運用探究問題串 培養小學生科學思維品質

黃威

（廈門市翔安區海濱小學，福建 翔安 361101）

一、問題的提出

隨著課程改革的不斷深化，小學科學課堂教學現存“二元”矛盾。一是以教師為中心的“灌輸式”課堂教學現象仍不同程度地存在；二是教師們無法準確把握以學生為中心的“探究式”教學精髓。例如，一部分教師未將學生提出的問題有效引導到課堂教學的核心，只顧自己“自導自演”，缺乏激發學生有效提問，為學生答疑解惑的意識；另一部分教師對學生的問題“有問必答”，無法統整歸類，缺乏培養學生邏輯、批判與創新思維的意識，課堂教學進度與效率大打折扣。鑒于此，筆者結合自身的教學實踐，提出在小學科學課堂中運用“探究問題串”提升學生思維品質的實踐研究，即以學生為主體，通過設計彰顯學生思維層級發展的問題串，激發學生自主探究欲望與深層思考方式，提升其尋找、研究與解決問題的能力，進而打造促其思維發展的小學科學思維課堂。

二、理論基礎

（一）思維與思維品質

人腦對客觀事物本質屬性及其規律性聯系的間接、概括的反應稱做思維，它涵蓋了人腦對信息的接受、加工、儲存與傳遞進行處理的全過程。［1］近一個世紀以來，國內外心理學家、教育家分別從不同視角對思維進行研究。美國教育家約翰·杜威（John Dewey）早在《民主主義與教育》一書中就提出了對思維的研究，他把“思維”界定為明智的學習方法，呼吁教師在課堂上提供引起學生思維的經驗情境，并提出了“思維五步”，即“聯想—問題—假設—推斷—驗證”五個步驟。北京師范大學林崇德教授認為，思維在智力表現中處于的核心位置，并提出三棱智力結構模型（見圖1）［2］。

圖1 三棱智力結構模型

一是思維的目的。思維是個體有目的地解決問題的保障，具有意識性、自發性、能動性與導向性等特點。二是思維的過程。其基本流程為“制定目標→找尋信息→加工編碼→概括歸納→運用實施→取得成效”。三是思維的材料。思維材料由描述“具象、感覺、體驗”的感性材料和描述數量與形式“規格、組合、編碼”的理性材料構成。四是思維的監控。它是智力活動過程中的管控意識，突出“定位、監控、調適”三種功能。通過實現自我調控目標從而達到智力結構中的頂點。五是思維的品質。思維品質是智力發展的關鍵，它具有“深刻性、廣闊性、批判性與獨創性”等特點。六是思維活動中的認知因素。諸如好奇、開放、自信、正直、堅毅等思維特質，它具有動力作用、定型作用與補償作用。

（二）探究問題串的定義與設計原則

“探究問題串”是教師為完成科學課程目標，圍繞某個科學探究主題，按照一定邏輯順序精心設計的一系列“問題鏈”，旨在激發學生主觀學習能動性與學習潛能，起到科學課堂思維可視化、生態化作用。王露萍［3］等學者在此基礎上提出“探究問題串”教學法，探討了“問題鏈”類型、教學功能以及設計原則。筆者在前期的研究中提出了并列式、探究式、遞進式以及延展式等四大探究問題串類型（見表1），取得了一定的教學效果。

表1 科學探究問題串類型［4］

探究問題串類型已設定的基礎上，建構科學實效的探究問題串應遵循以下原則：

1.基礎性原則。在科學探究教學過程中，教師要充分考慮學生的認知水平、心理規律以及學習難度等來設計問題，事先預設與鋪墊好問題鏈，兼顧科學知識體系的可視化、學生認知過程的簡約化、學科核心素養的滲透化。

2.延伸性原則。問題的設置不僅要立足于學生心智發展現狀，還要輻射至學生心智發展的最近發展區，創設合適的問題情境，引發學生主動思考與學習，讓學科知識的激發、聯想、串聯、創造與實踐的過程貫穿于學生整個學習過程，增加學科思維訓練的深度與廣度，使課堂教學向擴展化與縱深化發展。

3.反思性原則。反思是審視教學行為、策略、過程與結果的科學性、嚴謹性的檢驗過程。教師巧妙設計“問題鏈”有助于提高課堂的思維含量，進而提升學生的思維品質，它有助于促進學科知識的遷移、同化與理解，將學生的思維向縱深發展方向引導。

