建構“1+X”課程群 培育學生類型化思維

〔摘" "要〕" 本文以小學科學教育為背景，針對六年級學生開展實證研究，深入剖析課程群各組成部分如何通過多樣化教學策略與活動，有效促進學生在科學學習中類型化思維的形成與發(fā)展，包括分類、歸納、推理與創(chuàng)新等多維度能力的提升，進而為科學教育領域培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)與創(chuàng)新能力提供理論依據(jù)與實踐范例，并探討了“1+X”課程群的構建與學生科學類型化思維的培育。

〔關鍵詞〕" 小學科學；“1+X”課程群；類型化思維；教學實踐

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 11" " 010-003

正如諸多教育學者所強調，科學思維能力是學生理解科學知識、解決科學問題以及進行科學創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。類型化思維作為科學思維的重要組成部分，能幫助學生對復雜的科學現(xiàn)象、事物及概念進行分類整理、歸納概括，進而依據(jù)類型特征展開推理與創(chuàng)新。六年級作為小學科學知識逐步深化、學生思維由具象向抽象過渡的關鍵學段，引入“1+X”課程群模式，恰似構建了一座思維培育的橋梁，引導學生系統(tǒng)地形成、發(fā)展科學類型化思維，使其在科學學習的征程中更具洞察力與創(chuàng)造力，為后續(xù)更高層次的科學學習奠定基礎。

一、“1+X”課程群的建構與學生科學類型化思維的培育策略

（一）“1”——基礎課程：夯實科學類型化思維的基石

六年級科學基礎課程蘊含系統(tǒng)的科學知識體系，為培育學生科學類型化思維提供了不可或缺的源泉。以“物質的變化”單元為例，通過對蠟燭燃燒、鐵生銹、水的三態(tài)變化等現(xiàn)象的觀察，學生開始區(qū)分物理變化和化學變化的特征。在這一過程中，學生不僅掌握了物質變化的相關知識，更在潛移默化中學會依據(jù)特定標準對物質變化現(xiàn)象進行分類，初步構建起科學類型化思維的框架，領悟到分類是深入理解科學現(xiàn)象本質的有效途徑，為后續(xù)課程中科學類型化思維的拓展與深化筑牢根基。

（二）“X”——拓展課程：多維度拓展科學類型化思維

1.科學探究拓展課程：深化科學類型化思維的實踐路徑

以“植物的適應性”為例。教師組織學生開展對不同環(huán)境中植物形態(tài)結構與生理特征的探究。在該實踐中，教師運用以下多種教學策略。

特征對比策略：對比沙漠植物與水生植物，沙漠植物通常具有肉質莖、針狀葉、發(fā)達的根系等特征以適應干旱環(huán)境；水生植物則多有通氣組織發(fā)達、葉片大且薄、根系不發(fā)達等適應水生環(huán)境的特征。通過這種鮮明的特征對比，學生可清晰地識別不同類型植物的適應性特征差異，強化分類思維，提升依據(jù)特征進行分類的能力。

環(huán)境關聯(lián)策略：在研究山地植物時，學生發(fā)現(xiàn)隨著海拔高度的變化，植物的種類、形態(tài)結構和生理特征也發(fā)生相應變化。從山腳到山頂，植被類型可大致分為闊葉林、針葉林、高山草甸等，學生分析不同植被類型與溫度、光照、水分等環(huán)境因素的關聯(lián)，并據(jù)此對植物進行分類整理，可進一步培養(yǎng)歸納推理能力，深入理解科學類型化思維在解釋自然現(xiàn)象中的應用。

數(shù)據(jù)整合策略：學生分組收集對比熱帶植物與溫帶植物的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)熱帶植物葉片面積較大、氣孔密度較高以適應高溫多雨環(huán)境；溫帶植物葉片相對較小、氣孔密度適中。通過數(shù)據(jù)整合與分類分析，學生從量化角度深化對植物類型的認識，可提升科學類型化思維的科學性與準確性。

2.科技創(chuàng)意制作課程：激發(fā)科學類型化思維的創(chuàng)新活力

以“創(chuàng)意太陽能裝置”科技創(chuàng)意制作課程為例。教師為學生提供了將科學類型化思維與創(chuàng)新實踐有機融合的平臺。教師給定太陽能應用的主題后，采用以下教學方法。

