小學科學課堂中促進學生思維發(fā)展的四個關鍵因子

馮 毅

反思當下的科學課堂，學生思維的培養(yǎng)存在走過場、淺表化、水平低、視野窄等現(xiàn)象。毋庸置疑，思維是需要培養(yǎng)的，為此，我們需要思考用什么來培養(yǎng)思維、推動思維向何處發(fā)展及思維發(fā)展的結(jié)果是什么。以此為框架，筆者基于教學實踐，總結(jié)出促進小學生思維發(fā)展的關鍵因子——挑戰(zhàn)性情境、具身性活動、進階性任務、增值性評價。

一、挑戰(zhàn)性情境促進思維向?qū)嵦幦ィ鉀Q問題

學生的科學探究是從蘊藏在情境中的問題開始的。看起來，科學課上并不缺少情境。課堂上，教師一般不會直接告訴學生所要教授的內(nèi)容，而是會圍繞所學知識設計一個情境，即情境導入。判斷情境的好壞，不僅僅要看情境是否生動有趣，還要看情境中問題的性質(zhì)。進一步說，情境中的問題應該是學生在身邊遇到的真實的問題，而不僅僅是為了引出教學內(nèi)容設置的懸念。

一個好的情境應該富有挑戰(zhàn)性。所謂挑戰(zhàn)，不是說教師為了挑戰(zhàn)學生而“生造”情境，而是來自真實情境中的問題對學生造成了挑戰(zhàn)，或撼動了學生的前概念，或讓學生產(chǎn)生了新疑惑。身處迷思與混亂之中，學生生出想要解決問題、理順情境的意愿，而這正是思維的用武之地。正如杜威所言：“反省思維的功能是把經(jīng)驗含糊的、可疑的、矛盾的、某種失調(diào)的情境轉(zhuǎn)變?yōu)榍宄摹⒂袟l理的、安定的以及和諧的情境。”

以蘇教版《科學》四上“吃的學問”這一單元的教學為例，該單元包括《我們吃什么》《怎樣搭配食物》《食物的消化》《我們的食物安全嗎》四課。學生學習這一單元的意義不在于記住科學知識，而在于以學到的知識、科學的眼光來看待“吃”這件事，改變不好的飲食習慣，使日常飲食變得更科學、更健康。

教師從真實的生活情境出發(fā)，設計了一個整合性的挑戰(zhàn)性情境：受學校食堂叔叔阿姨的委托，研究午餐食譜并提出合理化建議。這個情境中隱含的問題是學校的午餐食譜是否合理。要回答這個問題，必須以一系列科學知識作為基礎，且要經(jīng)歷一系列復雜的思維活動，這對學生來說是個不小的挑戰(zhàn)。

在學習活動中，學生通過學習，知道食物給人提供了哪些營養(yǎng)成分，理解人是怎樣消化食物的，領會怎樣的膳食結(jié)構(gòu)才是合理的、什么樣的食物是安全的等科學知識；然后運用這些知識，借助“食物金字塔”這一工具，分析學校的午餐食譜和自己日常飲食結(jié)構(gòu)的優(yōu)點和不合理之處；再將學到的知識、分析的結(jié)果加以綜合，設計一份理想的學校午餐食譜；食譜形成后，還要運用大家共同形成的評判標準對其進行再評價、再優(yōu)化。

食堂叔叔阿姨求助這一情境很自然地把學生“卷入”其中，這是一個真實且學生非常關心的問題，每一步探究都是朝著問題解決的方向逼近，學生的思維發(fā)展落到了實處。

這一案例表明，來自真實的生活情境（問題）的挑戰(zhàn)是學生科學學習的動力。應對挑戰(zhàn)的過程，就是習得知識與技能、練就科學眼光、發(fā)展科學素養(yǎng)的過程。充分發(fā)揮思維的作用，解決問題，理順情境，學生的科學認知會因此而不斷提升。

二、具身性活動促進思維向深處去，積累經(jīng)驗

課程專家拉爾夫·泰勒指出，學習是通過學生的主動行為發(fā)生的，學生的學習取決于他自己做了什么，而不是教師做了什么。小學科學課堂上不是沒有活動，問題是有些活動的設計純粹是為了得出結(jié)論，學生體驗不充分、思考不深入。從科學概念發(fā)展的進程上看，小學階段更重要的是讓學生在經(jīng)驗的層面上積累思維的材料，筑牢通往概念的階梯。這就必須增強活動的體驗度和思維含量。

