基于思維型教學理論的小學科學課堂教學實踐研究

趙甜甜，譚佳玉

“雙減”背景下，教學正在發生變革。知識本位論逐漸淡出視野，人們更加關注的是學生的發展性學習和終身學習素質。思維型教學理論指導下的教學策略注重課堂教學中師生的思維活動，并提出了明確的課堂要求，對如何實現學生的深度學習和深度思考，最終實現其深度發展，提出了實操性強的辦法。本文結合了筆者應用本理論的實際教學體驗，是對思維型教學理論在科學課堂的實踐，為一線教師將思維型教學理論應用于課堂提供例證，以便進行持續的探索實踐研究。

一、問題提出

《小學科學課程標準（2017年版）》明確了科學學科的核心素養。［1］從政策指引到具體落實，如何找到方向精準、操作容易、易于推廣、適應性強的途徑，成為教師心中亟待解決的問題。部分教師在講授為主的教學理念指導下設計的教學，在教學中問題逐漸浮現，如：教學設計程式化生搬硬套，少有關于課堂設計的思考；學生開展深入科學探究的機會少；科學學科與其他學科被割裂，導致學生只能為了考試學習，掩蓋了學習的真實意義。

思維型教學理論的目標與核心素養的要求高度一致，是把學科素養落到課堂實處的有效途徑之一。思維型教學理論認為互動是課堂外在的表現，而思維互動才是真正核心。教學活動是教師“教”的活動和學生“學”的活動的有機統一。對學生“學”的活動來講，從明確目的、理解知識、掌握方法、遷移運用，到提出問題、分析問題、互動交流，其核心都是思維；對于教師“教”的活動來講，進行設計、創設情境、組織活動、反思過程等，其核心活動也是思維。因此，教學的本質是思維，學生的學習也是思維。［2］核心素養下的科學課堂要求教師重視情境教學，保護學生的好奇、求知的天性，高質量的科學課堂需要教師引導學生主動思考、自主探究，開展研究型、合作式學習。［3］

小學科學課堂在實踐思維型教學方面具有先天的優勢。小學科學課程中，科學探究貫穿一至六年級教科書中，科學課堂具有很強的操作性和靈活性。科學探究與實驗教學對于教師培養學生核心素養具有重要作用。開展探究教學的頻次與創新意識水平之間具有顯著的正相關，開展動手實驗教學的頻次與創新意識水平之間具有顯著的正相關。［4］科學教育在教師培養學生科學的思維方式、創新意識和動手能力方面具有不可替代的作用。［5］本文以思維型教學理論為指導，以具體課例展示教師在課堂教學中從哪些方向創設學習情境，觸發學生認知沖突，鍛煉合作探究能力，保護學生求知欲和批判思維，培養學生科學素養。

二、思維型教學理論的基本原理

思維型教學理論包括知識和方法的理解應用、合作與交流能力的提升、批判性思維與創造性思維的培養、內在學習動機與自主學習能力的培養及學生創新素質的發展五個方面。［6］要有效實施思維型教學，須做到以下幾點。

第一，動機激發。合適的情境可以迅速激發學生的學習渴望，帶學生走入思維中。因此，課堂教學情境需要精心設計。在課堂設計時，教師要在引入課堂時引起學生興趣，連結新圖式和學生已有的生活經驗，創設與生活相關聯的認知情境，解決生活中的實際問題。教學設計要突出學生的新知識形成過程，激發學生的內在學習動機。

第二，認知沖突。教師要以與生活相關聯的情境中出現的不符合學生已有認知的現象為認知沖突點，激起學生心理上的矛盾，激發學生的參與欲望，引導學生主動完成知識結構的構建。

第三，自主建構。自主建構包括認知建構和社會建構［2］，教師要讓教學從探究出發，以學會為目標，視學生的學習情況，提出學生最近發展區內的高認知問題，以學生思維發展為第一要義，努力為學生的思維發展提供良好環境，以高認知問題推動學生深入思考。值得注意的是，教師要在教學過程中留心創設平等的互動情境，為學生營造自由的思考和討論氛圍，以思考和討論促進學生自主學習，打破學生對授課教師的心理依賴，使學生能夠主動探究知識，尋找事物發展的規律，形成自主探究學習的習慣。

第四，自我監控。教師需要在學生的自我監控能力上給予關注，自我監控能力體現在對自己參與的學習活動進行積極的檢查、評價、反饋和調節。［2］學生自我監控能力的提升有利于發展核心素養。［2］自我監控能力不僅是學生學習能力的核心，而且是教師教學能力的核心。良好的自我監控能力不僅有利于學生課堂知識的自我建構，更有助于教師化解學科之間培養效果的互相抵消現象，教師監控能力是教師自我革新過程中必備的能力之一。

