叶、花、果实与种子六部分组成。举例说出水、阳光、空气与温度的变化对生物生存具有显著影响。（3）植物的生存与生长依赖于水分、光照、氧气及合适的温度条件。（4）植物的根、茎、叶、花、果实与种子分别承担着维持植物生存的关键功能：根系负责吸收水分和营养物质；茎干支撑植物结构并输送养分；叶片进行光合作用以制造能量；花朵吸引传粉媒介促进繁殖；果实保护种子并提供食物给动物传播；而种子则承载着下一代生命，通过适宜环境萌发生长。这些组成部分共同协作，确保植物的存活与繁衍。（5）不同环境下的植物展现出多样化的外部形态特征，这些特性旨在适应特定生境，确保植物的生存与繁衍。例如，在干旱环境中生长的植物，如仙人掌，其叶片退化为刺状，减少水分蒸发，同时茎部肥厚以储存水分，这种形态特征有助于植物在缺水条件下生存。相反，在热带雨林中，树木往往拥有宽大且富含气孔的叶子，以快速吸收水分和进行光合作用。这些形态适应性不仅体现了生物多样性的丰富性，也揭示了自然选择在生物进化过程中的作用，是植物长期适应环境的结果。通过改变外部形态，植物能够更有效地获取资源、抵御环境压力，从而在各自独特的生态系统中生存并繁衍。（6）举例说明植物生命过程，包括从种子萌发到死亡的阶段，通常展示为种子萌发形成幼苗，随后生长发育至开花，完成繁殖后结出果实和种子，最后随着资源枯竭或环境条件变化而进入休眠或死亡状态。（7）描述有的植物通过产生种子繁殖后代，有的植物通过根、茎、叶等繁殖后代。（8）列举动物帮助植物传粉或传播种子的实例。（9）尝试设计和制作某种产品（种子）的简化实物模型，并反映其中的部分科学原理。三、学业要求：（1）能概括植物的某些共同特征。（2）设计简便方案以探索水、阳光、空气、温度的变化对生物生存的影响。（3）能够设计并执行基本策略，收集支持植物生存与生长需求的实证资料。（4）能够阐述植物的基本生存需求，并理解某些植物结构在其生存维持过程中的特定功能。（5）理解植物在外不同环境下的形态特征存在多样性。（6）能够解析环境差异下植物展现出的多样外部形态特征，并探讨这些特性在支撑植物生存过程中的功能与意义。（7）能够搜集并整理处于各类环境中植物的外部形态特征数据。（8）知道生物通过生殖、发育及遗传过程实现生命延续。（9）能分析植物生命周期不同阶段的相应特点。（10）能记录、整理和描述常见植物从生到死的生命过程。（11）对栽培植物以及观察植物的生命周期产生兴趣。（12）能在教师指导下，通过运用常见工具制作特定产品的简化实物模型，能够直观体现其科学原理。教材分析和动物的生命周期一样，植物也具有生命周期现象。它们都会经历出生、生长、发育、繁殖、衰老、死亡的生命过程，通过这个过程，来延续种族生命。不同植物的生命周期是可以有不同表现的，我们熟悉的绿色开花植物大部分是由种子繁殖后代的，在本单元就需要一起来探索种子的奥秘，植物在生长过程中会发生的变化以及这些变化对植物的生长和生存的意义。本单元包含8节课，大致划分为三段内容。第一至第二课时的教学目标为引导学生观察并辨识种子的外观与内部构造，同时通过实践种植体验种子内含新生机的过程，使学生理解种子萌发需满足特定条件。在课程3至7的教学内容中，重点涵盖了植物根、茎、叶、花、果实及种子的学习。通过指导学生对上述植物组成部分的形态特征进行观察并记录，进一步探讨各部分的功能，使学生理解植物结构与其功能之间的关联。这一系列教学活动旨在帮助学生逐步建立“结构与功能相统一”的生物学观念。第五课与第六课着重探讨授粉机制及其种子散布过程，旨在使学生领悟生物存续与环境间的紧密联系。课程内容涵盖不同生态环境中植物外貌特征的多样性，以及植物如何适应其所在环境。通过学习，学生将认识到生物适应环境的重要性。第8课总结了凤仙花全生命周期的成长变化，并回顾了本学习单元内学生亲身参与的科学实验活动。学情分析学生普遍认知到植物会成长并可能开花结果，然而他们尚未深究这一自然过程背后的科学原理。教师在授课时应指导学生探索植物在其生命历程中的演变，深入理解植物生命周期的特性，以此增进学生对生命世界认知的深度与广度。四年级学生展现出了强烈的好奇心与求知欲，倾向于通过实践探索，以增进对自然界的理解，尤其对多样化的植物表现出浓厚的兴趣与探索热情。凤仙花因其鲜艳的花朵而能显著提升学生的学习兴趣与探索热情，然而，多数学生缺乏种植实践，常面临种种问题与挑战。教师应提供必要的关注与引导，帮助学生克服障碍，实现种植过程中的成就感，以此为后续植物学研究打下坚实基础。单元目标一、科学观念1.正确说出绿色开花植物通常经历的生命周期，能用植物生命周期的知识解释生命的延续。2.识别植物的营养器官及其具有帮助植物维持自身生存和繁殖的作用。3.总结植物生长需要的基本条件。4.