大概念融入的精准教学模式构建与效果研究

［摘 要］

教师引导学生理解并掌握学科大概念是精准教学实现高效减负的重要途径。研究尝试构建大概念融入的初中科学精准教学模式，并通过准实验研究检验模式的有效性。该模式依托平板电脑开展教学，在课前、课中、课后三阶段中，师生依托平台提供的各种功能完成相应的教师活动和学生活动，大概念融入在精准目标设计、精准教学过程以及精准教学评价等环节中。准实验结果以及课后调研显示，学生认同该模式在激发学生学习自主性、培养小组合作正向情绪、发展个体概念构建及应用能力等方面有一定优势。研究总结了以下策略：（1）基于学习目标和反馈数据，从学习的角度开展教学设计；（2）培养学生学习力与协作力，保障精准教学实效；（3）结合学情对学生进行多元、分层的评价与反馈；（4）鼓励自主提炼上位概念，发挥大概念的“溢出效应”。

［关键词］

大概念；精准教学；模式构建；效果研究；科学

［中图分类号］ G632   ［文献标识码］ A  ［文章编号］ 1005-4634（2024）01-0083-10

精准教学这一概念最早由学者奥格登·林斯利于20世纪60年代初提出，旨在通过设计测量过程来追踪学生的学习表现和支持数据决策。2016年，国内学者祝智庭和彭红超首次将此概念引入国内教育界，强调信息技术时代的精准教学是一种旨在借助信息技术实现高效减负的个性化教学方法，包含精准确立目标、教材开发与教学过程、计数与绘制表现以及数据决策等步骤［1］。在“面向人人”“因材施教”等理念的引导下，依托一些在线平台，越来越多的大、中、小学校开始了精准教学的实践和研究，并尝试去构建特定学科、特定课型的精准教学模式。如王永固等人构建的电子书包赋能的精准教学模式在初中数学复习课中进行了应用，结果显示该教学模式能显著提高学生数学学习成绩，提升学生学习效能［2］。与传统课堂教学模式不同，精准教学模式体现了数据驱动、以学习者为中心的设计思想，强调教师依据学生个性特征数据和学习行为数据设计学习活动，同时基于学习反馈动态调整教学策略［3］。

对已有精准教学模式研究的文献进行梳理发现，目前的研究较多聚焦教师教学内容的设计与实施以及大数据平台在调整教学内容和策略方面发挥的作用，强调学习平台在推送资源和练习以及在作业布置方面的个性化学习支持。不过，较少研究关注精准教学如何更好地落实学科核心素养，在增效减负方面切实发挥作用。在“双减”政策出台的背景下，教师在课堂教学课时有限的制约条件下如何通过精准教学目标和教学活动的设计引导学生更好地理解学科大概念，进而具备学科核心素养，是摆在学科教师面前的重要研究议题。

“大概念”这一术语最早由美国学者格兰特·威金斯在2004年提出，它指的是能够使离散的事实或技能有意义地联系的概念，是强化学生思维，使学生具备应用和迁移能力的关键［4］。2022年4月，教育部印发了义务教育课程新标准，其中突出强调学科核心概念的掌握，如《义务教育科学课程标准（2022年版）》中明确指出，科学教学应遵循“少而精”原则，聚焦科学核心概念，精选与每个核心概念相关的学习内容［5］。受应试文化影响，传统教学中往往更重视“考点”的学习，而忽视核心概念对大量具体概念的统领作用，致使学生“只见树木，不见森林”，缺乏对科学关键概念的整体感知和深入理解［6］。已有研究发现大概念视角下的教学对学科知识系统的精炼与整合、学科概念层次框架的搭建以及学生学科知识的习得和学科素养的培养等诸多方面都有着重要的价值和意义［7］。在此背景下，本研究尝试大概念融入的初中科学精准教学模式的构建，并通过实践检验其效果。

1 大概念融入的精准教学模式构建

已有精准教学模式构建的经验显示，模式的构建需要社会建构主义理论、人本主义学习理论、情境学习理论等理论的指导，需要为教师的教学和学生的学习进行环境设计，为学习者提供知识建构和情境认知的支持，促进其概念转变和对知识的深度理解［8］。在前人研究的基础上，本研究尝试从课前、课中和课后3个环节入手，从教师活动、学生活动和平台功能3个维度细化大概念融入的精准教学实践内容，由此构建了大概念融入的科学精准教学模式（图1）。

