小學(xué)科學(xué)教學(xué)中激活學(xué)生思維的策略

【摘 要】思維是課堂教學(xué)中師生的核心活動(dòng)，科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科最本質(zhì)的特征。研究者扎根課堂，在思維型教學(xué)理論的浸潤(rùn)下，總結(jié)出激活學(xué)生思維的四個(gè)策略：創(chuàng)設(shè)情境，豐富思維方法;搭建支架，推動(dòng)思維進(jìn)階;聯(lián)結(jié)情感，持續(xù)思維動(dòng)力;復(fù)盤過程，提高反思能力。從而使學(xué)生的思維活動(dòng)在課堂學(xué)習(xí)中真正發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);科學(xué)思維;策略

【作者簡(jiǎn)介】張芯蕊，一級(jí)教師，南京市玄武區(qū)學(xué)科帶頭人，南京市優(yōu)秀青年教師。 科學(xué)精神包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點(diǎn)，而科學(xué)思維與創(chuàng)新是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。胡衛(wèi)平教授提出了思維型教學(xué)理論，強(qiáng)調(diào)教學(xué)的核心是思維，學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是思考[1]。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》中也明確指出，思維是課堂教學(xué)中師生的核心活動(dòng)，科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科最本質(zhì)的特征[2]49-50。筆者根據(jù)長(zhǎng)期以來的課堂教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提煉出切實(shí)有效激活學(xué)生思維的四個(gè)策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境，豐富思維方法

南京市小學(xué)科學(xué)教研員楊健老師在一次講座中建議，科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)經(jīng)常審視自己的教學(xué)設(shè)計(jì)，認(rèn)真思考有沒有把思維活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄、討論、交流等活動(dòng)聯(lián)系起來，使外顯的操作活動(dòng)與內(nèi)隱的思維活動(dòng)保持高度統(tǒng)一。也就是說，如果學(xué)生在活動(dòng)中只是觀察與描述現(xiàn)象，那么他的思維便沒有真正啟動(dòng)。真正的思維課堂，需要運(yùn)用分析、綜合、比較、分類、抽象、推理、概括、類比等思維方法，使學(xué)生的思維真正啟動(dòng)。創(chuàng)設(shè)情境是豐富思維方法的有效策略，一個(gè)好的情境會(huì)包含一個(gè)亟待解決的問題，并且貫穿整節(jié)課的始終。學(xué)生想解決這個(gè)問題，不僅“費(fèi)力”，而且“費(fèi)腦”。

比如對(duì)于蘇教版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“常見的巖石”一課，教材的編排順序是先了解巖石的分布，再觀察巖石標(biāo)本的特征。一般情況下，教師出示巖石標(biāo)本后會(huì)問學(xué)生：“你準(zhǔn)備從哪些方面來研究巖石的特征？”表面上看，這是讓學(xué)生自己提出研究方案，貌似尊重了學(xué)生的主體地位。可是從學(xué)生的立場(chǎng)看，“我為什么要研究巖石？是老師讓我研究的”。教師象征性地征求學(xué)生意見，只是走了一個(gè)“主體化”形式，并沒有激發(fā)學(xué)生研究的內(nèi)在需求。

筆者從生活出發(fā)，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)廚房裝修的情境：“老師準(zhǔn)備安裝廚柜臺(tái)面，裝修工人給了四塊樣品供選擇，有大理石、石灰?guī)r、花崗巖、砂巖，該怎么選擇呢？”為了獲取更多信息，學(xué)生詢問了臺(tái)面的使用情況。筆者給出如下細(xì)節(jié)：（1）臺(tái)面上有電熱水壺，經(jīng)常燒水;（2）每天要做飯，炒菜經(jīng)常放白醋;（3）希望臺(tái)面耐用，并且美觀。學(xué)生對(duì)應(yīng)臺(tái)面的使用情況，列出了自己想要研究的巖石特征以及研究方法（見表1）。

