基于學(xué)習(xí)進(jìn)階思維型探究的“電”單元教學(xué)思考

〔摘" "要〕" 科學(xué)思維是小學(xué)科學(xué)核心素養(yǎng)中的核心，而科學(xué)探究活動(dòng)是其重要載體。本文旨在通過“電”單元教學(xué)，提出一種基于進(jìn)階式學(xué)習(xí)的策略，提升小學(xué)思維型科學(xué)探究設(shè)計(jì)的有效性。通過設(shè)計(jì)一系列進(jìn)階式的思維型科學(xué)探究活動(dòng)，促使學(xué)生逐步深入科學(xué)領(lǐng)域，將感性認(rèn)知與理性認(rèn)知相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的深度培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)其科學(xué)思維的發(fā)展，并全面提升他們的核心素養(yǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕" "小學(xué)科學(xué)；學(xué)習(xí)進(jìn)階；思維型科學(xué)探究

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）14" " 0052-03

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出了四個(gè)方面的核心素養(yǎng)發(fā)展要求，即科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任。在這些素養(yǎng)要求中，特別強(qiáng)調(diào)了科學(xué)思維在小學(xué)科學(xué)教育中的核心地位。

學(xué)習(xí)進(jìn)階是指學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)對某一主題的學(xué)習(xí)逐步深化和深入探究的過程。基于這一理論，通過設(shè)計(jì)小學(xué)思維型科學(xué)探究教學(xué)，幫助學(xué)生獲得有意義的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，推進(jìn)他們的科學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)的提高。教學(xué)設(shè)計(jì)可包括創(chuàng)設(shè)有趣的情境，鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè)并進(jìn)行質(zhì)疑，開展實(shí)踐探索并尋找證據(jù)，以提升學(xué)生的科學(xué)思維。這些具體策略將有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，并激發(fā)其對科學(xué)的興趣。

一、學(xué)習(xí)進(jìn)階與思維型科學(xué)探究

（一）學(xué)習(xí)進(jìn)階

學(xué)習(xí)進(jìn)階是一個(gè)連貫和漸進(jìn)的思維方式描述，指學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)對某一主題的學(xué)習(xí)逐步深入的過程。這個(gè)概念源于《加拿大科學(xué)數(shù)學(xué)與技術(shù)教育雜志》，并得到了美國國家研究理事會(huì)的權(quán)威界定。學(xué)習(xí)進(jìn)階理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在持續(xù)認(rèn)知建構(gòu)中逐步深化對核心概念的理解，是學(xué)習(xí)持續(xù)發(fā)展的表現(xiàn)。

（二）科學(xué)探究

科學(xué)探究是獲取科學(xué)真理和知識的過程，涵蓋提出問題、搜集資料、做出假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或?qū)嵉赜^察、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論以及展開進(jìn)一步研究環(huán)節(jié)。思維型科學(xué)探究則專注于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，強(qiáng)調(diào)發(fā)展批判性思維、創(chuàng)造性解決問題的技能，以及對科學(xué)概念和原理的深刻理解。

二、基于學(xué)習(xí)進(jìn)階思維型科學(xué)探究教學(xué)的設(shè)計(jì)

（一）分析學(xué)情找準(zhǔn)核心概念，進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)階頂層設(shè)計(jì)

2017年版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確列出18項(xiàng)學(xué)科大概念，強(qiáng)調(diào)圍繞大概念來架構(gòu)教學(xué)體系。學(xué)習(xí)進(jìn)階理論指出，科學(xué)教學(xué)需以核心概念為中心進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，由此實(shí)現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知由淺入深。基于此，在進(jìn)行小學(xué)思維型科學(xué)探究設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)仔細(xì)分析教材與課程教學(xué)目標(biāo)，立足教材內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情，系統(tǒng)梳理科學(xué)概念與探究活動(dòng)的對應(yīng)關(guān)系，這是實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的核心邏輯。

以教科版科學(xué)四年級下冊“電”單元教學(xué)為例。教材內(nèi)容分析表明，“電流”是該單元的核心概念，由此衍生出其他概念，如電源、電路、閉合回路、導(dǎo)體、絕緣體等。因此，教師需要抓住“電流”這一核心概念進(jìn)行與電相關(guān)的思維進(jìn)階探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)。

