高階思維視域下小學科學“探究問題串”的創新設計策略

摘要：在小學科學課堂教學中，設計一系列“探究問題串”，引導學生在真實的情境中開展探究實踐活動，并提出四條“探究問題串”的創新設計策略：接軌真實生活化設計，喚醒原有認知策略；關注角色情境化設計，激活學生個性思維策略；聚焦精細階梯化設計，搭建學習支架策略；把握實時動態化設計，拓展思維縱深策略；與此同時靈活運用并列式、遞進式、探究式及延展式四類探究問題串，助推學生有效建構科學觀念、促進其科學思維發展和提高探究實踐能力等科學素養，尤其是對其高階思維的發展具有較高價值。

關鍵詞：高階思維" 小學科學" 探究問題串

《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確指出：學生要掌握基本思維方法，具備初步的科學思維能力；掌握基本的科學方法，具備初步的探究實踐能力。科學探究是探索和了解自然、獲得科學知識、解決科學問題的主要途徑。[1]科學探究實踐以問題為起點，在問題研究過程中進行科學思維訓練，提高學生科學思維能力。關于高階思維，目前還沒有一種公認的定義，我國學者鐘志賢認為，高階思維是發生在較高認知水平層次上的認知能力或較高層次上的心智活動，主要指問題解決能力、決策能力、創新能力和批判性思維能力。[2]美國教育家布盧姆在認知角度上將思維過程具體化為記憶、理解、應用、分析、評價、創造——前三者通常被稱為低階思維，后三者通常被稱為高階思維。

一、基于真實問題情境，進行問卷調查分析

現階段小學科學探究仍存在以下不足：一是“講解式”教學，教學中教師一味強化實驗探究手段和實驗操作技能，缺少對學生科學探究思維過程的指導與點撥；二是科學探究分組形式化，在整個過程中學生探究學習的思維方式仍然停留在認知、理解與運用等低階思維維度，分析、綜合與評價等高階科學思維能力很難生成。

科學探究現狀的形成往往是因為課堂探究問題設計的不足。于是筆者隨機在本校200位學生中進行課堂探究問題的相關問卷調查，結果顯示如下。

通過對個別學生和老師進行面對面的訪談，分析、總結、歸納出小學科學探究設計存在不足的成因。

（一）問題設計浮于表面——深度思考不足，無法促進高階思維產生

問題設計所含知識點過于淺薄，無法做到有效深入，僅限于知道、理解等低階思維，很難促進學生高階思維能力的發展及對其深入學習產生助力。

（二）問題設計多而零散——聚焦重點不夠，沒有充分思考空間

教學中探究問題串的設計圍繞教學重難點有一條明確的主線，若是缺失則問題呈現零散，知識點缺乏關聯性與生長性，學生并不能通過探究問題來促進知識要點的提取和凝練。

（三）問題設計脫離實際——學生興趣度不高，學習熱情不濃

從調查結果來看，學生舉手發言或者探究參于其中的積極性不高。問題設計不貼近生活，沒有以解決真實問題為目的。無法調動學生的探究興趣，長此以往，學生對于問題串的探究會表現出明顯的倦怠感。

鑒于以上原因，基于真實教學與學情的要求，設計一系列真實生活化、角色情境化、精細階梯化及實時動態化的“探究問題串”，可以引導學生深入體驗探究過程，促進學生有效掌握科學觀念、提升其科學思維力和探究實踐力等科學素養，有助于學生高階思維能力的發展。

二、高階思維視域下的“探究問題串”設計策略

根據學生年齡與心理特征，圍繞探究目標，將“探究問題串”有機融合到學生的探究活動中，促進學生在探究的基礎上學會分析、評價和創造等思維。逐漸從低階思維向高階思維不斷發展，促進學生有效掌握科學核心觀念、提升其科學思維力和探究實踐力等科學核心素養。同時在該創新課堂模式下并提出四條“探究問題串”創新設計策略。