在這個(gè)情境中，學(xué)生的思維被激活了。他們從臺(tái)面的使用情況出發(fā)，分析出需要研究的巖石特征，在潛移默化中建立起生活經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)知識(shí)和方法之間的聯(lián)系。真實(shí)情境使學(xué)生樂于探索，在活動(dòng)中能夠細(xì)致地觀察、積極地交流，并且因?yàn)閹椭處熃鉀Q了難題而充滿成就感。在匯報(bào)環(huán)節(jié)，學(xué)生不斷地將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)照需求，評(píng)價(jià)每塊巖石，力圖以證據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)不同的選擇方案。在這樣的分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造過程中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生高階思維的訓(xùn)練。

二、搭建支架，推動(dòng)思維進(jìn)階

根據(jù)維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，教師需要知道學(xué)生“原來在哪里”，通過學(xué)習(xí)能夠“到達(dá)哪里”，這樣才能準(zhǔn)備適切的教學(xué)支架，幫助學(xué)生跨越最近發(fā)展區(qū)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和能力的進(jìn)階。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，能力的進(jìn)階包含從科學(xué)觀察到科學(xué)實(shí)驗(yàn)、從簡(jiǎn)單描述到復(fù)雜描述、從現(xiàn)象描述到分類辨識(shí)再到因果關(guān)聯(lián)[2]81。支架式教學(xué)能夠在學(xué)生原有認(rèn)知的空白處、迷思點(diǎn)給予新的啟發(fā)，促進(jìn)學(xué)生思維活動(dòng)的發(fā)生，推動(dòng)學(xué)生思維能力的進(jìn)階。

比如通過蘇教版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“運(yùn)動(dòng)與位置”一課的學(xué)習(xí)，學(xué)生要學(xué)會(huì)用一種新的方法來判斷一個(gè)物體是否在運(yùn)動(dòng)——看這個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置有沒有發(fā)生變化。這是學(xué)生“將要到達(dá)的地方”，是學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)中不曾掌握的方法。課前，筆者通過與學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)學(xué)生判斷一個(gè)人有沒有運(yùn)動(dòng)，主要是看這個(gè)人的身體有沒有動(dòng)作行為的發(fā)生。例如，學(xué)生認(rèn)為站在扶梯上的人沒有運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗麄儧]有做出邁腿、揮手等具體動(dòng)作。也就是說，學(xué)生判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)的依據(jù)只有這個(gè)物體本身，這便是學(xué)生的前概念。想要引導(dǎo)學(xué)生能夠借助另一個(gè)物體來判斷一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)與否，這中間的差距就需要支架的幫助。

支架可以是圖片。比如，圖1和圖2就是很好的支架，但使用方法略有講究。如果同時(shí)展示圖1和圖2，學(xué)生雖然也能通過位置的變化判斷物體是否運(yùn)動(dòng)，但是思維的火花較小。如果先展示圖1，并讓學(xué)生判斷哪些物體在運(yùn)動(dòng)，則能激起學(xué)生討論的思維火花，因?yàn)閷W(xué)生無法直接判斷物體（如汽車、鴨子、烏龜）是否在運(yùn)動(dòng)，便會(huì)產(chǎn)生獲取更多信息的迫切感。此時(shí)再展示圖2，學(xué)生恍然大悟，爭(zhēng)先恐后地想說一說自己的發(fā)現(xiàn)。

支架也可以是問題——促進(jìn)學(xué)生從感性具體上升到思維抽象的問題。比如，教師可以先將上述案例中學(xué)生的回答集中展示出來（見表2）。

接著，教師可以用問題來啟發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生說出表2中判斷物體運(yùn)動(dòng)的方法有哪些共同點(diǎn)。一開始，學(xué)生回答：“都是將這個(gè)物體與一個(gè)不動(dòng)的物體作比較。”教師給出概念：汽車從小路的左邊行駛到小路的右邊，就說汽車相對(duì)于小路的位置發(fā)生了變化。然后要求學(xué)生用“位置變化”這樣的科學(xué)語言重新總結(jié)。學(xué)生經(jīng)過思考、討論，最終得出運(yùn)動(dòng)的物體都是相對(duì)于另一個(gè)不動(dòng)的物體位置發(fā)生了變化的結(jié)論。