在這一問題上，具身認知理論能給我們帶來啟發(fā)。該理論強調(diào)身體在知識形成中的作用，離開了身體，就沒有什么心智，認知和思維基于身體，源于身體，是一種身體體驗。身體不僅是活動的手段，其本身就是感知、獲取信息的重要入口和通道。多開展具身性活動，在思維的參與下，將各種感受加工提煉成積極的經(jīng)驗，并有效地積累下來，這或許才是小學生科學學習的有效方式。

強調(diào)具身性活動促進思維向深處去，不是要把活動搞得多復雜，或者把問題提得多難，而是促進學生深究某一種事物或某一個現(xiàn)象，獲得充分的體驗，在此基礎上，調(diào)動思維對這些體驗進行深度加工，經(jīng)由分析與梳理，從中抽取出核心概念。

以新編蘇教版《科學》二下《推和拉》一課的教學為例，該課是小學階段學生建構(gòu)“力”的概念的起始課。因為面向的是二年級的學生，所以不可能也不需要講得過深，而應從產(chǎn)生力的兩種最基本的方式入手，引導學生認識推力和拉力這兩種最基本的力，進而讓其了解力有大小和方向。

教學這樣的內(nèi)容，教師一定不能把推力和拉力的概念直接告訴學生，或讓他們?nèi)ケ痴b，而要設計成有效的活動。基于具身認知理論，有教師設計了一個推箱子的游戲。選用大號的硬塑料筐，大小正合適一個二年級學生坐在其中。將教室里的桌椅搬出，空出的場地，畫1米寬4米長的跑道若干，兩端分別貼上紅色和綠色的膠帶。游戲的玩法是，一個學生坐在塑料筐中，另一個學生移動塑料筐一去一回。去，從綠線出發(fā)移動箱子過紅線；回，原路返回過綠線。需要強調(diào)的是，只能用推或拉的方法移動箱子，不能抬；在移動箱子的過程中，箱子不能掉頭，學生的位置不能換過來；不能同時推和拉。教師呈現(xiàn)三個問題，讓學生一邊游戲一邊思考：在推拉箱子的過程中，有什么感覺？箱子去、回，你是怎么做的？去的時候你是怎么用力的？回來的時候你又是怎么用力的？

游戲開始，學生開心地玩起來，歡笑聲不斷。推和拉這兩個動作學生并不陌生，但是對二年級的學生來說，推拉這么重的物體還是沒有過的。在多次推拉之后，他們已經(jīng)氣喘吁吁。這時候，教師把學生聚攏起來討論此前提出的問題。很多學生還喘著粗氣，捏著酸脹的肌肉，巴不得休息一會兒，可腦子里的想法卻被身體的體驗激活，源源不斷地涌出來：物體越重需要的力就越大，用很大的力推輕的物體速度更快，要改變箱子運動的方向就要改變用力的方向，用力的方向和箱子運動的方向是一致的……有的學生為了把想法表達得更清楚，還在黑板上畫了力的示意圖。

該活動為什么能取得很好的效果？因為它直接著眼于學生的身體，調(diào)動了學生身體的感受，而這樣一種強烈的感受也極大地刺激了學生的思維。學生一邊做一邊思考，經(jīng)驗得到了有效積累。可以預見，這些鮮活的經(jīng)驗必將像能量一樣積蓄在學生的身體之中，為力的概念的建構(gòu)貢獻力量。

三、進階性任務促進思維向高處去，建構(gòu)概念

小學科學教學強調(diào)學生對學習的任務和目標有清晰的認識。然而現(xiàn)實問題是，任務沒有和目標掛鉤，或者說教師知道布置學生做的任務最終指向什么教學目標，但學生卻不清楚為什么要這么做。看起來學生是完成了一個又一個任務，但任務之間是割裂的。

因此，教師不僅要設計學生力所能及的任務，明確任務目標，還要在任務之間形成緊密的進階關系，并且讓學生領會這種關聯(lián)，讓連續(xù)性的任務串來驅(qū)動連續(xù)性的探究和思考。在完成任務的過程中，學生的思維拾級而上，逐步掌握概念。

以探究活動“風車轉(zhuǎn)動的秘密”教學為例，教師將這一活動設計成三個進階性的小任務。

任務一：學生操作帶凹槽、逆時針轉(zhuǎn)動的紙風車，思考這個風車為什么會轉(zhuǎn)動。學生在操作體驗的基礎上，借助流動的空氣形成風這一科學知識形成解釋，即“風進入凹槽推動扇葉，風車逆時針轉(zhuǎn)動”。因為風車是逆時針轉(zhuǎn)動的，所以到目前為止這個結(jié)論可以解釋風車轉(zhuǎn)動的原因。