理解动物与植物之间的相互作用有助于揭示植物传粉与种子传播机制，同时理解植物如何适应其生存环境。。二、科学思维1.熟练掌握推理、建模等方法研究植物营养器官的形态特征与作用并作出合理的解释。2.逐渐形成推理论证意识。三、探究实践1.熟练掌握解剖、观察、实验等方法研究植物营养器官的形态特征与作用，合理使用文字、图表、图画、照片、视频等方式记录植物生长变化。2.有意识地运用多种感官观察研究植物体的形态特征，基于观察记录有依据地描述绿色开花植物一生的生长变化过程及规律。四、态度责任1.能在好奇心的驱使下，持续保持对植物生长变化的探究兴趣。2.能与多人分工合作进行探究活动，能够以事实为依据陈述自己的观点、接纳他人的观点，面对有力证据及时调整自己的观点。单元结构活动凤仙花的一生凤仙花的一生种子萌发种子特征选种播种萌发条件植株生长根→茎叶→花→果实、种子形态功能生命延续种子传播达成评价围绕课时学习目标1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现。2.作业设计与学生答题正确率的及时分析。3.对《植物的生长变化》的测试性评价。围绕单元和主题目标1.分层设置单元测试。2.制定观察凤仙花生长计划。单元课时课型规划课时课型课时内容课时目标课时学习任务（或问题）达成评价1实验课种子里孕育着新生命植物种子最重要的部分是胚，胚是有生命的。观察蚕豆种子的构造与各部分的作用。了解蚕豆种子构造和胚的作用。1实验课种植凤仙花种子的萌发需要一定条件。1.种子萌发和植物生长需要什么条件?2.如何观察记录植物一生的生长变化?知道种子萌发需要空气、水和温度等条件。能合理使用文字、图表、图画、照片、视频等方式记录植物生长变化。1实验课种子长出了根①描述种子萌发过程。②认识根的形态和功能。①种子发芽的过程是怎样的？②根对植物有什么作用？知道种子萌发时先长出根，根有输送和固定作用。1实验课茎和叶①观察植物的叶在茎上的分布特点，分析其作用。②实验观察茎叶作用。④推测根茎叶特征与生长环境相适应。茎叶对植物的生存分别起什么作用？①植物的叶在茎上的分布有利于接受更多的阳光。②植物的茎有运输水分和养料的作用。③植物的叶有吸收阳光和蒸腾水分的作用。④根茎叶特征与生长环境相适应。1实验课凤仙花开花了①观察花的结构。②观察雄蕊和雌蕊特点，分析其作用。凤仙花的花是什么样的？①知道花的结构一般包括花萼、花瓣、雌蕊、雄蕊。②雄蕊和雌蕊是花主要结构。雄蕊上有花粉，花粉落到雌蕊上，雌蕊可发育成果实和种子。1实验课果实和种子①了解果实结构及各部分作用②会区分果实和种子凤仙花的果实是什么样的？有什么作用？知道果实包括果皮和种子两部分。果皮起保护作用，种子繁衍生命。1实验课种子的传播①了解植物传播种子方式及意义。②了解种子和果实的外部形态、结构与种子传播方式之间的联系。植物的种子是怎么传播出去的？①植物繁殖需要将种子传播出去，不同的植物传播种子的方式不同。②种子和果实的外部形态、结构与种子传播方式之间有着直接联系。1实验课凤仙花的一生知道什么是生命周期。从凤仙花的一生观察中，我们获得哪些收获？凤仙花的生命周期是先种子萌发，再长出根、茎、叶、花、果实、种子等器官，最后死亡。整个生长过程需要阳光、土壤、适宜的水分和温度。教学反思一、教学设计反思1.核心目标聚焦：围绕“植物生命周期”“结构与功能统一”等大概念设计单元，目标明确分层（科学观念、思维、实践、责任），符合新课标要求。活动设计结构化：以“凤仙花的一生”为主线，分阶段探究种子萌发、根茎叶功能、开花结果等，逻辑清晰，逐步递进，帮助学生构建完整认知链条。跨学科整合：融入数据记录（数学）、实物模型制作（工程）、观察绘图（艺术），提升学生综合素养。2.实践资源支持不足：部分学生因缺乏种植经验，初期播种失败，影响后续观察。差异化设计不足：部分能力较弱的学生难以独立完成，需更多分层任务支持。3.改进：预置实践资源包：提前发放种植工具包（种子、花盆、记录手册），并录制“凤仙花种植小课堂”视频，降低操作门槛。分层任务设计：针对不同能力学生，设置基础任务（观察记录）和拓展任务（设计对比实验），兼顾全体发展。二、教学过程反思学生主体性突出：通过种植、解剖、实验等活动，学生动手参与度高，尤其对“种子传播模型制作”兴趣浓厚，主动探究不同传播方式的特点。问题驱动有效：以“根对植物有什么作用？”“种子如何传播？”等问题贯穿课堂，学生通过观察、推理、讨论形成结论，科学思维得到锻炼。合作学习落实：小组分工记录植物生长变化，培养了团队协作能力，部分小组还创新使用延时摄影记录发芽过程。2.时间管理不足：种植观察周期长，部分班级因天气、假期等因素中断记录，导致数据不完整；实验课（如茎