（一）接軌真實生活化設計，喚醒原有認知策略

陶行知先生指出“生活即教育”。很多教育問題都來自于真實生活，設計真實生活化探究問題串，貼近學生生活經驗，更可喚醒學生的原有認知，學生運用已有的知識去分析，并運用原有經驗解決真實的生活化問題。

例如，四年級上冊第三單元中“運動與摩擦力”一課中教學片段探究問題串設計見表1。

通過這樣的貼近生活的遞進式問題串，從生活入手讓學生幫老師解決搬運重物的問題，貼近生活，學生也會認真思考搬運的方法，也能快速吸引學生的注意力。緊接著出示搬運工具，讓學生說明搬運時的體驗是怎么樣的。最后，選擇搬運工具并說明選擇的理由。這三個問題從實際出發，層層遞進，是遞進式的問題串。通過一個實際生活情境的創設，激發學生的興趣與激情，讓學生獨立思考，通過觀察、體驗、分析解決該問題串。

（二）關注角色情境化設計，激活學生個性思維策略

在科學探究活動中，很多探究問題串可以基于角色本身創設真實的角色化情境，通過讓學生融入到某一角色，進行自我對話和思考，以主人翁的視角看問題，思考并解決問題。例如，教科版小學科學三下第二單元《動物的一生》中進行養蠶項目化設計，整個項目引導學生圍繞一個角色“我們都是養蠶小達人”開展活動。通過一個個項目子任務逐步推進，每個子任務都是讓學生置身于一個角色中，進行一定的探究問題串設計，具體設計見表2。

整個養蠶項目化任務可以分解為五個角色化情境子任務。五個任務中問題串的設計是相互并列的，每個任務中串種問題串的設計是遞進的。學生將自己置身于角色化中并結合自身經驗及該角色的特點進行個性化思考，讓其思維隨著角色化的問題進行改變，從而促進學生知識的構建及個性思維的發展。

（三）聚焦精細階梯化設計，搭建學習支架策略

研究表明，教師在設計或搭建探究問題串的時候要適當地進行干預，這對培養學生的高階思維能力至關重要。聚焦精細階梯化的問題串設計，是將問題串進行精細化串聯，實際上是為學生搭建了一個思維分級的腳手架，該探究問題串解決過程中思維呈現出一種由淺入深、環環相扣、層層遞進、螺旋上升的狀態。如教科版小學科學四年級下冊第二單元《電路》點亮小燈泡的教學片段探究問題串如表3。

教師在過程中為學生搭建思考的有效支架，讓學生通過自主實驗，展示被點亮的小燈泡。并讓學生觀察點亮的小燈泡的相同點，緊接著觀察不點亮的小燈泡的特點，并進一步分類。通過這樣的遞進問題串的設計，讓學生通過對比觀察分析點亮與不點亮的小燈泡，驅使學生由淺入深思考，在這樣的過程中思維逐步由低階向高階發展。

（四）把握實時動態化設計，拓展思維縱深策略

科學探究的過程是動態生成的過程，科學現象也不是一成不變的，認知的構建在科學探究的過程總有時候呈現一種動態的生成。在實際教學的過程中，創設問題過程中也會隨時出現新的問題，及時把握教學中出現的問題，生成探究問題串，讓學生的思維隨著思考動態的向外開花延伸。例如四年級上冊第一單元《聲音》中“聽聽聲音”的教學片段，探究問題串設計如表4。

三、小結

本文的“探究問題串”運用了遞進式、探究式、并列式和延展式這四種不同類型問題串的組合，整個過程中教師的教和學生的學形成一個學習共同體模式。在實際的教學過程中教師進行一系列“探究問題串”的精心的設計，不斷反思總結經驗，讓學生在科學探究活動中形成科學觀念，發展其科學思維，特別是對于分析、創造、評價的高階思維的發展，深入探究和實踐，形成科學態度和責任，進一步促進科學核心素養的發展。在之后的科學學習中我還會繼續探索“探究問題串”的應用，優化課堂教學，讓學生真正成為科學學習的主人。

參考文獻：

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

[2]鐘志賢，祝志賢.面向知識時代的教學設計框架-促進學習者發展[D].華東師范大學，2004.