讓“思維發展”貫穿《神奇的紙》教學始終

〔摘 要〕 培養學生的科學思維是小學科學課程的重要內容。本文通過對二年級科學課《神奇的紙》教學過程的分析，深入剖析小學生科學思維發生的真實情境，揭示學生科學思維發展的邏輯路徑和教學原則，即以學生真實的生活為導向，進行教材的二度開發，運用多種教學方式，讓學生在自主探究、合作交流、積極展示中獲得科學思維的全面發展。

〔關鍵詞〕 小學科學；“思維發展”；實踐探究

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 23 076-078

在《義務教育科學課程標準（2022年版）》中，科學思維被明確地表述為科學課程要培養的學生的核心素養之一。科學思維作為核心素養之一，是科學課程育人價值的集中體現，主要包括以模型建構、推理論證、創新思維等方式認識客觀事物的本質屬性、內在規律及相互聯系關系。科學思維作為核心素養，可以避免科學探究流于形式，更有利于深度學習的發生、探究成效的提高，以及學生核心素養的協調發展。

一、去偽存真：指向學生科學思維發展的教學探析

若期于在《神奇的紙》的三次教學中，實現學生科學思維的發展，需要根據科學的課程屬性，遵循學生的思維規律，讓課堂教學能夠聚焦學生核心素養，實現學生科學思維的進階發展。

（一）指向科學知識的教學

在第一次教學中，教師只關注到了“紙”的知識的習得，沒有讓學生通過思維的活動建立概念。首先，教師出示了各種紙，然后帶來了“小馬過河”的游戲，讓學生觀察“小馬”，探究普通紙和“改造紙”在承重方面的不同。在這個學習過程中，學生并沒有建立起紙張不同形狀承重也不同的科學思維。在交流討論環節，學生圍繞“神奇”的紙展開討論，但是其對話都是建立在已有生活經驗基礎上的科學知識再發現，缺乏核心問題的引導，也沒有促進學生科學思維的產生。盡管在課堂上教師引導學生運用了自學、合作學習、展示學習等比較先進的學習方式，給學生提供了思維活動的空間與實踐，強調了思維的價值與意義，但在這個階段，教師更多地指向讓學生能夠從“知識”層面了解“材料經過加工、改造、優化后其性能會發生改變”的科學概念。

（二）指向科學實踐的教學

在第二次教學中，教師對第一次教學中比較好的做法予以保留，同時對學生自主探究的過程進行了改進。主要圍繞四個具有代表性的“紙橋”形狀進行探究，最后讓學生在具體操作中感知“瓦楞狀”的紙橋承重能力最強，能承載兩個鉤碼的重量而不倒塌。在學生獲得初步的經驗之后，教師組織學生圍繞“瓦楞狀”紙橋的承重進一步探究，圍繞彈性、承重能力、隔熱能力等方面，對普通紙與瓦楞紙進行比較觀察，完成實驗記錄單。在本次教學過程中，教師注重學生自主進行科學實踐，學生所獲得的概念都源于探究發現。不足在于教師沒有創設真實的任務情境，在實踐過程中，學生的思維活動是無序的，其在小組探究中沒有明確的分工，沒有運用模型分析、推理論證等科學思維方式完成概念建構。