學(xué)生要從現(xiàn)象描述進(jìn)階到因果關(guān)聯(lián)是有困難的，教師的問題是啟發(fā)學(xué)生思維的第一個(gè)支架，教給他們“位置變化”這個(gè)科學(xué)術(shù)語是第二個(gè)支架。有了這兩個(gè)支架的幫助，學(xué)生便能從現(xiàn)象中歸納方法、總結(jié)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)思維層面的飛躍。

三、聯(lián)結(jié)情感，持續(xù)思維動(dòng)力

在科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常存在動(dòng)力難以持續(xù)的問題，尤其是需要長(zhǎng)期觀察的活動(dòng)，如栽種小蔥、看月相、做肥料袋等。創(chuàng)設(shè)師生之間的情感聯(lián)結(jié)，可以激發(fā)學(xué)生情感和行為的高投入，使學(xué)生的思維動(dòng)力得以持續(xù)和內(nèi)化。

比如在教授蘇教版科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)“看月亮”一課時(shí)，筆者指導(dǎo)學(xué)生用月相盒觀察月相之后，有學(xué)生問：“月亮只有在中秋節(jié)才會(huì)出現(xiàn)滿月嗎？”這個(gè)問題引起了全班的討論，大約有一半的學(xué)生不確定，有四分之一的學(xué)生認(rèn)為只有中秋節(jié)才會(huì)出現(xiàn)滿月，還有四分之一的學(xué)生認(rèn)為每個(gè)月都會(huì)出現(xiàn)滿月。于是，筆者與學(xué)生做約定：“從現(xiàn)在開始到期末，只要哪位同學(xué)發(fā)現(xiàn)了滿月，就拍照發(fā)給老師，或者打電話、發(fā)信息都可以。”學(xué)生的眼睛頓時(shí)亮了起來。

在接下來的日子里，學(xué)生每天都注意觀察月相，心里癢癢的想給老師打電話、發(fā)信息。雖然真正能打電話、發(fā)信息的日子很少，但是學(xué)生一直興致勃勃，并且筆者每周都會(huì)詢問學(xué)生看到的月相情況，加強(qiáng)與學(xué)生的情感聯(lián)結(jié)。這樣一直到滿月的日子，學(xué)生高興極了。筆者還為參與的學(xué)生準(zhǔn)備了獎(jiǎng)品，學(xué)生很是驚喜。這個(gè)活動(dòng)持續(xù)了三個(gè)多月，學(xué)生一直動(dòng)力十足。他們不僅發(fā)現(xiàn)了每個(gè)月的農(nóng)歷十五或十六都會(huì)出現(xiàn)滿月，還發(fā)現(xiàn)了月相的變化規(guī)律。

課內(nèi)就這樣延伸到了課外，一開始吸引學(xué)生的是打電話、發(fā)信息等，這無疑是一個(gè)“特權(quán)”，是聯(lián)結(jié)情感的紐帶。但是隨著觀察的持續(xù)，真正吸引學(xué)生的事情轉(zhuǎn)變?yōu)樵孪嘧兓囊?guī)律，外在刺激帶來的動(dòng)力逐漸被認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力所取代。

四、復(fù)盤過程，提高反思能力

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者必須對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計(jì)劃、檢查、評(píng)價(jià)、反饋、控制和調(diào)節(jié)，這種自我監(jiān)控能力不僅是學(xué)習(xí)能力的核心，也是21世紀(jì)人才所必備的素養(yǎng)之一——批判性思維能力。復(fù)盤是圍棋術(shù)語，指對(duì)局完畢后，復(fù)演該盤棋的記錄，以檢查對(duì)局中招法的優(yōu)劣與得失關(guān)鍵。模仿圍棋復(fù)盤的方式，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究過程進(jìn)行反思與評(píng)價(jià)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