原理分類法：太陽能熱水器利用光熱轉換原理將太陽能轉化為熱能；太陽能電池板則基于光電轉換原理將太陽能轉化為電能。學生通過對這些原理的分類學習，構建起不同類型太陽能裝置的知識體系，為后續(xù)創(chuàng)意設計奠定理論基礎，明確不同類型裝置在能量轉換方面的本質區(qū)別，從而在設計時能夠依據(jù)需求精準選擇合適的原理類型進行創(chuàng)新應用。

功能拓展法：太陽能裝置從能量輸出功能可分為電能輸出裝置、熱能輸出裝置；從應用場景可分為家用太陽能裝置、工業(yè)用太陽能裝置、戶外便攜太陽能裝置等。對于戶外便攜太陽能裝置，考慮到其便攜性要求，學生在設計時會選擇輕質、可折疊的材料，優(yōu)化結構以減小體積，同時保證太陽能轉化效率，在這一過程中充分運用科學類型化思維進行功能分類與設計創(chuàng)新。

原型創(chuàng)新法：在設計家用太陽能照明裝置時，學生結合太陽能電池板與智能照明系統(tǒng)的特點，創(chuàng)新性地引入光感傳感器與儲能裝置，使照明裝置能夠根據(jù)環(huán)境光線自動調節(jié)亮度并在夜間持續(xù)供電。學生突破傳統(tǒng)設計模式，靈活運用不同類型知識與技能，充分激發(fā)科學類型化思維的創(chuàng)新潛力，創(chuàng)造出具有獨特功能與應用價值的作品。

3.科學閱讀與表達課程：提升科學類型化思維的表達與整合能力

在科學閱讀與表達課程中，教師精心挑選一系列與科學分類相關的科普讀物，運用以下教學方式。

框架構建法：學生閱讀過程中，教師引導其構建科學分類框架。以動物分類為例，以“動物界”為頂層框架，逐步細分到門、綱、目、科、屬、種等層級，將每種動物的形態(tài)特征、生活習性、繁殖方式等信息填充到相應框架節(jié)點中。通過這種方式，系統(tǒng)梳理動物分類，形成清晰的科學類型化思維框架，提高對知識的整合與分類能力。

實例剖析法：教師在講解昆蟲分類時，以蝴蝶和蜜蜂為例，詳細對比它們在身體結構、生活習性、社會行為等方面的異同點。通過對具體實例的深度分析，學生更加準確地把握昆蟲分類的關鍵特征與依據(jù)，提升分類思維的精準性與邏輯性，學會從細節(jié)中識別不同類型生物的本質差異并進行合理分類。

表達深化法：閱讀后，教師布置“探索科學分類之美”主題任務，要求學生選擇自己感興趣的領域，運用科學類型化思維方法撰寫科普短文。一位學生在描寫生態(tài)系統(tǒng)類型時，詳細介紹了森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)等的生物組成、能量流動、物質循環(huán)特點以及它們在地球生態(tài)平衡中的獨特作用。通過這樣的表達訓練，學生不僅加深了對科學知識的理解與記憶，更在文字表達中不斷提升科學類型化思維的邏輯性、條理性與系統(tǒng)性，學會用準確、精練的語言將復雜的科學類型化信息有效地傳遞給他人，實現(xiàn)思維與表達的協(xié)同發(fā)展。

二、研究方法與實施過程

（一）研究對象：平行班級的精準選取與對照設置

本研究選定本校六年級四個平行班級作為研究對象。其中兩個班級設定為實驗班，全面推行“1+X”課程群教學模式，著重培養(yǎng)學生科學類型化思維；另兩個班級作為對照班，沿用傳統(tǒng)小學科學課程教學方法。在實驗啟動前，綜合評估四個班級學生在基礎科學知識掌握水平、思維能力以及學習態(tài)度等多方面的狀況，并借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析確保四個班級在各項指標上無顯著差異，為后續(xù)嚴謹?shù)膶Ρ妊芯恐胃懦渌麩o關因素對研究結果的干擾，使研究聚焦于“1+X”課程群對學生科學類型化思維培育的影響。

（二）研究工具：多維度評估科學類型化思維發(fā)展水平

1.科學類型化思維測試量表：精準量化思維成長軌跡

編制小學六年級學生的科學類型化思維測試量表，涵蓋分類準確性、分類依據(jù)闡述的邏輯性、基于類型的推理能力深度、類型創(chuàng)新應用的靈活性（如下表）。在實驗前與實驗后分別對四個班級學生進行系統(tǒng)測試，使其能夠準確捕捉學生科學類型化思維在不同階段的細微變化與成長態(tài)勢。

2.學習過程觀察記錄：動態(tài)捕捉思維發(fā)展細節(jié)

