青島版小學《科學》教科書“思維導航”板塊解析

韓玉明

各國科學課程標準都強調將“思維與創(chuàng)新”列為核心素養(yǎng)和教育目標。例如，加拿大《安大略課程（1～8年級）：科學與技術》對學生知識和能力的評估包括思維和探究：批判性思維和創(chuàng)造性思維、探究技能和過程能力。英國《國家課程標準》強調思維能力以及發(fā)現(xiàn)運用創(chuàng)造性的手段解決科學問題的方法。新加坡《小學科學課程大綱》提出小學階段需要培養(yǎng)的基本技能和綜合技能包括分析、評價、創(chuàng)造性地解決問題。澳大利亞物理課程標準強調模型建立的科學思維過程、分析、綜合、評價等。韓國的科學教育目標要求培養(yǎng)學生科學的思考能力和創(chuàng)造性解決問題的能力。

我國的《義務教育小學科學課程標準》也非常注重學生科學思維能力的培養(yǎng)。教科書是培養(yǎng)學生思維能力與品質的載體，青島版小學《科學》教科書把培養(yǎng)學生的思維能力作為編寫的主要原則與目標之一，設計的探究活動強調讓學生的思維積極參與，學習科學思維的方法，經(jīng)歷思維的過程，提高思維的品質。為了將這一目標落到實處，在設計探究活動時，教科書設置了“思維導航”板塊，在學生進行探究活動的“拐角處”與學生思維的“障礙處”，進行問題引領與點撥，促使他們的科學探究活動有序、深入地進行，實現(xiàn)思維能力順利進階。

引領探究活動

“思維導航”中設置的問題與提示，聚焦對應的探究活動，給學生以方向和目標，引領、保證探究活動有序有效地進行，為學生的探究活動保駕護航。

小學科學課程把科學探究作為學生學習科學的重要方式。探究式學習是指在教師的指導、組織和支持下，學生主動參與、動手動腦、積極體驗、經(jīng)歷科學探究的過程。因為師資水平不同，學生的知識儲備、技能方法各異，在科學探究活動中，學生經(jīng)常會出現(xiàn)盲目、無序、顧此失彼等情況。設置“思維導航”后，教師利用其中的問題，引導學生按照正確的步驟進行實驗操作，提醒學生觀察實驗時發(fā)生的現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，并引導他們分析實驗中的現(xiàn)象，交流與歸納這些現(xiàn)象后面的共同特點或規(guī)律。

例如，三年級上冊《空氣占據(jù)空間嗎》一課，第一個探究活動是“快速倒水，有什么發(fā)現(xiàn)”。活動中，學生把燒杯中的水利用漏斗往錐形瓶里倒（漏斗緊緊地插入橡膠塞中并且塞緊瓶口）。這個活動的“思維導航”是：

1.水流不進瓶內，是誰阻礙了水的流動？

2.要使水很快地流進瓶里，應該怎么做？

3.這種現(xiàn)象說明什么？

通過這些問題的引領，學生對這個簡單的小實驗產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們根據(jù)“思維導航”中的要求與提示，按照步驟進行實驗，在觀察現(xiàn)象的同時，思考、交流“思維導航”中的問題，對這個小實驗的條件、現(xiàn)象、原因以及解決的方法產(chǎn)生新的思考，從正、反兩個方面體驗到空氣占據(jù)空間。

這個“思維導航”中的三個問題可以起到三個方面的作用：

指導學生正確地完成實驗操作，使實驗的目的性與層次性更強。

指導學生對實驗中的現(xiàn)象進行觀察、對比與分析，對各個層次的問題進行深入思考，歸納總結出空氣占據(jù)空間的結論。

指導學生繼續(xù)觀察與交流生活中類似的現(xiàn)象，并驗證所總結出來的規(guī)律。

“思維導航”引領下的科學實驗，不僅讓學生觀察到實驗中空氣占據(jù)瓶內空間的現(xiàn)象，而且讓他們動手操作時目的性更強，能夠深入思考，認識到生活中更多的空氣占據(jù)空間的現(xiàn)象，在“現(xiàn)象—思維—認識”之間建立了聯(lián)系。

再如，三年級下冊《鞋底花紋的啟示》一課，設計了科學探究活動：摩擦力的大小與什么因素有關？教科書上呈現(xiàn)的是一幅小組同學在實驗之前猜測與制訂實驗方案的場景圖，下面是三個實驗的特寫圖：

實驗1：使用測力計在光滑的木板上水平拉動木塊。

實驗2：使用測力計在鋪有毛巾的木板上水平拉動木塊。

實驗3：使用測力計在光滑的木板上水平拉動放有重物的木塊。

圖片的下面就是與這個實驗有關的“思維導航”：

1.實驗1和實驗2相比，相同條件是什么？不同條件是什么？哪個實驗中的摩擦力大？說明了什么？

2.實驗1和實驗3相比呢？

學生在這兩個問題的引導下，按照正確的方法測量物體所受到的摩擦力，有效地完成這個對比實驗，總結出摩擦力的大小與哪些因素有關。

“思維導航”不僅可以為對比實驗的順利完成保駕護航，還能引導學生交流生活中的一些摩擦力的現(xiàn)象與應用，培養(yǎng)學生的動手操作能力和科學思維能力。更重要的是，學生通過分析、對比實驗中的相同條件與唯一的不同條件，以及所觀察到的不同實驗現(xiàn)象，知道什么是自變量，什么是因變量，什么是對比實驗，如何進行對比實驗，進而使分析綜合、抽象概括、推理論證等科學思維方法得以內化。

培養(yǎng)思維能力

科學探究的方法又是思維的方法，學生對“思維導航”中的問題進行思考、分析、對比、質疑、碰撞、歸納與總結，能夠培養(yǎng)、發(fā)展他們的思維能力。

在日常的科學課中，我們經(jīng)常會看到：學生的探究活動往往會重實驗、輕思考;重知識、輕思維;重過程與方法、輕分析與結論。教學中，許多教師為學生提供了大量的器材，盡情地讓他們去玩、去動手、去操作、去體驗，好像只有這樣才會達成教學目標，才能符合新課改的精神。其實，這樣往往會使探究活動停留在嬉戲玩鬧的階段?！八季S導航”的設置，能夠引導學生在問題的驅動下去實驗、去交流、去體驗，并對實驗中的現(xiàn)象與發(fā)現(xiàn)進行思考、分析、對比、歸納，總結出符合他們認知水平的結論。更重要的是，學生在這些探究過程中運用的探究方法也是思維的方法，可以培養(yǎng)他們分析現(xiàn)象、解決問題的能力。

例如，四年級上冊《沸騰》一課，設計了探究活動“給水加熱，有什么發(fā)現(xiàn)？”與這個活動有關的“思維導航”是：

1.給水加熱的過程中，溫度是怎樣變化的？有哪些現(xiàn)象？

2.水燒開后，繼續(xù)加熱2～3分鐘，溫度會怎樣變化？會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？