高階思維視角下設(shè)計問題式探究活動

呂曉怡

〔摘? ? 要〕? 小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，促進學生主動探究。學生的探究活動應(yīng)當從知識立意走向能力立意，關(guān)注學生思維品質(zhì)和綜合素養(yǎng)能力的提升，從低階思維走向高階思維。本文通過創(chuàng)設(shè)問題情境、搭建問題支架、架構(gòu)交流模式三方面闡述如何以問題式的探究活動驅(qū)動學生主動探究、持續(xù)探究，活化學生高階思維能力，促進思維的有效進階。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學科學；高階思維；問題式；探究活動

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 10? ? 052-054

高階思維，是指發(fā)生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力，它在教學目標分類中表現(xiàn)為分析、綜合、評價和創(chuàng)造。在小學科學課程教學中，就是通過學生的思維發(fā)展建構(gòu)科學概念的，但是在目前的小學科學課堂上，學生參與的探究活動都是以教師的設(shè)計為主，學生在活動探究中缺乏對問題的主動思考以及清晰的內(nèi)在思辨，因而導致在交流研討階段也缺乏精準的聯(lián)系表述和深度論證，思維單一化、碎片化、形式化，從而無法動態(tài)生成以“分析、評價、創(chuàng)造”為主的高階思維。

本文結(jié)合教學中的實踐案例，探討如何設(shè)計問題式的探究活動，驅(qū)動學生自主探究、持續(xù)探究、深度探究，發(fā)展高階思維，培養(yǎng)高階思維技能。

一、問題式探究活動設(shè)計的策略

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，促進思維生發(fā)

導入環(huán)節(jié)是一節(jié)課開始的關(guān)鍵，通過真實有趣的問題情境，激發(fā)學生的探究興趣，調(diào)動學生的知識儲備，進而引起學生積極探索的愿望。我們可以采用這樣幾種方式創(chuàng)設(shè)問題情境，驅(qū)動學生主動探究，促進高階思維的生發(fā)。

1.以演示實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

如在進行《電磁鐵》一課教學前，學生對于電磁鐵這個裝置是陌生的，如果直接告知學生這個新裝置的名稱，就失去了一些“神秘感”，學生探究的興趣不高，思維能力只停留在“知道、了解”的低階水平。為了促進學生思維能力的有效生發(fā)，我以演示實驗來創(chuàng)設(shè)問題情境，以下是我設(shè)計的導入環(huán)節(jié)。

出示一枚鐵釘（引導學生認識鐵釘?shù)尼敿夂歪斘玻鍪疽桓鶎Ь€，演示把導線纏繞在鐵釘上。

觀察：這個裝置由幾部分組成？

演示：將新裝置靠近回形針，觀察現(xiàn)象（預設(shè)：發(fā)現(xiàn)不能吸引回形針）；在導線兩端接上一節(jié)干電池，再靠近回形針（預設(shè)：回形針被吸起來了）。

提問：看到這個現(xiàn)象，你有什么問題產(chǎn)生？可以怎么去證明？

在此環(huán)節(jié)，學生能根據(jù)現(xiàn)象提出可探究的問題，為接下來的探究活動提供了方向。教師通過清晰地演示，吸引了學生的注意力，讓學生看到電磁鐵通電前后靠近回形針的對比，產(chǎn)生了“它是不是像磁鐵一樣具有磁性”的思考。同時，教師引導學生不僅要提出問題，還要思考怎么去檢測證明，讓學生明白任何一個推測都需要經(jīng)過檢測證實，培養(yǎng)學生的問題意識、推理能力和實證意識。

2.以微課創(chuàng)設(shè)問題情境

《誰先迎來黎明》是教科版小學科學六年級上冊“地球的運動”單元第四課的內(nèi)容。為了快速聚焦探究主題，引發(fā)認知沖突，我以一段自制的微課視頻導入這節(jié)課。視頻內(nèi)容為當?shù)赝砩?點拍攝的夜景和烏魯木齊某地區(qū)晚上9點的夜景對比。