思維型教學理論的根本是教師要設計更符合學生認識規律和建構新知識的環境需要的，能將新知識與學生已有的知識經驗連接起來的探究活動。在思維型教學理論指導下，教師應把更多的精力放在創設合理恰當的學習情境上，以精準的問題引導學生思維步步深入，協助學生在探究過程中主動追尋客觀真理，教師的作用是為學生搭建“腳手架”以引導其達成學習目標。［7］課堂教學形式的設置不囿于發現式學習或傳統講授式教學，而是以教學設計是否能激發學生內在學習動機引起認知沖突為出發點，切實把教學改革的中心和重心都落在學生身上。

三、基于思維型教學理論的教學策略

（一）情境與問題

創設良好的教學情境，既能幫助學生利用自己平時的生活經驗來提高自己對知識的理解程度，同時，也能有效地幫助學生提高學習科學知識的質量和效率。用基于真實情景的實際問題能帶領學生迅速進入探究學習的狀態。評價情境是否符合學生認知需求，教師應注意以下幾個問題：問題情境是否基于生活實際？情境是否真實存在？課堂問題的設置是否能激發學生的積極思維？問題設計是否能緊扣課堂教學重點？問題設置是否適合學生水平，符合最近發展區要求？課堂創設的情境是否能引起認知沖突？問題是否具有形象性、具體性和探究性？

良好的情境應能夠引起學生的認知沖突，促使其進入學習狀態，積極提出問題，主動思考、解決問題，獲得新知。［7］在教科版二年級上冊“神奇的紙”一課的學習中，學生通過體驗對紙的簡單改造，感受瓦楞紙在彈性、承載力與隔熱能力等方面的變化。本堂課的問題在于紙在生活中很常見，在創設情景設計問題時，教師更應該把注意力放在學生已有的關于紙的知識，以及他們期待學到關于紙的什么新知識。

聚焦環節的問題設計要體現開放性、適切性和挑戰性，為學生留足思考時間，適當給予引導。在教學教科版四年級上冊“直線運動和曲線運動”一課時，聚焦環節，筆者在黑板展示的是生活中常用的電子地圖，提問：從慧谷學校一校區到二校區，你將怎樣規劃路線？用生活中的地圖讓學生解決實際問題，能夠讓學生在輕松的氣氛中進入本課的學習。在提問時，問題要問得精準，問得明白，即用孩子的語言提問。如果角色轉換太難，不如試著聽聽孩子怎么說。

（二）探究與合作

課堂合作應貫穿于每一次教學。合作是否有效，直接決定學生的學習效果及后續知識建構。課堂教學應是行為、思維與互動有機結合的生態系統。如今，被動的“填鴨式學習”已經弊端盡顯，不多表述。然而還有一部分課堂“只得其形”，自主活動充滿課堂，熱熱鬧鬧，生成極少，形成了“虛假繁榮課堂”。課堂應該有活動也有思考，學生可以較好地完成自主建構。這種課堂在行為之上多了一層思維，學生已經進入深層學習階段，不再浮于表面。理想的課堂，是合作建構的課堂，行為、思維、互助，三者并重，思維型教學強調科學探究從自主研究到在自主探究的基礎上強調合作探究，從而使學生實現深度學習。在“做一個測量紙帶”一課的教學中，筆者最初設計的問題為“制作紙帶第一步要做什么”，實踐后發現：提出這個問題的結果大概率是一節探究課變成手工課。學生是學習的主體，他們有自己的思維和已有經驗，教師可以試著相信學生。于是，筆者將問題變為：“請小組嘗試并總結我們怎樣制作一條測量紙帶？”這樣做，加入了思維，引導學生成為真正學習的主體。學生在學習過程中，教師可以適當放手，給學生有效探究與合作的機會，能夠讓課堂中每個學生都能獲取新的知識技能。

合作探究階段中，教師的作用是組織學生通過合作交流來構建對科學觀念和科學探究的理解；幫助學生學會通過協作來找到最佳的問題解釋或解決方案。［7］在設計合作學習時，教師需要關注的是在進行教學設計時預設了哪些方法，小組合作學習與本堂課或本學習階段的學習目標匹配度如何。在小組合作過程中，教師要重視對組內學生學習方法的指導，關注合作學習的實施結果對學生建構知識是否真的有效。

在教科版二年級“做一頂帽子”一課的教學中，在明確課堂任務后，筆者設計了小組討論環節。學習單上的問題是“你想做一頂什么用途的帽子？”從材料、制作步驟、裝飾帽子的計劃、需要工具、帽子的穿著體驗等維度為學生提供了選擇，但同時也給予學生加入自己想法的權利。這個過程從教師和學生的一對一問答變成學生之間依據教師的問題引導開始交流、商討、協作，思考和互助也由此開始。

