基于高階思維的問題情境創設

◎ 沈德華 費志明

高階思維，是指發生在較高認知水平層次上的心智活動和認知能力。人們通常將布盧姆認知目標的記憶、領會、運用這三個層次視為低階思維，將分析、綜合、評價這三個層次視為高階思維。目前，區分“創新型”與“書匠型”教師的關鍵是能否駕馭課堂這一主陣地。而在課堂上敢于創設問題情境，善于捕捉學生高階思維的教師往往會勝出。教師有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的情景，以引起學生一定的態度體驗，將幫助學生理解教材，并使學生的高階思維得到發展。初中學生具有好奇、好玩、好動、好勝四大心理特點，在初中科學教學中，寓教學內容于具體形象的問題情境中，能激發學生的認知沖突，指引學生觀察科學現象、發現科學問題、掌握科學原理、感悟科學道理，讓其透過現象看本質，進而真正提升學生的高階思維。

2011 年版的新課程標準明確指出：“教材內容的呈現方式應當有利于學生通過活動建構新知識。應當注重從學生的生活經驗出發，創設情境，引導學生自主學習、主動探究。”這表明，新課標要求科學教學在內容上強調聯系生活、創設情境，在方法上強調探索實踐、聯系實際。用問題情境引導課堂教學，不僅豐富新課程的時代特征和生活氣息，激發學生強烈的求知欲望，而且激活課堂教學，提高課堂實效，促進學生的高階思維，助推學生的思維由書本知識向科學實踐能力轉化。科學教師在教學中要充分聯系實際，從學生的學習興趣和生活經驗出發，創造性地設計問題情境，積極地開發和充分利用生活中的教學資源，讓教學回歸學生熟悉的生活情境，不僅要讓科學知識“溶解”在生活實踐中，而且還要將科學知識從生活實踐中“結晶”。

一、課堂導入情境化

瑞士教育心理學家皮亞杰指出，每個學習者頭腦中都有一個認知結構。外界環境的刺激首先作用于該認知結構。只有認知結構傾向于它才能被知覺，否則視而不見，聽而不聞。皮亞杰認為，并不是所有外界刺激都能夠引起知覺從而產生學習，只有當認知結構與外界刺激發生不平衡時才能引起學習的需求。這說明，學生產生主動學習的傾向是有條件的，教師提供的學習材料必須與學生的原有認識結構構成某種關聯，即建立聯系并引起心理上的不平衡。只有在這樣的狀態下，學習活動才能真正展開。上課鈴聲響起，學生開始就座，等待教師的上課。此時，作為學生，雖然人已經坐在自己的座位上，可是他們的思維并不會那么快緊跟著教師的思路，也許他們還停留在剛才下課時那件有趣的事情上。此時的情境設計，一方面要讓學生的注意力從剛才下課時繁雜的瑣事中走出來進入課堂，另一方面要促使其主動、積極地參與課堂教學，讓大腦達到預期的思維狀態。

例如，《遺傳與進化》一課，將影視明星田亮、王岳倫、陸毅、黃磊與他們的孩子田雨橙、王詩齡、陸雨萱、黃憶慈的照片呈現在幻燈片上，讓學生按照一定的規律分成四組，每組兩個人。然后引導學生回答這樣分組的原因是每一組中的兩個人物存在一定的血緣關系(都是父女關系)，并且從外貌上看也十分相似。從而引出課題——《遺傳與進化》。

這樣的問題情境設計都是學生喜聞樂見的，將這些內容引入課堂能在學生頭腦中留下深刻的印象，能營造和諧的課堂氛圍，讓學生更具有親切感，大腦思維活動處于開放狀態。學生學習新知總是在一定的情感中進行的，新授前，構建了“愉”“悅”的教學情感，使學生在一節課的開始，就被一種愉快和諧的氣氛所包圍。而有目的地引導學生觀察自己熟悉的圖片、音樂、視頻等教學資源，不僅激發了學生的學習興趣，同時也培養了學生的觀察能力、思維能力和運用科學知識的能力。

二、核心知識情境化

德國一位學者就情境教學做過一個精辟的比喻：如果讓你一口咽下15 克鹽，無論如何你都難以下咽。但如果將這15 克鹽放入一碗美味可口的湯中，你會在享用佳肴時，不知不覺將15 克鹽全部消化吸收了。知識融入情境，猶如湯汁溶解食鹽。鹽要溶入湯中，才能被吸收利用。干巴巴、孤零零、枯燥乏味的知識，很難被理解、消化、吸收。這也充分說明，知識需要融入情境，才能觸發學生的高階思維，彰顯科學的活力與美感。

例如，溫度計的教學，可以這樣設計核心知識的突破：活動一，幾百年前，伽利略制造了最原始的溫度計，如下圖。并提問：該溫度計的原理是什么？有何缺點？活動二，如果用普通溫度計測量人體的體溫行不行？為什么？說明體溫計與普通溫度計比較有何優點？該優點的作用是什么？

蘇霍姆林斯基曾說：“能夠把少年拴在你的思想上，引著他們通過一個個階梯走向知識，這是教育技巧的一個重要特征。”皮亞杰也曾說過：“教師的工作不是‘教給’學生什么，而是努力構建學生的知識結構，并用種種方法來刺激學生的求知欲。這樣，學習對于學生來說，就是一個‘主動參與’的過程了。”而對于科學教學核心知識的把握更應該從創設問題情境著手。在這一教學環節設計中，我們試圖從學生熟知或感興趣的問題情境著手，通過再現科學家的實驗設計這一真實的科學情境，為剖析“體溫計的優點”和得到“為什么這樣設計”創設了良好的教學情境，使學生在不知不覺中深入思考，獲得了良好的教學效果。