例如，2020年線上教學(xué)期間，筆者針對(duì)謠言諸如：5G會(huì)傳播引起新冠肺炎的新型冠狀病毒（以下簡(jiǎn)稱“新冠病毒”）;堅(jiān)持少量多次飲用60℃的溫開水，可以殺死新冠病毒等，設(shè)計(jì)了線上專項(xiàng)課。學(xué)生進(jìn)行自主探究，科學(xué)論證，最終學(xué)會(huì)辨別謠言的方法，樹立科學(xué)思想。

開設(shè)線上總結(jié)匯報(bào)課的時(shí)候，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了復(fù)盤。

1.各小組按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)

（1）信息來源是否可靠，如是否官方發(fā)布、親身體驗(yàn)等。

（2）是否運(yùn)用了多種方法或從多種途徑收集信息。

（3）是否綜合考慮了每位成員的信息，并進(jìn)行充分的線上交流和討論。

2.反向論證

師：難道高溫對(duì)新冠病毒一點(diǎn)影響都沒有嗎？

生：高溫能殺死新冠病毒，但是溫度要足夠高（56℃以上）、時(shí)間要足夠長(zhǎng)（30分鐘以上）。

師：我們今天得出的結(jié)論就一定正確嗎？

生：我們收集了那么多可靠的證據(jù)，結(jié)論應(yīng)該是正確的吧。

教師出示從古至今，人類對(duì)地球形狀的認(rèn)識(shí)過程。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步，人類對(duì)地球形狀的認(rèn)識(shí)也逐漸完善。

師：這對(duì)我們今天的研究有什么啟示？

生：有可能我們現(xiàn)在對(duì)新冠病毒的認(rèn)識(shí)也不全面。因?yàn)獒t(yī)學(xué)一直在進(jìn)步，對(duì)新冠病毒也會(huì)有越來越多的了解。

批判性思維強(qiáng)調(diào)自我監(jiān)控與評(píng)價(jià)反饋，不斷調(diào)整論證的思路與方案，從而獲取更有力的證據(jù)，形成更合適的決策。本案例中，師生的反思秉承審慎的態(tài)度，做到了內(nèi)容全面、實(shí)事求是。學(xué)生回溯證據(jù)，檢查信息來源是否可靠，取證方法是否多樣，并復(fù)盤、交流過程，反思面對(duì)豐富的信息，是否經(jīng)過分析、綜合、評(píng)價(jià)等而得出結(jié)論。這些反思過程幫助學(xué)生形成自己的認(rèn)知策略，提高元認(rèn)知水平。

教師還創(chuàng)造性地運(yùn)用了反向論證。通常，學(xué)生具有思維定式，會(huì)沿著自己假設(shè)的方向論證，一旦假設(shè)某個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，就會(huì)搜集各種證據(jù)證明它的錯(cuò)誤。而反向論證是思維的難點(diǎn)，學(xué)生很少涉及。因此，教師從對(duì)立面切入論證，提出高溫是否對(duì)新冠病毒沒有任何影響，探索可能翻證的信息，以此發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。再通過人類探索地球形狀的歷程，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，初步了解科學(xué)知識(shí)在一定階段是正確的，但是隨著時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步，會(huì)不斷完善和深入，甚至?xí)l(fā)生改變。這一系列的反思過程使學(xué)生的思想更具包容性，認(rèn)識(shí)事物的角度也更全面。

培養(yǎng)科學(xué)思維是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵，教師應(yīng)善于創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，提供支架幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，并加強(qiáng)與學(xué)生的情感聯(lián)結(jié)，注重過程性評(píng)價(jià)與反思，運(yùn)用多元策略激活學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡衛(wèi)平.思維型教學(xué)理論及其應(yīng)用[J].教育家，2018（48）：13-16.

[2]義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[M].北京：高等教育出版社，2017.

（責(zé)任編輯：羅小熒）