巧設思維支架提升思維品質

支架式學習理論認為，我們可以在學生的現有水平和可能的發展水平之間，提供類似于建筑工地的“支架”，幫助他們通過一步步攀爬“支架”來完成學習任務，最后撤去“支架”，讓學生掌握、建構、內化那些能使他們從事更高認知活動的技能。思維訓練也是如此，在科學課教學中，我們不僅要給學生積極思考的時間，還可以運用多種方法搭建思維支架，讓學生的思維顯性化、可視化，拓寬思維發展的空間，使他們的思維品質得以提升。

一、用直觀性圖表搭建思維支架

圖表是運用圖文，把進入大腦形成思維中心、結點的信息之間的關系，通過相互隸屬和相關的層級圖表現出來的方法，也就是將中心主題的關鍵詞與圖像、顏色等之間建立記憶鏈接，形成一種可視化的思維圖表。它體現了基礎的思維框架，以圖示或者圖示組合等方式把原本不可見的思維路徑、結構、方法及策略呈現出來，使思維清晰可見，是一種把思維顯性化的方法。簡單來說，就是使用圖表可以分析問題、理清思路，使學生的思維得以顯現，思維品質得以提升。

概念圖是幫助學生在學習中搭建思維支架的好工具。概念圖用節點表示概念，用連線表示概念間的關系，把一些相關聯的概念形象地聯接起來，為學生架構思維的橋梁，使他們清楚地看到各個概念之間的相互關聯，促進意義學習的發生，從而使學習效率得到提高。

《生物多樣性的意義》一課就出現了概念網狀圖。學生對于“人與動物的關系”都有自己的認識，但是這些認識是片面的、零碎的、點狀的。概念圖（如圖1）以“人”為中心，用一些圓圈和直線串成一張有結構的網，幫助學生圍繞中心概念做盡可能多的聯想。首先將最具涵蓋性的概念放在第一層，也就是從動物的作用“藥品”“食物”“衣服”“科研”“服務”出發，將人與動物之間的關系進行分類和梳理，形成網狀脈絡，然后把提供這些用途的動物名稱放在第二層，完成概念圖。這樣，學生就能把新舊知識之間的關系理清理順。

思維導圖是表達放射性思維的圖形思維工具，它以關鍵詞和圖像為支架，幫助學生分析整理，促進思維擴散，使他們的歸納整理能力和想象能力得到提高，從而鍛煉思維。在單元學習結束后，可以在復習時引入思維導圖，引導學生利用思維導圖建立完整的單元知識框架體系。如《光》單元的內容可以繪制成思維導圖（如圖2）。這樣，可以幫助學生弄清楚概念以及它們之間內在的聯系，理清學習思路，提高學習效率。

二、在表現性游戲中搭建思維支架

游戲是小學生認知世界的一種重要方式，是他們喜聞樂見的，它以非口頭語言的模式來訓練、量化和演繹推理，成為建構學生思維的工具。在游戲中搭建支架，讓學生層層遞進地思考，能對他們的思維進行顯性化塑造，提升他們的思維品質。

《空氣的熱脹冷縮》一課有一個模擬空氣“微粒”運動的游戲。在游戲中，學生扮演一個個空氣微粒，模擬空氣微粒的熱運動，比較“空氣微粒”安靜時圍成的圈子和劇烈運動時圍成的圈子的大小。教學片段如下：

師：游戲結束了，同學們比較一下兩個“空氣微粒”圈子，有什么發現？

生：運動的時候我感覺很熱。

師：還有別的嗎？

生：我發現“空氣微粒”安靜時活動范圍小，劇烈運動時活動范圍大。

師：你能說一說這是為什么嗎？

生：空氣微粒運動慢的時候，相互之間的距離小，圍成的圈子就小；空氣微粒劇烈運動的時候，相互之間的距離增大，圍成的圈子就大了。

師：現在誰能說一說物體的熱脹冷縮和哪些因素有關？

生：和微粒的運動有關。

師：你能說得具體一點嗎？前面的同學說了，運動的時候——

生：熱！

生：空氣微粒受冷時運動減慢，相互之間的距離小，圍成的圈子就小；空氣微粒受熱時運動加快，相互之間的距離增大，圍成的圈子就大了。

通過游戲體驗，學生對空氣的熱脹冷縮有了比較形象的理解，在積極思考之后提出了自己的假說。以游戲為支架，學生的推理能力和想象力得以發展，思維得到訓練，能把有意注意和無意注意有效地結合起來。