三、教學流程情境化

“讓學生面臨問題，因為問題能喚起強烈的求知欲。”知識問題化，問題情境化，情境生活化，是新課程一直倡導的行之有效的教學策略。知識融入了情境，情境結合了生活，學生的思維才更有效、更高階。

例如《大氣的壓強》這一課，以斌斌一家上海科技館一日游為主線，分別游覽四個展區，將知識融入問題情境，并通過巧妙的問題設置，促進學生對問題的高階思維。創設了地下一層魔術表演瓶吞雞蛋導入新課，地面一層“覆杯”實驗、飲料“吸”“壓”辨析活動、杯中取袋實驗，地面二層央視錄制“馬德堡半球實驗”，地面三層科技長廊介紹氣壓計三大情境。然后，回歸伊始，首尾呼應，指引學生解釋瓶吞雞蛋實驗。最后，游覽結束，通過一天科技館的游覽，向父母暢談收獲與提煉知識。

建構主義理論認為，學生是知識意義的主動建構者，而不是外界刺激的被動接受者。只有通過自己的切身體驗和合作、對話、思考等方式，學生才能真正完成知識意義的建構。建構主義學習觀認為，學習是學生主動建構知識的過程。學生不是簡單被動地接受信息，而是對外部信息進行主動選擇、加工和處理，從而獲得知識的意義。本課時的教學情境設計，充分考慮學生的情感體驗，把孩子當成是發現者、探究者，深入了解孩子的心理狀態，整節課孩子們始終保持良好的情緒并促其感知變得敏銳，記憶獲得增強、思維變得高階，助推內在潛能的充分發揮。

四、能力提升情境化

“從生活走進科學，從科學走向社會”是科學新課改的基本理念之一。教育家劉國正先生也曾提出：“教室的四壁不應該成為水泥的隔離層，應該是多孔的海綿，透過多種孔道使教學和學生的生活息息相通。”而其中情境設置的重要性不言而喻。有價值的情境設置一定是有情有境、情境交融的，由“情”激發學生的學習熱情、喚起他們的求知欲望，由“境”搭起他們接受知識、掌握技能、深化情感的云梯，促使學生不斷由“最近發展區”轉化為“現有發展區”，培養其高階思維。

例如，《空氣與生命》這章1-3 節的復習，我們可以這樣設計情境：今年五·一小長假，斌斌一家自駕游嘉興南北湖。通過進入景區空氣特別清新導入新課。發現竹林探究竹內氣體成分引出空氣成分及檢驗方法、上山呼吸急促依靠氧立得制氧復習氧氣制取與質量守恒定律、發現燒烤架解釋生銹原理、看見“禁止野外用火”標語回顧燃燒及滅火條件。最后，引導斌斌總結今天一天的收獲，歸納提升。

通過合理的問題情境將知識點溶解其中，又通過學生的高階思維將知識點結晶，遠比教師將知識點羅列或教師引導學生回憶知識點更有效。這樣的情境化復習，學生也喜聞樂見，避免傳統的“炒冷飯”，使學生的思維始終處于高水平的活躍狀態，能力目標充分顯示，教學效果立竿見影。

五、滲透人文情境化

從情感、態度、價值觀的教學目標看，高階思維包含著一種更為廣泛的人文涵養，這種素質的養成，不是外部強加的結果，而是在一定的情境中通過分析、綜合與評價內在生成的。走進生活，走向社會，正是當今世界理科教育改革的趨向，也是我國科學課程改革追求的目標。如果科學課程能在滲透我們的日常生活、融入學生的生活實際方面創設問題情境，必定能提高學生的高階思維和分析與創新能力。

例如，《物質的分離》這節課的復習，我們可以這樣設計教學：課堂上出示一杯嘉興市某河道的水樣，問學生：直接從我市某河流里取樣，這樣的水你敢喝嗎？為什么？如果要想方設法處理成能飲用的水，你有什么辦法？凈化水的方法有哪些？然后小組合作設計實驗方案并甄選最優方案、根據提供的實驗器材動手實踐、展示凈化后的水并分享成果。

這樣設計問題情境，不僅落實了知識目標與能力目標，而且情感態度價值觀也得到提升。學生會因為這節課高階思維的活躍性，復習效果事半功倍，在現實生活中也會更加注重環保理念，關注水質。古希臘生物學家普羅塔戈爾也指出：“大腦不是一個等待填滿的容器，而應是一把需要點燃的火炬。”課堂才是教師教學活動的主陣地，在課堂上，教師既是“導演”，又是“演員”，如何和其他“演員”一起將課堂這場“戲”演活潑、演精彩、演實效是需要教師不斷努力創設問題情境的。復習，既是一個獲取知識的過程、提升能力的過程，也是一個情感體驗的過程、人格建構的過程，一味地只注重枯燥乏味的知識傳授而忽略了思維的訓練與拓展，復習就是殘缺的。

蘇霍姆林斯基曾說過，在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的東西，那就是希望感到自己是一個發明者、研究者、探索者。創造性的問題情境創設，不僅可以指引學生的思維步入“最近發展區”，更重要的是可以拓寬學生的“潛在發展區”，可以把學生的思維推向更高的發展水平。教師教學情境的創設與學生高階思維的迸發應該是兩個不同頻率的振動，而教師教學設計的目的應該是使這兩者的頻率達到共振。教師要指導學生關心身邊的事，對生活中的日常用具，遇到的生活小事，用科學的眼光去觀察與思考，學會提出有價值的問題，特別是設置精妙的問題情境，引導學生超越知識的學習，挖掘知識的潛在價值，培養學生的高階思維能力。