（三）指向科學思維的教學

在第三次教學中，教師圍繞《義務教育科學課程標準（2022年版）》中提出的科學課程落實要求，緊緊圍繞“科學知識”與“探究實踐”的兩位一體，以學生科學思維的發展為課程設計依據，重構教學過程。在教學第一環節，展示學生課前自制的“小馬過河”，通過組織學生觀察分類，形成具有代表性的研究對象。接著讓學生通過操作探究，對不同形狀的“小馬過河”的承重進行比較，得出“瓦楞狀”承重最好的結論。然后圍繞瓦楞紙與普通紙進行研究，學生在開展了動手折疊瓦楞紙、對比觀察普通紙和瓦楞紙側面的形狀、畫出兩者的側面形狀、按壓兩種形狀的紙體驗其彈性、把重物分別放在兩種形狀的紙上觀察其承重能力、隔著兩種形狀的紙分別感受杯中熱水的溫度等活動之后，對“改變紙的形狀能改變紙的性能”有了親身經歷和體驗。在展示和匯報交流時，學生能尊重事實，在記錄單的提示下，用科學規范的語言描述普通紙和瓦楞紙的不同之處。在學生建立了“材料經過加工、改造、優化后其性能會發生改變”科學概念的基礎上，教師讓學生拿出從家里帶來的紙箱或者紙箱的紙板，觀察其剖面里的瓦楞紙，認識到瓦楞紙的設計增加了紙箱的承重能力，紙箱也更加堅固，從而認識到“材料性能改變或優化后可以用來制作符合一定功能需要的物品”。雖然由于年齡原因，學生不能準確說出以上兩個科學概念，但經過課前制作和課堂學習，他們心里認同“改變了紙這種材料的形狀后，變得與之前不同，還能制作人們想要的東西”。在拓展環節，教師出示用瓦楞紙制作的杯墊、杯套、工藝品等，使學生的視野不局限于紙箱。在學生對材料的研究興趣高漲時，教師播放了兩個小視頻，“用紙做沙發”和“紙的吸水性變化”，讓學生在課后嘗試制作。

二、抽絲剝繭：促進學生科學思維發展的設計邏輯

通過以上三次教學的逐步改進，不難發現，學生的科學思維發展要立足于操作實踐，讓學生在真實的生活場景中找到學習科學知識的價值意義，讓學生在自主探究中完成概念的建構。

（一）通過實驗，實現知識遷移

在教學中，如果教師僅僅將教學目標定位為“認識紙”的一般知識，則學生的學習活動只能停留在課程的淺表處，無法促進深度學習的開始，也很難形成有效的思維活動，更難從生活實踐層面感知紙的“科學”價值。在第三次教學中，教師通過設計多次探究活動，讓學生在具體的任務驅動下進行探究，感受到了瓦楞紙的特點與優點，也發現了瓦楞紙在生活中的運用。瓦楞紙所帶來的變化，正是源于人們對紙的科學認識。圍繞“改變紙的形狀”這一科學思維方式，教師引導學生繼續探究生活中紙的應用，讓學生了解更為豐富的科學知識，從而有機打通了課堂與生活的通道，讓學生實現了知識的有效遷移，促進學生科學素養的發展。

（二）通過鏈接，完成學習“閉環”

紙是學生生活中司空見慣的材料，也是科學課上經常使用到的實驗材料，學生對于紙具有一定的認知。但是，當紙的形狀發生變化后，會有哪些改變？這些改變遵循了什么樣的科學原理？這些改變與生活有哪些聯系？則需要回到學生的生活，讓學生鏈接生活，找到學習的起點，走向學習的生活終點，完成學習的“閉環”。在這節課中，圍繞瓦楞紙的彈性，教師可以讓學生親自摸一摸、壓一壓、捏一捏，還可以讓學生觀察快遞箱中鋪放的瓦楞紙，讓學生思考其中蘊含的科學道理。再如對“瓦楞”這一名詞，教師可以讓學生觀察屋頂的瓦，通過瓦引出“瓦楞”，再得出“瓦楞結構”。這樣循序漸進的活動，能夠幫助學生更好地了解科學知識。

（三）多元整合，發展科學思維

在小學科學教學中，教師要注重“跨學科”學習，運用不同課程的知識幫助學生形成科學知識，建立科學思維，發展科學素養。在教學伊始，教師通過“小馬過河”的實驗引出教學?！靶●R過河”是學生耳熟能詳的故事，講了一匹小馬幫助媽媽磨面的故事。小馬要馱著糧食過河，這里就有了“承重”的概念，也是這節課學習的起點。在進行瓦楞紙的研究中，學生需要測量“小馬”的長度、高度、寬度等，通過記錄、分析、比較得出結論，這個過程需要運用數學知識。在交流展示的環節，學生運用規范的語言匯報交流，這與學生表達能力息息相關。在搜集相關資料時，學生還需運用到信息科學的知識，而進行操作實踐的時候，則是勞動素養的具體體現。在小學科學教學中，教師不能“窄化”科學教學，而應根據學生科學思維發展的需要，綜合運用多種學科知識，讓學生在真實的生活情境中發現科學，探究科學，調動已有的生活經驗發展科學思維。