（二）分析學(xué)生思維，鞏固學(xué)習(xí)進(jìn)階基礎(chǔ)

學(xué)生通常會(huì)在未經(jīng)引導(dǎo)的情況下保持“內(nèi)隱”的思維模式，即他們已有的知識和能力往往不會(huì)自發(fā)地展現(xiàn)出來。維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論將學(xué)生的發(fā)展水平劃分為當(dāng)前水平和潛在水平，兩者之間的差距即為最近發(fā)展區(qū)。因此，在小學(xué)思維型科學(xué)探究設(shè)計(jì)中，了解學(xué)生的現(xiàn)有水平并找到他們的發(fā)展?jié)摿Γ梢詭椭覀兏玫卦O(shè)計(jì)和引導(dǎo)思維型科學(xué)探究活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。

教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過思考、表達(dá)和繪畫等方式，展示他們的思維過程，為后續(xù)針對學(xué)生思維盲點(diǎn)和難點(diǎn)的科學(xué)探究設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。如，教師可以讓學(xué)生回憶學(xué)校和家里的電燈是如何安裝的。在這一過程中，學(xué)生用語言呈現(xiàn)自己的思維，把膚淺、零散和模糊的想法進(jìn)行整理，實(shí)現(xiàn)從凌亂到有序、從零散到完整、從模糊到清晰的轉(zhuǎn)變，這也是從形象思維向抽象思維發(fā)展的過程。

（三）制定教學(xué)目標(biāo)，找準(zhǔn)學(xué)習(xí)進(jìn)階節(jié)點(diǎn)

學(xué)生的認(rèn)知過程是十分復(fù)雜的，在思維發(fā)展的過程中，需要不斷地進(jìn)行自我博弈，出現(xiàn)反復(fù)。教師在教學(xué)中應(yīng)基于學(xué)情與學(xué)科特點(diǎn)，分層設(shè)定教學(xué)目標(biāo)（單元、課時(shí)、活動(dòng)目標(biāo)），構(gòu)建階梯式的教學(xué)設(shè)計(jì)框架，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維的系統(tǒng)化發(fā)展。科學(xué)探究方案需明確能力發(fā)展指向，每一個(gè)方案聚焦一個(gè)特定的探究維度，如觀察記錄、假設(shè)驗(yàn)證等能力進(jìn)階。比如，在“電”單元，學(xué)生需描述某些材料的透光性和導(dǎo)電性，并說明其主要用途；了解構(gòu)成電路的電源、導(dǎo)線、用電器和開關(guān)；知道某些材料是導(dǎo)體，某些是絕緣體；列舉電的重要用途，以及了解交流電對人體的傷害和如何安全用電等。

（四）精心組織探究活動(dòng)，搭建學(xué)習(xí)進(jìn)階的臺階

創(chuàng)情境，激發(fā)思維積極性。在講授《簡單電路》一課時(shí)，教師可以通過多媒體進(jìn)行課程導(dǎo)入，展示晚上街道上五光十色、燈火輝煌的場景，并引出問題：“你們知道這些燈是如何被點(diǎn)亮的嗎？”接著，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生親自動(dòng)手搭建簡單電路，讓他們親身體驗(yàn)電流的工作原理，從而巧妙地激發(fā)學(xué)生的思維并促進(jìn)他們的思維發(fā)展。

這一情境創(chuàng)設(shè)通過展示吸引人的場景，帶出引人入勝的問題，以及實(shí)際操作搭建電路的方式，由此激發(fā)學(xué)生對電路知識的興趣。同時(shí)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，有助于加深他們對電流和電路的理解，促進(jìn)思維的活躍和發(fā)展。