任務二：出現(xiàn)帶凹槽、順時針轉(zhuǎn)動的紙風車。由于這個風車是順時針轉(zhuǎn)動的，剛才形成的結(jié)論顯然不能解釋這種風車轉(zhuǎn)動的原因，需要進一步研究。學生經(jīng)過操作，比較兩種風車的轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)風吹進凹槽，凹槽的方向決定了風車轉(zhuǎn)動的方向。于是，結(jié)論被修改為“凹槽朝向哪個方向，風車就會向相反的方向轉(zhuǎn)動”。

任務三：操作沒有凹槽，扇葉扭曲的風車。由于這種風車沒有明顯的凹槽，此前的結(jié)論就不能用來解釋其轉(zhuǎn)動的原因，新的研究再次展開。學生操作后很快發(fā)現(xiàn)，這種風車雖然沒有凹槽，但其實道理是一樣的，因為扇頁有一定的扭曲度，對風有阻擋作用。風吹上去，推動扇葉轉(zhuǎn)動。于是，結(jié)論又一次被修改成“扇葉的形狀決定了風車轉(zhuǎn)動的方向”。顯然，這個結(jié)論更具有解釋力。

從這個例子可以看出，進階性任務推動著探究，每一個結(jié)論的形成都是思維的成果。在整個任務推進的過程中，學生的思維一直都沒有停止，而是不斷向高處走，最后形成了一個具有大概念意義的結(jié)論，而這個結(jié)論，可以應用在所有的風車上。

四、增值性評價促進思維向廣處去，強化運用

評價是每節(jié)課不可缺少的環(huán)節(jié)。對于教師來說，不僅要借助評價知道學生到底學會了什么知識，能不能復述教師所講授的知識點，還要評價學生會不會運用所學知識，解決問題。

所謂增值性評價，就是將學生學到的科學知識“放回”到產(chǎn)生它們的情境中，引導學生“返回”初始的問題情境，經(jīng)歷科學知識產(chǎn)生的過程，看學生是否能運用這些知識來解決問題。這樣的評價，對于學生來說，可從教師的反饋中獲知我學會的知識可以做什么，我做得怎么樣。學以致用的本領是否增強是評判學生學得好不好的一個重要標準。

以新編蘇教版《科學》三下《云量與雨量》一課的教學為例。在這一課中，學生要運用自制的雨量器來測量雨量。這一做法和氣象專家測量雨量的原理相同，只是測量的時長不同。為了便于預報降雨，人們對24小時降水的強度進行了界定，如：24小時降雨量小于10毫米叫小雨，在10毫米到24.9毫米之間的叫中雨，25毫米到49.9毫米之間的叫大雨，如此約定直到暴雨、大暴雨和特大暴雨。那么，這些數(shù)據(jù)應該怎樣引導學生學習呢？又怎樣評價學習的效果呢？如果靠記背的方式學，再測試學生是否記住了，意義不大，如果沒有應用場景，這些知識學生很快就會忘記。

這時不妨換一種思路，回到該知識產(chǎn)生的過程，即雨量鑒定標準為什么會產(chǎn)生。這是因為，若要對降雨趨勢做進一步預報，就必須界定雨量的等級；當雨量超過一定等級時，就預示著有一些新的天氣現(xiàn)象產(chǎn)生或是災害性天氣的到來，因此，這個知識自產(chǎn)生之初起就是指向運用的。從這一點出發(fā)，教師設計了一個應用場景，教師出示所在城市一個月中降水量的條形統(tǒng)計圖，然后讓學生數(shù)一數(shù)這一個月中小雨、中雨和大雨各有幾天。要完成這個任務，學生就必須用到界定降水等級的數(shù)據(jù)表，先判斷，再累加，然后得到每種雨量的天數(shù)。教師對統(tǒng)計結(jié)果進行評價，既考查學生的知識掌握情況，又考查他們用知識解決問題的水平。

從這個例子可以看出，增值性評價強調(diào)設計知識、技能的應用場景，引導學生聯(lián)系生活，將所學運用到真實的生活中去，解決在真實生活中遇到的問題，通過提高應用能力實現(xiàn)評價功能的增值。