课前环节包括构建单元学科概念体系及确立精准学习目标、开发结构化的预习资源包和基于预习数据调整教学设计3个要素。学科大概念往往具有跨越学科单一主题、涵盖学科内各个主题的特点，它们是学生科学认识发展的核心，也是体现学科核心素养的重要载体，和大概念相关联的有主题核心概念、重要概念以及基础概念等，它们一起构成了科学概念层次［6］。其中，主题核心概念具有承上启下的功能，是对若干重要概念抽象概括的产物，同时也支撑着科学大概念；重要概念是构成科学理论体系的基石，在具体类别上根据对客观事物的描述角度可分为基本概念和关系概念；基础概念是认识客观世界的起点，包含较多的知识要素，具有较高直观性。本研究以初中科学“植物与土壤”单元为例，尝试构建了单元科学概念体系内容，层级一至四依次描述的是大概念、主题核心概念、重要概念以及基础概念（表1）。

图1 大概念融入的精准教学模式

基础概念是定性的，是对生活、生产实践中的现象或事实的描述，本章节涉及“土壤的性状”“根、茎、叶的结构与功能”“植物的呼吸作用、光合作用和呼吸作用的过程”3个领域的基础概念。这些基础概念紧密相连，向上联通各层级概念的核心思想，由于物质与能量的传输是一个整体，因此，植物的三大生理作用密不可分，最终帮助学生构建“生物体结构与功能相适应”这一学科大概念。

然而，大概念是一种留存在脑海中的抽象观念体系与知识结构，具有内隐性，不便于评价与检测。强调素养导向和大概念融入的精准教学目标设计不仅要将概念体系的内容体现出来，同时也要将知识、能力和态度统整起来［9］。埃里克森提出的KUD模型强调教师在进行目标设计时要将事实性知识、概念性知识、程序性知识有效地组织起来，构成立体的三维模式，即学生在事实性层面上“能知道（know）”，在概念性层面上“能理解（understand）”，在技能和过程层面上“能做（do）”，该模型为大概念融入精准教学目标设计提供了理论框架。精准教学目标采用行为目标的表述方式对学生预期学习结果进行陈述，行为目标包含行为主体、行为条件、行为动词和行为对象4个要素，且所确立的目标须是学生可理解、可达成，教师可观察、可评价的。本研究将上述提出的3条基础概念利用KUD模型，以行为目标的表述方式，结合教材内容分布，确立了“植物与土壤”单元的精准学习目标（表2）。

结构化的教学资源是指目标明确、逻辑清晰、形式多样的教学资源，一般包括微课（或实验视频）、任务单、课前课后检测。微课包括概念聚焦型、知识图谱型、习题讲解型3种类型，挑选时要注意微课内容在科学核心概念突显、科学兴趣提升、科学本质理解3个指标上是否符合教学设计［10］。任务单要以学习目标为指导，设计学生在预习阶段及课后阶段所要完成的具体任务。课前检测是教师监测学生预习水平、调整教学内容的重要抓手，分析试题的属性，包括知识点、难度和目标层级，挑选的题目要精简且明确指向知识概念，保证测试卷有良好的信效度。

课中环节包括班级差异化教学、小组合作研创、个人自主适应性学习等形式，教师依据学情在课中环节分别扮演引导者与主导者的角色。完成教学内容后，教师设置“随堂测试”环节，以反馈课堂目标的达成情况。学习平台的随堂测试能够在学生提交测试卷后，即时生成班级答题情况，包括整体正确率、优秀率，单项题目的错误率和具体名单等数据，教师和学生可根据测试数据调整教学和学习活动。完成阶段性教学任务后，教师可以引导学生从具体的学习目标和知识点提炼出相应的基础概念（上位概念），利用“快速问答”功能展示学生的回答情况，组织小组点评研讨每位成员的成果，并对小组汇报进行点评与反馈，使学生在建构概念体系过程中获得成就感。