三、教學案例評析與思考

教學過程

1.導入——探究式探究問題串（思維廣闊性）

在導入環節，筆者通過設計探究問題串，利于激活學生思維的廣闊性。思維的廣闊性表現在調動多方面的知識與經驗，既考慮到問題的整體性，又考慮到問題的細節性；既考慮到問題本身，又考慮到問題的其他條件，進而多維度、全方位地提升思維品質（見表2）。

表2 探究式問題串設計

設計意圖：筆者在此環節設計了具有探究意味的幾個問題，用到了“怎么樣”“有什么”“為什么”“你們想……”等帶有激發探究意識的提問句式，充分激發了學生的好奇心和探究欲望。

2.制作——并列式探究問題串（思維批判性）

并列式探究問題串有助于提升學生思維的批判性。它是一種基于獨立思考、勇于質疑、思辨評價的思維品質。教師要引導學生通過個人思考與自我診斷學習科學，善于反思不同實驗方案的利弊，進而形成正確的計劃，修訂錯誤的方案，從而提升自身批判性思維能力（見表3）。

表3 并列式問題串設計

設計意圖：此時學生熱情高漲，對“魔水”充滿好奇，讓他們自制紫甘藍汁。教師設計并列式探究問題串，利于學生進行比較分析，評價判斷，提升學生批判性思維。通過學生討論思考、比較分析，手腦結合，幫助學生避免一些錯誤，更好地注意細節，增強學生的合作意識，從而逐步產生由學方法形成的思辯過程意識。

3.探密——遞進式探究問題串（思維深刻性）

遞進式探究問題串有助于激活學生的深層思維。它是一種表現于學生深入思考、探究一系列難度疊加的問題串，以利于準確把握事物的本質與規律，不被表象或其他因素所干擾的思維品質。教師在課堂教學過程中，要善于圍繞教學的重難點提出“初始”問題，并對這些問題進行智能重組與深度加工，不斷挖掘問題的本質特征，進而提出思維更加深入的系列問題，引導學生不斷探索問題解決的新途徑與新方法（見表4）。

表4 遞進式問題串設計

設計意圖：教師設計遞進式探究問題串，按照“不同現象→不同反應→不同物質→得出結論”的遞推關系，牢牢吸引了學生的注意力，引導他們一步一步由表及里，由現象到本質認清“變色”原理。符合科學認知觀，學生在教師引導下對初始問題不斷深入地充分挖掘，提高了思維的深刻度。

4.拓展——延展式探究問題串（思維獨創性）

延展式探究問題串的設計有助于激活學生的獨創思維。具體表現出突破常規、變式拓展、創新升華的思維品質。教師在課堂教學的鞏固拓展環節可設計延展式探究問題串，對問題進行多維度、多方位的研究，利于培養學生突破常規的自我意識與創新精神，彰顯思維的獨創性（見表5）。

表5 延展式問題串設計

設計意圖：教師通過設計延展式探究問題串，呈現出知識的寬度和廣度，展現出定性檢測實驗的多樣性和開放性。六年級的學生，正處于思維激蕩，學習能力快速上升之時。他們能夠采用歸納推理、演繹推理等邏輯思維方式解決問題，其思維發展水平與成人差異不大。因此，進行必要的思維深化拓展訓練，對推進學生認知水平提高具有重要意義。

四、反思與總結

思維品質是區分一個人思維水平層次高低的指標，也是人的思維個性特征體現。［5］小學科學課程標準明確提出“以探究為核心”的教育教學理念。科學教師應在課堂上開展促進學生思維品質發展的科學探究活動，合理運用探究問題串，刺激學生思維運作，在分析問題，解決問題過程中逐漸發展其各種維度的思維品質。

當然，思維品質研究還是要將其放在兒童思維發展的重要層面進行研究。首先，教師在實際教學過程中，要結合不同的學情優選與整合探究問題串，突顯“面向全體學生、倡導探究式學習、保護學生好奇心和求知欲、突出學生主體地位”等小學科學課程基本理念。其次，運用探究問題串培養小學生科學思維品質并非簡單地使問題鏈模式化、程序化，而是借助多樣化的提問方式與問題設置，將學生的思維逐漸引到新的高度。高質量的問題串不應只著重為學生掌握科學概念，理解科學原理，培育科學素養提供認知框架，還應適度提高問題串的變通性，即在保證問題本質屬性固化的基礎上，改變問題的呈現形式與敘述方式，引導學生在鞏固舊知時產生新的認知沖突，不斷促進學生思維品質的全方位提升。