三、在生成性對話中搭建思維支架

作為協調人際關系、建構完善人格的手段，對話“超越了單純意義的傳遞，具有重新建構意義、生成意義的功能”。科學課上，師生通過相互傾聽與言說，能實現彼此的精神交流。教師在對話中的追問，能為學生搭建思維的支架，讓他們進行深層次的思考。在《抵抗彎曲》一課中，教師和學生進行了以下對話：

師：同學們覺得紙的厚度和抵抗彎曲的能力之間是怎樣的關系呢？

生：紙越厚，抵抗彎曲的能力越強。

師：誰來預測一下，一倍厚、兩倍厚和四倍厚的紙分別能承受幾個墊圈？

生：我覺得是一倍厚2個，兩倍厚4個，四倍厚10個。

師：為什么這樣預測，能說說你的理由嗎？

生：我覺得紙越厚應該能承受越多的重量。原來是兩個墊圈，兩倍厚的紙承受的墊圈數也應該是原來的兩倍，也就是4個，四倍厚就是10個墊圈。

師：你認為紙越厚，抵抗彎曲的能力越強。兩倍厚比一倍厚多幾個墊圈？

生：2個。

師：四倍厚比兩倍厚多幾個？

生：6個。

師：你是這樣認為的，其他同學呢？

學生思考并說明了厚度與抵抗彎曲能力之間的關系，教師的追問“為什么這樣預測，能說說你的理由嗎？”，讓學生說明墊圈數量變化的原因。而且教師從“多幾個墊圈”入手，引導學生明確從2個到4個增加了“2”個，4個到10個增加了“6”個，“2”和“6”代表的是墊圈的個數，代表能夠多承受2個、6個墊圈的重量。這一思維支架的搭建，使學生的關注點集中到了數據上，強化了他們的證據意識，為他們更全面、更深入地分析數據奠定了基礎。

四、在實踐性操作中搭建思維支架

科學教材中有許多讓學生動手制作的內容，孩子們的思維在他們的作品中表露無遺。在制作過程中，教師應當搭建思維支架，幫助學生更好地完成作品。如《我的水鐘》一課，教師要求學生用兩個塑料瓶制成一個能計時10分鐘的水鐘。

師：同學們準備做一個什么類型的水鐘呢？

生：我們準備做一個受水型水鐘。準備兩個飲料瓶，一個剪去上半部，另一個剪去下半部，并在瓶蓋上鉆一個小孔。

師：孔的大小有要求嗎？

生：要不大不小的孔。孔太大了水會流得太快，太小了又流得太慢，都不利于計時。

師：說得很好，然后呢？

生：然后把兩個瓶子組裝起來，用表計時，在下面的瓶子上標出接水1分鐘和5分鐘的水位刻度。然后計算一下，依據水位推算時間，分別標出水流1到10分鐘的時間刻度。

師：想一想我們四年級時做的雨量器，哪位同學來補充一下？

生：在標出時間刻度的時候，我們可以用紙條貼在瓶子上。

（學生小組合作制作并檢驗水鐘的準確性。）

師：哪個小組的同學來展示一下水鐘？

生：我們小組做的是受水型水鐘。水鐘在計時3分鐘的時候水位剛好在刻度線上，7分鐘的時候就不到刻度線了。我們覺得造成這個結果的原因是水越來越少，水流的速度減慢了。為了使水鐘能夠勻速滴水，我們把滴水裝置換成了輸液器中的滴漏（如圖3）。同時，為了解決刻度不標準的問題，我們把水鐘的刻度改成了鐘面那樣的圓盤形。這樣，我們的水鐘走時更準確了。計時的時候，上面瓶子里的水通過滴漏勻速地滴進下面的瓶子里。受水瓶里的水面上升，使浮標上升，浮標上升時鋸齒帶動指針轉動，在鐘面上顯示出來。

“設計水鐘”環節對學生的思維能力有較高的要求。教師依托教材內容，盡可能調動學生的原有認知，搭建思維支架，引導他們從“水鐘的類型”“控制流水速度”“標注刻度”三個方面展開討論，在此基礎上建構水鐘模型，最后完成水鐘的制作。

浙江省開化縣芹陽中心小學（324300）