敢猜想，培養(yǎng)思維靈活性。教師向?qū)W生介紹電的概念，例如電的基本性質(zhì)和日常應(yīng)用，之后設(shè)計(jì)探究活動(dòng)鼓勵(lì)學(xué)生提出和討論對電的認(rèn)知和猜想。例如，教師可以提供一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，包括電池、導(dǎo)線和小燈泡，并鼓勵(lì)學(xué)生猜想不同材料對電的傳導(dǎo)能力，如金屬、木頭、塑料等。學(xué)生將嘗試用這些不同的材料連接電池和燈泡，觀察燈泡的發(fā)光情況，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然后，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分組或全班討論，梳理各種材料對電的傳導(dǎo)能力，對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果并理解其中的道理。

通過這種探究互動(dòng)，學(xué)生將有機(jī)會(huì)根據(jù)自己的猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而鍛煉他們的觀察力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和思維能力。同時(shí)，這樣的活動(dòng)也能培養(yǎng)學(xué)生勇于探索和提出假設(shè)的科學(xué)精神，激發(fā)他們的興趣和好奇心，使學(xué)習(xí)過程更加活躍和生動(dòng)。

勇質(zhì)疑，發(fā)展思維批判性。在教學(xué)小學(xué)科學(xué)中“電”單元時(shí)，為了鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑和驗(yàn)證電的傳導(dǎo)情況。

具體做法為：設(shè)計(jì)一個(gè)小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，將一個(gè)簡單電路分成數(shù)個(gè)部分，讓學(xué)生提出假設(shè)并推測哪些部分會(huì)影響電路的通路。比如，使用不同材質(zhì)的導(dǎo)線或者斷開電路中的某一部分進(jìn)行猜想。學(xué)生利用提供的實(shí)驗(yàn)器材，根據(jù)自己的猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，找到并驗(yàn)證電的傳導(dǎo)通路。在這個(gè)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，了解電的傳導(dǎo)規(guī)律，并引導(dǎo)他們對實(shí)驗(yàn)過程中的發(fā)現(xiàn)提出更多的疑問，進(jìn)而用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。依據(jù)這一探究路徑，學(xué)生系統(tǒng)梳理研究邏輯鏈，明確證據(jù)采集方向，實(shí)證思維能力在問題解決中得到發(fā)展。

勤實(shí)踐，提升思維深刻性。實(shí)踐是提升學(xué)生思維深刻性的重要途徑之一，因此讓學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行實(shí)際嘗試，以驗(yàn)證原有的觀念和假設(shè)，是科學(xué)教育中的重要原則之一。

在探究點(diǎn)亮小燈泡的方法時(shí)，學(xué)生自發(fā)地探索并嘗試不同的連接方式，這有助于激發(fā)他們的好奇心和探究欲望。為了加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，教師可以要求學(xué)生將嘗試過的連接方式用電路圖的形式記錄下來，這有助于他們從具象思維向抽象思維的過渡，并促進(jìn)其對科學(xué)模型的構(gòu)建以及理論觀念的形成。這樣的學(xué)習(xí)過程，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和問題解決能力，還加深了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)和概念的理解，對學(xué)生的思維深化起到了積極的作用。

（五）指向?qū)W科大概念，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展

經(jīng)由探究和實(shí)踐獲得豐富信息后，教師引導(dǎo)學(xué)生對信息進(jìn)行整理、交流和研討。在探究電路圖的活動(dòng)中，學(xué)生經(jīng)過觀察和分析，有了一些重要發(fā)現(xiàn)：能夠點(diǎn)亮小燈泡的電路圖展示了電流從電池的正極流出，經(jīng)過小燈泡后返回到電池的負(fù)極，并確立了閉合回路所需的特征。在此過程中，學(xué)生逐步懂得了閉合回路的基本特征，同時(shí)理解了電能轉(zhuǎn)換的重要概念。這一過程不僅幫助學(xué)生探尋事物隱藏的規(guī)律和特征，也促進(jìn)了他們的思維發(fā)展和概念的建構(gòu)。

（六）注重階段性評價(jià)，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的動(dòng)態(tài)評價(jià)

階段性評價(jià)應(yīng)采用教師評價(jià)、學(xué)生自評與互評相結(jié)合的方式，強(qiáng)調(diào)形成性評價(jià)理念。評價(jià)維度需覆蓋探究興趣與習(xí)慣、過程與方法運(yùn)用、能力發(fā)展水平及成果完成度四個(gè)層面，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的動(dòng)態(tài)評價(jià)。