學生觀看了這段有趣的視頻，馬上產(chǎn)生了問題：為什么同樣是9點，烏魯木齊天還亮著，而本地已經(jīng)天黑了？這個問題正是本節(jié)課需要探究和解決的重點問題，接下去的探究活動正是圍繞問題的解決而展開的。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，學習資源和形式更加豐富，借助優(yōu)質(zhì)的媒介資源，可以迅速地吸引學生，引發(fā)認知沖突，聚焦科學探究的主題，有效驅(qū)動學生的主動探究。

3.以生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問題情境

科學來源于生活，服務(wù)于生活。教師可以利用學生身邊的生活現(xiàn)象來創(chuàng)設(shè)問題情境。如四年級下冊“巖石和土壤”單元第七課《比較不同的土壤》中，教師以生活中的情境導入這節(jié)課。

老師從花木市場買了三盆植物——荷花、仙人掌、綠蘿，可是老師不知道這三種植物應(yīng)該種植在什么樣的土壤里，你們可以幫幫我嗎？課件出示三種不同的土壤——沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土，應(yīng)該怎么選擇呢？這三種土壤各有什么特征？

由生活現(xiàn)象產(chǎn)生的問題，可以很好地暴露學生的前概念。這三種植物都是學生身邊經(jīng)常見到的，但是這三種土壤學生并不是非常了解，從字面上去分析，也只是一種猜測，因此問題的解決就指向了對這三種土壤的特征進行研究分析。基于生活實際產(chǎn)生的問題，更容易激發(fā)學生的主動探究意識。

除此之外，還可以通過呈現(xiàn)結(jié)果、典故或故事、游戲等方式來創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學生自主提問，喚醒學生的自主探究意識。學生提的問題多而雜，教師要學會甄別學生的問題，哪些問題是重復的，哪些問題是有價值的，如果學生提“為什么+事實性現(xiàn)象”的問題，如“為什么通電后會吸引回形針？”這樣的問題，說明學生的思考方向是模糊的，接下去怎么研究是不清楚的，教師要把學生提的這一類問題轉(zhuǎn)化成學生可思考和研究的問題，從而促進思維的進階發(fā)展。

（二）搭建問題支架，呈現(xiàn)思維過程

產(chǎn)生了可探究的問題，但是該用什么途徑和方法去研究和解決，對于小學生來說存在一定的難度。因此，需要教師搭建問題支架，引導學生持續(xù)探究。搭建問題支架，可以采用以下幾種方式。

1.支架一：驅(qū)動式學習單

如在《電磁鐵》一課中，教師將學生提出的問題進行歸納整理，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)指向以下幾個問題：1.這個裝置有沒有磁性？2.這個裝置是不是和磁鐵一樣，兩端磁性強，中間磁性弱？3.它有南北極嗎？4.它是不是和磁鐵一樣同極相斥、異極相吸？通過學生的提問，教師發(fā)現(xiàn)他們把這個裝置和磁鐵進行了對比，認為這個裝置和磁鐵很像，究竟它有沒有磁鐵所具有的性質(zhì)呢？如何證實自己的猜測呢？這里，教師可以通過設(shè)計驅(qū)動式學習單的形式為學生搭建問題研究的支架，聚焦核心問題，持續(xù)、深入地推進學生的探究。下表是我為學生提供的學習單。

《電磁鐵》一課學習單

借助驅(qū)動式的學習單，學習的探究活動更加有目標和方向。以學習單上的問題為導向，促使學生在活動中有目的地觀察和檢測，同時，在觀察和檢測過程中，發(fā)現(xiàn)和提出新問題。

2.支架二：問題鏈

在探究活動中，我們可以設(shè)計一連串有價值的符合學生最近發(fā)展區(qū)的問題，以“問題鏈”的形式搭建探究支架，引導他們發(fā)現(xiàn)和提出各種問題，在分析、解決問題的同時又產(chǎn)生新的問題，每個問題之間環(huán)環(huán)相扣、層層遞進、前后呼應(yīng)，從而建立按順序解決問題的以邏輯鏈為特征的問題鏈模式。

如《電磁鐵》一課中，教師可以以問題鏈的形式來引導，如下表。

《電磁鐵》一課教學的問題鏈設(shè)計

遵循學生的心理特點和思維進階過程，把這些問題按照順序串成一條問題鏈，探究活動圍繞這些問題的解決來展開，一步步驗證，一層層推進，給予學生充分的時間觀察、推測、檢測、證實，“形成科學推測要用證據(jù)來證明”的意識。