在實驗班，教師對學生課堂表現(xiàn)、小組討論、實驗操作等學習活動進行觀察，記錄學生運用科學類型化思維解決實際問題的表現(xiàn)，深入分析后洞察學生科學類型化思維的形成機制與發(fā)展脈絡，真實反映學生在日常學習進程中科學類型化思維的實際運用與動態(tài)發(fā)展情況，與測試量表的靜態(tài)評估相互補充，共同構建起全面、立體的學生科學類型化思維評估體系。

（三）實施過程：課程教學的有序推進與資源保障

在一個學期內，實驗班嚴格遵循“1+X”課程群教學方案推進教學，每周合理規(guī)劃教學時間分配，確保學生在扎實掌握科學基礎知識的同時，有機會在拓展課程中深度培育科學類型化思維。對照班則依照傳統(tǒng)教學大綱與既定進度實施常規(guī)教學，聚焦于科學知識的傳授與簡單應用，缺乏對學生科學類型化思維的系統(tǒng)性培養(yǎng)。為切實保障實驗班“1+X”課程群教學的順利實施與高質量開展，學校提供豐富多彩的教學資源支持，營造優(yōu)越的教育環(huán)境，確保“1+X”課程群的教學理念與方法能夠有效落地生根。

三、研究結果與分析

（一）科學類型化思維測試成果：課程群顯著促進思維提升

實驗前，四個班級學生在科學類型化思維測試量表各維度得分相近，處于相對均衡狀態(tài)。一個學期實踐后，實驗班學生在科學類型化思維測試量表各維度得分均有顯著提升，與對照班形成鮮明對比。在分類準確性維度，實驗班平均得分從實驗前的1.98分大幅躍升至2.85分；分類依據(jù)闡述維度，得分從2.11分顯著提高到2.65分；基于類型的推理能力維度，得分增長突出，從1.78分提升至2.75分；類型創(chuàng)新應用維度進步顯著，從2.04分上升至2.75分。“1+X”課程群在科學思維培育方面的獨特價值與顯著優(yōu)勢如下圖。

（二）學習過程觀察分析：思維發(fā)展呈現(xiàn)動態(tài)進階

課程初期學生面對科學分類任務時，多局限于依據(jù)單一、直觀的特征進行簡單分類，分類依據(jù)闡述粗糙、不夠全面，基于類型的推理與創(chuàng)新應用能力薄弱。伴隨課程逐步深入推進，在經(jīng)歷多次不同類型探究活動、創(chuàng)意制作項目以及閱讀表達訓練后，他們開始能夠綜合運用多種特征進行精準分類，分類依據(jù)闡述更加準確、詳盡且富有邏輯性，并且能夠基于已構建的類型體系進行復雜推理與創(chuàng)新應用。

四、結論與展望：研究成果總結與未來研究方向

“1+X”課程群在培育學生科學類型化思維方面發(fā)揮著極為關鍵的作用，為科學教育中培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)與創(chuàng)新能力開辟了一條行之有效的路徑。通過精心構建的課程體系以及系統(tǒng)嚴謹?shù)慕虒W實施與評估，學生科學類型化思維在分類、歸納、推理與創(chuàng)新等多維度均取得令人矚目的顯著提升，且在學習過程中呈現(xiàn)出從低階思維向高階思維逐步演進的良好發(fā)展態(tài)勢。

在研究與實踐進程中，我們亦認識到存在的有待深入探索與妥善解決的問題。例如：如何更加精準地依據(jù)學生個體差異設計“1+X”課程群中的拓展課程內容，以實現(xiàn)對不同學生科學類型化思維發(fā)展的個性化精準培育；如何進一步優(yōu)化課程群中各課程之間的銜接與融合機制，使科學類型化思維的培養(yǎng)更加連貫、高效且系統(tǒng)；如何全方位加強教師在類型化思維教學方面的專業(yè)素養(yǎng)提升，確保課程群教學質量的持續(xù)提高等。

展望未來，我們將持續(xù)關注學生的長期發(fā)展，建立跟蹤評估機制，深入研究小學階段類型化思維培養(yǎng)對學生未來中學乃至更高層次科學學習與創(chuàng)新能力發(fā)展的深遠影響，為小學科學教育改革與拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)事業(yè)貢獻更多的智慧與力量，引領學生在科學探索的道路上不斷砥礪前行，開啟一扇扇通往科學創(chuàng)新殿堂的大門。

參考文獻

[1]楊清.學校課程群構建：為何、是何與如何[J].教育理論與實踐，2023（34）：40-44.