以三個“支架”促成學生思維的進階

魯婷

〔摘? ? 要〕? “雙減”背景下，每位教師都應思考如何構建高效課堂。科學思維作為核心素養的核心，是落實素養課堂的關鍵。教師在教學中需要搭建可視化思維支架，幫助學生將隱性的思維過程直觀地表現出來，使思維走向更深處，實現科學探究能力和科學思維能力的雙螺旋向上發展。本文主要從實驗單支架、材料支架、問題鏈支架三方面，結合具體案例，闡述如何讓學生的思維在課堂上“顯”出來、“畫”出來和“說”出來，以此促成學生思維的進階。

〔關鍵詞〕? 小學科學；支架；思維；進階

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 16? ? 010-012

2022年版《義務教育科學課程標準》明確指出，科學課程要培養的學生核心素養，包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。其中，科學思維作為核心素養中的核心和關鍵，首次被明確提出。它是一種從科學的視角認識客觀事物的本質屬性、內在規律，并運用思維方法解決科學問題的能力。課標修訂組專家胡衛平教授曾說過：凡是不能促進學生思維的教學行為，都不能促進學生素養的發展；凡是能有效促進學生素養發展的教學行為，一定會促進學生的積極思維。由此可見，有效培養科學思維，是落實“素養課堂”的關鍵。

在科學探究活動中搭建適當的可視化思維支架，可以使學生的隱性思維過程直觀地表現出來，促進深度學習的發生，實現科學探究能力和科學思維能力的雙螺旋向上發展。

一、現狀 · 分析

新課標提出科學思維后，有關科學思維的解讀和理論研究紛紛出現。然而，一線教學教師在經過各級培訓后發現，科學思維的培養真正落實起來挑戰性非常大。現階段小學科學課堂教學現狀如下。

學生：“低階”式學習依賴。他們更喜歡通過識記、刷題等方式學習科學，在探究活動中懶于動腦。

教師：“樹梢”式教學觀念。他們聚焦于知識的傳授，探究重結論而輕過程，常常淡化學生思維的培養、解決問題能力的提升。

教學：“孤島”式教學模式。程序化的探究實踐過程，活動時間長，思考時間短，交流過程缺乏思維碰撞，整個過程缺少高階思維的參與。

由此可見，以知識傳授為主的課堂教學傳統模式，給予學生獨立思考和思維碰撞的機會少，以至于在課堂教學中，學生的思維很難被挖掘，思維進階受阻。

二、改變·出路

科學思維的培養是一個長久的過程，需要在每節科學課中去落實。探究活動是培養學生科學思維的重要途徑，在活動設計時，我們可以搭建可視化思維支架，促使學生的隱性思維過程得以外顯，幫助學生思維走向更深處，以此推動學生科學思維能力的發展。那么在小學科學探究活動中，如何有效搭建思維支架來促成學生思維進階？這值得我們摸索和實踐。在課堂教學中，筆者嘗試從實驗單支架、材料支架和問題鏈支架三方面探尋思維可視化的實施路徑。

三、實踐·探索

（一）實驗單支架——把思維“畫”出來

新課標提出，要設計并實施能夠促進學生深度學習的思維型探究和實踐。

為了促使學生的思維外顯，為后期的交流研討做鋪墊，探究活動開始前，教師就需要精心設計實驗單支架，使學生的思維能夠在實驗單中呈現。交流研討中，學生可以借助這張實驗單，不斷內化科學知識，持續挖掘思維的深度。

例如，教科版二年級下冊《磁鐵的兩極》一課，本課從“條形磁鐵各部分磁力是怎樣的？”這一核心問題出發，引導學生利用有結構的材料（條形磁鐵、回形針、鋼珠、鐵粉等），用多種方法來證明條形磁鐵上磁力大小的分布情況。因為二年級學生還處于具體形象思維階段，他們更喜歡通過形象的方式進行思考和學習，所以本節課的探究活動，我為他們提供了一張看似非常簡單的實驗單。實驗單上雖然只畫了條形磁鐵，但卻能夠讓學生的思維過程在實驗單上留痕。探究活動前，學生可以將想到的實驗方法畫出來；探究活動中，學生可以將觀察到的現象（如磁鐵兩端吸引的回形針最多或小鋼珠總是往條形磁鐵兩端“跑”等），以簡圖的方式記錄下來；探究活動后的研討環節，學生可以借助這張實驗單進行交流，從而幫助他們把思維外顯。通過全班交流研討，最終生成多個證據，在思維碰撞中進一步內化成學生的核心概念，促成思維進階。

（二）材料支架——讓思維“顯”出來

探究活動中，我們除了需要精心設計實驗單外，還需要為學生準備有結構的材料。在1～2年級的科學教學中，我發現，學生探究欲望很強、特別喜歡動手，但動手之后的“思維表達”對他們而言則比較困難。為了培養學生的表達能力和實證意識，教師需要準備有結構的實驗材料，引導他們借助直觀可見的現象，將其轉化為證據來證明自己的觀點，幫助他們將思維過程“顯”出來。