科學探究應注重學生對科學知識科學本質及探究過程的理解，強調實踐與學科核心思想與跨學科概念的整合。教材從科學、數學、美術三個學科方向為學生在低年級不同階段認識物體質量編排了不同維度的知識，讓知識更接近生活，能被應用于生活。但是實際情況通常是，學習之后，對于一顆蘋果到底多重，三千克掂在手里大概多重，依然只有少數學生能有清晰的認識。科學探究是為學生建立理論聯系實際的場景的絕佳時機。在教學過程中，教師要重視讓學生體會物體的重量，達成科學概念目標，在小組活動、辨析思考的過程中發散思維，在表達和辯論的過程中強化思維的邏輯性。

（三）總結與發展

科學知識的建構與能力的提升，在探究與合作中生成，在總結與發展中強化。在探究和討論后，課堂順勢進入總結階段，教師要幫助學生將在課堂上生成的新的知識點，通過總結，連點成面，聚面成體，將知識點變成知識網，協助學生進行知識的又一次建構，使學生在知識的多次建構過程中，把知識內化，建構合理的認知結構，完整地完成學習的過程。教師總結應保證內容全面，詳略得當，結構合理，引導恰當，要基于學生的總結能力，讓學生積極參與，實現有效總結，發展學生的反思能力。

教學教科版一年級上冊“觀察一株植物”一課，教師要求學生用科學的方法，按照一定順序觀察植物，目的是幫助學生建立起初步的生命科學大概念。在觀察和繪畫環節之后，要進行總結研討。一年級學生剛剛開始小學學習生活，很難成體系地對新學知識進行總結分析，對此，教師要依據學生的年齡特點設計有針對性、切實有效的方法培養發展學生的反思總結能力。這一課的總結設計可分為三個層次。首先是自我評價。課堂中，教師要鼓勵學生積極進行自我評價，并采取公平的方式喚醒學生對自主反思的關注，以隱性的機制促進學生學會自主學習。其次，以自愿加推選的方式選擇幾位同學表達自己的觀點，即結合自己的記錄成果，用科學的語言描述所學的內容。低年級學生總結能力較弱，發言時多數以一兩句話結束，這時教師為了引導學生有更多特征和發現，就要適時加入同伴間的評價。在學生發言后，教師可以請班級同學來說一說自己的看法，如剛才的描述是否完整，你還能為他補充哪些小智慧，你認為哪里能做得更好，旨在通過交流鍛煉學生傾聽和思考批判的能力。最后是引導學生將評價內化。在下課之前，學生結合剛才討論分享的成果，將耳聽的知識轉化成筆下的知識。這樣能夠培養學生樂于思考、勤于反思、善于傾聽的科學素養。

（四）應用與遷移

思維型教學的遷移強調打破學科間的壁壘，將學科的知識變成工具，解決生活中的實際問題。解決問題的過程中，能用到的學科越多，解決問題的方式就越多樣化。教師應力求在解決實際問題中培養學生的積極態度和創新精神，最后的落點是把價值觀以不同形式遷移到日常生活中。［2］學科融合是一條可行的路徑。在學習“神奇的紙”一課之后，教師可以設計一堂STEAM課“搭建紙橋”進行拓展，以學科融合的方式鞏固科學知識，培養學生動手制作的興趣。學生通過搭建紙橋學習簡單的工程力學知識，能激發創造精神，體會在探究中學習，鍛煉小組合作能力。在課堂上，學生能用到數學的幾何圖形和基本測量、物理的承重結構和穩定結構、工程學的動手搭建、藝術的美感設計，消除了學科間的壁壘，推動了學科之間融合，促進了學生能力發展。

遷移不僅包括學科之間的遷移，也包括課堂內外的遷移。學習不能停留在教室里，書本上。在學習“水結冰了”一課時，部分同學經過多次實驗發現水的凝固點有時是零攝氏度，有時是零上二攝氏度，這與書本給的知識不同。此時，教師可以就此布置實踐性作業：利用家中現有材料，再做水結冰的實驗，測量并記錄結冰過程中冰水混合物在不同時間的溫度。學生學習知識的作用不僅限于一張試卷和一份成績單，而是為其終身學習發展提供支撐。

四、結語

思維型教學理論指導下的小學科學課堂教學，是依據學生現有經驗基礎因材施教，為核心素養下的課堂設計提供了一條切實可行的路徑。從核心素養角度來講，思維是核心素養中極其重要的成分，從教學的本質來講，無論是在教師進行情景設計、關鍵問題的設計、探究模式的設計、拓展遷移的設計的過程中，還是學生在走入情境、產生興趣、合作研討、激發新問題的過程中，思維都起到了不可替代的作用。思維型教學理論對于剛走入教師崗位的教師有很強的實踐意義。思維型教學理論更關注教師和學生在課堂上的真實表現，客觀地反映教師的授課特點和教學行為，便于教師有方向地、有目的地改進教學措施，也便于教師對自我教學行為進行反思和迭代。思維型教學理論能為教師的自我提升和課堂教學實踐提供有力支撐，有助于培養學生的科學素養。