三、依標據本：培育學生科學思維發展的實施路徑

《義務教育科學課程標準（2022年版）》中對“科學思維”的表述主要集中在科學推理、科學論證、模型建構等方面。對于所有課程而言，隨著時間的流逝，學生留下的“有用的東西”就是思維。

（一）以問題為導向培育思維形成

在小學科學教學中，應通過問題導向，引導學生探究科學規律，揭示科學秘密。在《神奇的紙》的教學中，從科學觀念角度看，需幫助學生建立“紙張經過加工、改造、優化后其性能會發生改變”的觀念，同時形成“性能得到改變與優化的紙張可以用來制作具有一定功能的物品”的觀念；從科學思維角度看，學生能夠對普通的A4紙進行加工改進，與“瓦楞狀”紙進行比較，描述紙張經過折疊產生的變化；從探究實踐角度看，發展學生改造材料的興趣，讓其能夠從不同角度認識材料，從而了解材料會隨著人們對科學認知的深化不斷得到改進?；谶@些目標，在教學中，教師可以設計一個貫穿學習始終的問題情境：幫助“小馬”過河。這樣，有了明確的學習任務，再通過觀察、探究、比較、記錄、匯報等學習活動，讓學生在主問題的引領下，成為學習的主體，不斷形成“專家思維”，解決“小馬”過河問題。

（二）以實驗為載體促進思維發展

在小學科學教學中，實驗是形成科學認知的關鍵方式。進行科學實驗的設計，要基于學生的認知規律?！渡衿娴募垺肥强平贪娑昙壗滩牡膬热?，第一學段學生動手能力還不強，這就決定了在提供實驗材料的過程中，教師要根據二年級學生的年齡特點，提供易于操作的材料。如在進行紙的研究中，教師應用A4紙，讓學生采用折一折、疊一疊等方式進行探究，這就符合了學生的能力特征。在實驗過程中，教師要充分考慮學生的思維特點，允許學生“懷疑”：在“瓦楞狀”的實驗中，是不是“棱”越多越好、越高越好？教師可以放手讓學生進行探究，讓學生通過觀察、比較得出結論。要鼓勵學生合作探究，在實驗操作中，教師要組織學生開展對話、討論，支持學生產生真實的學習體驗。在實驗過程中，主要通過三次實驗幫助學生完成科學思維的發展過程。一是按一按：將白紙與瓦楞狀紙分別平放在桌面上，用手輕輕按一按白紙和瓦楞狀紙，體驗手心的感覺，將感受記錄在實驗單中。二是放一放：取兩本字典平放在桌面上，字典之間保持一定的距離，將白紙放置在兩本字典（河岸）上，接著由輕到重將物體（糧食）放在紙（小馬）的正中間，直到紙塌陷為止。測試完白紙后，再測一測瓦楞狀紙能承受多少重量。三是摸一摸：領取一杯熱水，分別用白紙和瓦楞狀紙貼著杯子，感受冷熱的程度差異，對比兩者間的區別。

（三）以生活為本源促進思維落地

科學知識源于人們對生活的理解與思考，科學課程是具有生活性、實踐性和思維性的課程。在小學科學教學中，讓科學從“知識課堂”走向“生活課堂”，是科學思維得以發展與落地生根的關鍵。在《神奇的紙》教學中，運用“紙張經過加工、改造、優化后其性能會發生改變”“性能得到改變與優化的紙張可以用來制作具有一定功能的物品”兩個科學思維，指導學生在生活中進行實踐。如在課后可以做一張“油紙”，驗證“油紙”的防水功能，進而思考在生活中有哪些領域運用了這些性能。在獲得對瓦楞紙的性能認知后，在生活中尋找應用“瓦楞紙”的生活場景，還可以在家長的幫助下，搜集更多的“瓦楞”科學概念，感受物品改造后的性能優化。

總之，科學思維是小學科學課堂教學中的“隱性知識”，但又是學生科學素養得以發展的“關鍵知識”。在科學課堂上，應通過創設真實的生活場景，運用實驗探究的方法，讓學生在學習科學知識的過程中，動手能力、觀察能力、思維能力得到同步發展；讓其在合作、交流、展示中驗證預設、得出結論、走向生活，從而促進學生科學思維發展貫穿于課堂的始終。

參考文獻

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