课后环节是学生内化、重整、迁移概念的重要阶段，教师可在此环节通过精准个辅、错题重做、概念检测和进阶设计等活动来实现精准干预。课后作业设计是评价环节中的重要要素，是引导学生开展自主学习，承载学习内容、体现学习方式、实施过程性评价的任务。评价方面涉及对于知识点的掌握水平和对于大概念的理解程度两个方面。其中要注意的是，评价大概念理解程度不是让学生进行简单的文字复述，而是要通过解决真实情境中的综合性问题来反映大概念的应用水平。例如，在本研究中，教师安排学生通过回答“为什么大树底下好乘凉”这一真实问题，来理解植物三大生理作用彼此间的关系。教师在设计问题时要充分考虑该问题是否与真实世界相关联，是否能够引发师生、生生充分的讨论，该问题的答案是否开放且该问题能否在学习过程中被不断提及。完成教学流程后，教师需对整个教学环节进行反思，优化教学资源，迭代教学环节与策略。

2 大概念融入的精准教学模式的效果研究

为检验大概念融入的精准教学模式的效果，研究者尝试在某中学开展一项准实验研究。

2.1 实验对象

研究选择了浙江省杭州市某公办初中（Z中学）八年级的两个班级作为研究对象。其中，实验班为教育技术应用试点班级，师生人手一台平板为精准教学的推进提供了良好的技术环境。平台具备在线备课、上课、微课录制与推送、测验分析、错题订正与分析等多项辅助教与学的功能。对照班没有平板使用，师生采用传统的基于交互式电子白板的教学实践。两个班学生规模、男女比例相当。其中，实验班30人，对照班29人。实验班和对照班的新授课均由一位老师实施。

2.2 准实验设计

正式实验开始前，先以第二单元《微粒的模型与符号》这一章节对实验班进行两周的预备实验，旨在让实验班学生提前熟悉模式大体流程，为后期实验作铺垫。正式实验的教学内容为“植物与土壤”，为期两周，共9个课时。实验班的教学采用大概念融入的精准教学模式，按照图1提出的教学模式开展。对照班采用先学后教的小组合作教学模式，以小组合作和教师讲评为主线，教学流程包括导学案预习、小组研讨与展示、集体讲评、变式练习、课后作业。实验班与对照班的教学理念差异在于各教学环节中是否体现了精准教学与大概念的内涵。表3呈现了实验班（实施大概念融入的精准教学模式）和对照班（没有实施大概念融入的精准教学模式）在教学安排上的主要异同点。

2.3 数据收集与分析

本研究的数据包括实验班与对照班的前后测成绩以及面向实验班学生的模式有效性问卷数据，内容聚焦学生对于精准教学的主观态度和感受。

（1）学生前后测成绩数据的收集与分析。本研究前后测的测试形式均为当堂检测，测试数据当场回收，在一定程度上保证了测试内容的真实性与准确性。两个班检测的试题相同，通过乐课平台“线上组卷”功能挑选了共25道涉及“植物与土壤”章节中各概念所对应知识点的题目，满分100分。实验班收集到的有效试卷为30份，对照班为29份，前后测的被测试率为100%。

（2）模式有效性问卷数据的收集与分析。在大概念融入的精准教学有效性调查中，通过问卷调查的形式考察学生概念体系建构和精准教学的有效性。问卷改编自论文《电子书包赋能的精准教学模式有效性研究》［2］，将原问卷的精准目标、精准理解、精准研学、精准评估、精准反思、能力发展、学习满意度7个维度调整为精准目标掌握把控、概念体系建构、精准小组合作研学、精准评估、能力发展和学习满意度6个维度进行描述性分析。采用五点式里克特量表，共23个试题，填答时间为8分钟。回收有效答卷共30份，问卷Cronbach's α 系数为0.967，具有较高信度。

3 研究发现

准实验研究中的前后测结果以及课后学生问卷调查结果显示，大概念融入的精准教学模式对促进学科的单元知识学习具有一定的效果，该模式具有一定的有效性。

3.1 大概念融入的精准教学模式对学生单元学业成绩的影响

如表4所示，实验班学生的前后测成绩较对照班学生有更为显著的变化。实验班学生前测成绩平均值为41.07，后测成绩平均值为78.13，进步值为37.06；对照班学生前测成绩平均值为47.45，后测成绩平均值为73.93，进步值为26.48。可见，实验班学生学习成绩进步幅度明显大于对照班。此外，在学生成绩差异方面，如表4所示，实验班前测成绩的标准差为10.71，后测成绩的标准差为 14.43，对照班前测成绩的标准差为13.51，后测成绩的标准差为20.05，实验班后测学习成绩的标准差明显低于对照班的后测成绩标准差。从统计结果可看出，精准教学能减小学生学习成绩的差异程度，避免学生学习成绩的两极分化现象。