針對“電”單元的評價(jià)范圍包括學(xué)生在電路知識學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、故障排查能力及電流模型推理思維等方面的表現(xiàn)。評價(jià)內(nèi)容可根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)具體的評價(jià)項(xiàng)目，包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。同時(shí)，在不同學(xué)習(xí)階段設(shè)置不同的評價(jià)節(jié)點(diǎn)，確保對學(xué)生探究能力的動(dòng)態(tài)評價(jià)和教學(xué)過程的有效調(diào)整。這樣的階段性評價(jià)方案，有助于全面評價(jià)學(xué)生在“電”單元學(xué)習(xí)中的探究表現(xiàn)，為教學(xué)提供有針對性的指導(dǎo)和支持，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)動(dòng)力。

三、幾點(diǎn)思考

（一）基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的思維型科學(xué)探究活動(dòng)應(yīng)以科學(xué)概念為載體

通過科學(xué)概念，學(xué)生在探究活動(dòng)中可以深入理解和應(yīng)用科學(xué)知識。科學(xué)概念是學(xué)科認(rèn)知的基石，指導(dǎo)學(xué)生通過現(xiàn)象解析建構(gòu)知識體系，從而促進(jìn)科學(xué)思維與批判性分析能力的協(xié)同發(fā)展。因此，科學(xué)概念的深入學(xué)習(xí)，能幫助學(xué)生進(jìn)行批判性思考、問題解決和科學(xué)探究，其作為學(xué)習(xí)的核心載體，能有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣，促進(jìn)其運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力發(fā)展。

以教科版二年級上冊《觀察月相》與三年級下冊的《月相變化的規(guī)律》為例。這兩課雖分屬不同年級，但存在認(rèn)知發(fā)展的關(guān)聯(lián)——前期的月相觀察為后期規(guī)律總結(jié)奠定實(shí)證基礎(chǔ)。基于課程標(biāo)準(zhǔn)，教師應(yīng)精準(zhǔn)定位各階段的目標(biāo)，通過確立核心概念框架，如天體運(yùn)行規(guī)律，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知水平拓展知識學(xué)習(xí)，如月相形態(tài)、周期性變化、成因分析，形成有機(jī)的科學(xué)概念體系，以幫助學(xué)生更全面地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求。

（二）采用進(jìn)階式的培養(yǎng)方法，使學(xué)生的科學(xué)思維能力持續(xù)發(fā)展

教師在針對同一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)探究活動(dòng)時(shí)，應(yīng)基于學(xué)生探究能力的發(fā)展水平構(gòu)建進(jìn)階式的培養(yǎng)路徑。例如，在二年級《觀察月相》課程教學(xué)中，通過組織月相觀測記錄活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和描述能力，以及培養(yǎng)其對觀察結(jié)果初步解釋和思考的能力。在三年級下冊的《月相變化的規(guī)律》課程教學(xué)中，可以通過更加深入的實(shí)踐和分析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解月相變化背后的科學(xué)規(guī)律，并幫助他們進(jìn)行更系統(tǒng)性、更深入的思考，從而培養(yǎng)更高級的科學(xué)思維能力，如推理、歸納和推斷能力。

通過這種漸進(jìn)式的教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在不同階段逐步提升科學(xué)思維能力，由最初的觀察和描述，逐步轉(zhuǎn)化為深入理解和分析，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維能力的持續(xù)發(fā)展。

小學(xué)思維型科學(xué)探究必須與學(xué)習(xí)進(jìn)階理論相結(jié)合。基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的小學(xué)思維型科學(xué)探究設(shè)計(jì)是系統(tǒng)性的教學(xué)實(shí)踐，其核心在于通過良好的課堂教學(xué)效果推動(dòng)學(xué)科教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。教師需強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)，跟蹤學(xué)習(xí)進(jìn)階的理論發(fā)展趨勢，創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)策略，從而推動(dòng)學(xué)生在科學(xué)思維和探究能力方面不斷進(jìn)步，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的整體提升。

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