例如，教科版一年級下冊《認識一袋空氣》一課，我通過依次呈現有結構的材料，培養學生的思維表達能力和實證意識。聚焦環節，我出示一個快遞箱，依次取出裝有木塊、水的密封袋，同時復習所運用的觀察方法，為本課后續的探究活動做好知識和方法的鋪墊。之后，我出示一個鼓鼓的空袋子，引出本課要研究的空氣，激發學生的思維動機。探索環節的第一個活動，首先為學生提供一個透明保鮮袋，引導學生設法收集一袋空氣，并通過看、摸、聞等方法觀察這袋空氣的特征，在觀察過程中說一說用了什么方法，觀察到空氣有怎樣的特征。第二個活動，出示水槽、燒杯、自封袋、水、木塊等更為豐富的活動材料，引導學生借助實驗材料，使用一定的方法，將空氣與水、木塊進行對比觀察，在對比觀察中，發現空氣與它們的相同點和不同點。在有結構的材料支架的支撐下，學生從對空氣的單獨觀察到與其他物體的對比觀察，從觀察到的現象中，不斷尋找相關證據來進一步認識空氣的特征。交流研討環節，學生再次借助實驗材料，邊演示邊介紹空氣具有的特點，借助直觀的現象，幫助他們有序、有理地描述空氣的特征，促成學生研討環節的思維碰撞。

（三）問題鏈支架——將思維“說”出來

問題鏈是推進思維進程的一個個腳手架，在交流研討環節，教師可以通過設置幾個彼此關聯的問題，在一個個問題的引領下，組織學生展開深度的思維交流。通過問題鏈的層層推進，幫助學生像科學家那樣去思考、去實踐，在“有聲”的交流和表達中，將思維推向更深處。

如六上“能量”單元《電和磁》一課，學生在模擬奧斯特實驗的過程中，觀察到“指南針發生微微偏轉”。針對這一現象，我組織學生展開了以下研討。

師：是什么讓磁針發生了偏轉？

生1：可能是導線內的金屬絲讓磁針發生了偏轉。（拿出一根導線去靠近指南針，但磁針并沒有偏轉。）

師：為什么導線內金屬絲靠近指南針，磁針沒有偏轉？

生2：導線內的金屬絲是銅絲，是不能讓磁針偏轉的。

生3：我覺得應該是導線內的電流使磁針發生偏轉。

師：為什么電流可以讓磁針發生偏轉，這又能說明什么？

（這里需要引導學生回顧能讓磁針發生偏轉的物質可能是鐵、鈷、鎳制品，或者有磁性的物品。）

……

生：通電導線中不含鐵、鈷、鎳這些金屬，所以可能是電流產生了磁性，讓指南針發生偏轉。

師：如果你是奧斯特，當你發現這個現象并做出推測之后，你會把它公布于眾嗎？

生：不會。因為沒有充分的證據，而且這個偏轉角度還不夠明顯。

師：怎樣才能讓指南針偏轉角度更明顯？

學生進一步設計實驗并探究，發現短路和增加線圈可以使指南針偏轉角度更明顯。

師（繼續追問）：這個現象說明什么？

生：當加大電流后，電流越大，磁針偏轉角度越明顯，所以磁針的偏轉是導線中的電流引發的，這說明電流是有磁性的。

師：現在我們可以把這個發現（電流可以產生磁性）公布出去了嗎？

此時再通過一段閱讀資料，學生明白了原來科學家的發現并沒有那么容易，他們需要經過長期的反復實驗和研究，在充分證據的支持下，才能得出結論。

上述案例中，學生針對“磁針發生微微偏轉”這一現象，在問題鏈的引導下，首先推測分析出使指南針發生微微偏轉的可能是導線內的電流，接著對這一推測進行驗證，最后通過閱讀資料，明白科學家得出一個結論是多么不容易，進而強化實證意識。案例中呈現的是問題鏈中的主要問題，它是推動學生深入思考的關鍵。在交流研討中，通過設計一個個問題支架，層層深入，抽絲剝繭，促使學生產生思維碰撞，學生在“有聲”研討的過程中，思維得以內化。

四、結語·展望

在思維支架的探索和實踐中，我們發現，按照教學環節遞進路徑適時搭建可視化的思維支架，可促使學生將思維“畫”出來、“顯”出來、“說”出來，能夠為他們的思維進階提供有力的支持。但學生科學思維的培養是一個漫長的過程，思維支架的構建也是一個不斷學習和積累的過程。只有不斷地探索和實踐，才能將其更好地應用于日常教學之中。

參考文獻

[1]劉濯源．基于思維可視化的教學效能提升策略［J］．基礎教育參考，2016（19）：3-7．

[2]喻伯軍.義務教育課程標準（2022年版）課例式解讀科學[M].北京：教育科學出版社，2022.

[3]胡衛平．思維型科學探究教學的理論建構[J]．課程·教材·教法，2021（6）：123-129．