3.支架三：圖形組織器

我們可以利用韋恩圖、Y形圖、矩陣圖、思維導圖等，幫助學生強化某項思維技能，如比較、對比、分析或排序。例如，在研究電磁鐵時，我們就可以利用韋恩圖比較磁鐵和電磁鐵的異同點。借助圖形組織器，將思維可視化，可以幫助一部分學生掌握相應(yīng)的思維技能，提高學生在課堂上應(yīng)用高階思維技能的水平。

無論教師為學生搭建的是哪種支架，都是幫助學生在探究過程中不斷地思辨問題、生成問題、解決問題。而教師在這個過程中需要厘清前概念，梳理思維邏輯，洞悉思維節(jié)點，一步一個臺階地引導學生進行科學思辨、充分探究，親歷實踐過程，把內(nèi)在的思維活動外顯呈現(xiàn)，在內(nèi)化、外化與活化的層層遞進中，促進學生從低階思維走向高階思維的發(fā)展。

二、架構(gòu)交流模式，活化思維能力

基于問題開展的探究活動，在解決問題的過程中，學生往往會有更多的思考和收獲，而交流研討階段是一節(jié)課中呈現(xiàn)問題、解決問題最重要的階段。因此，如何架構(gòu)交流模式，引導學生將在探究活動中獲得的發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生的問題進行深度研討，對于活化學生的思維能力是非常重要的。

（一）基于模型建構(gòu)的深度研討

在《神奇的小電動機》一課教學中，解釋磁極的相互作用和電動機持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因——磁極的變換，學生很難表述清楚。教師利用自制的電動機板貼模型，可以引導學生將實驗中的發(fā)現(xiàn)以及產(chǎn)生的問題直觀地表述出來。基于模型建構(gòu)的研討活動，可以呈現(xiàn)學生在主要活動中觀察、推測、檢測、解釋的過程，將問題清晰地暴露出來并加以解決。

（二）基于數(shù)據(jù)圖表的深度研討

在交流研討階段，全班數(shù)據(jù)的匯總和呈現(xiàn)不僅可以展示學生在探究活動中的發(fā)現(xiàn)，還可以反映出活動過程中出現(xiàn)的問題。當學生出現(xiàn)爭議和產(chǎn)生疑問時，就能引發(fā)更多的聯(lián)想、思辨、猜測和解釋，這時候也就有想法要說，有問題要提了。

例如，在五年級下冊《溫度不同的物體相互接觸》一課教學中，我們將全班的數(shù)據(jù)匯總后以折線圖的形式呈現(xiàn)，學生發(fā)現(xiàn)的共同點是：熱量總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體，最終趨向于平衡，并且熱量傳遞的速度是先快后慢的；不同點是：溫度變化的曲線坡度是不一樣的，兩條曲線達到平衡的速度也是不一樣的，溫差越大就越快達到平衡。而為什么出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，可以激發(fā)學生進一步的思考和猜測以及驗證。基于數(shù)據(jù)圖表的深度研討，不僅提升了學生的研討興趣，更培養(yǎng)了學生深挖數(shù)據(jù)、深度分析實驗現(xiàn)象的好習慣，學生的高階思維技能得到了運用，高階思維能力得到了提升。

三、結(jié)語

小學科學教學是一種生成問題、思辨問題、解決問題的探究過程，而學生的高階思維正是由問題引發(fā)的，在思辨中發(fā)展，在創(chuàng)新中成長。我們在一線教學中，應(yīng)當以學生思維能力訓練為核心，通過激發(fā)學生的探究興趣，增強科學探究能力，增強學生在解決問題過程中獨立思考和實證研究的意識，最終內(nèi)化為學生分析、創(chuàng)造、評價的高階思維能力，全面提升科學素養(yǎng)。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]胡展赫.高階思維[M].沈陽：沈陽出版社，2018.

[3]梁立斌.重視“問題鏈”設(shè)計?構(gòu)建高效課堂[J].新課程（中），2016（3）：141-142.