試析遷移能力對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成的重要性

一、未來(lái)能力的需求與雛形

“充分發(fā)揮人文學(xué)科的獨(dú)特育人優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提升數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)等課程的育人價(jià)值。同時(shí)加強(qiáng)學(xué)科間的相互配合，發(fā)揮綜合育人功能，不斷提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力?！笔墙逃?《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中提出的 “五個(gè)統(tǒng)籌”工作任務(wù)之一。在此背景下，教育部落實(shí)中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，明確學(xué)生形成終身發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展必須具備的品格和關(guān)鍵能力。其中，在社會(huì)參與維度下對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的素養(yǎng)中包含技術(shù)運(yùn)用、解決問題能力的培育，這些也與小學(xué)科學(xué)的課程定位具有自上而下的聯(lián)系，《全日制義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出：“科學(xué)素養(yǎng)中需具備運(yùn)用科學(xué)技術(shù)知識(shí)處理實(shí)際問題的能力”。同時(shí)，在課程性質(zhì)中顯現(xiàn)出自下而上的聯(lián)系，即它用科學(xué)方式發(fā)現(xiàn)并解決問題的基礎(chǔ)性與實(shí)踐性，以及促進(jìn)全面運(yùn)用知識(shí)、融合各學(xué)科課程及技能領(lǐng)域面對(duì)實(shí)際疑難的綜合性。此外，在 《小學(xué)自然學(xué)科核心素養(yǎng)報(bào)告》中，學(xué)科核心素養(yǎng)的整體建構(gòu)包含運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與方法開展不同形式的科學(xué)探究和形成實(shí)踐能力。

經(jīng)上可見，知識(shí)技能的習(xí)得已不是科學(xué)課中唯一的重點(diǎn)，學(xué)生的未來(lái)更需要將知識(shí)與技能進(jìn)行運(yùn)用解決實(shí)際問題的遷移能力。并且，根據(jù)社會(huì)發(fā)展的綜合性、復(fù)雜性，單一的知識(shí)與技能已經(jīng)無(wú)法滿足即將面臨的具有多元性角度的問題，教師的課堂更應(yīng)從以學(xué)生經(jīng)驗(yàn)獲得、注重知識(shí)技能的運(yùn)用，以及生成性的整體觀層面進(jìn)行思考。

二、前期研究的探索與啟示

圍繞 “遷移能力”對(duì)國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)進(jìn)行探索后發(fā)現(xiàn)，一些前期研究中已經(jīng)論證遷移能力對(duì)學(xué)生未來(lái)成長(zhǎng)的重要性，筆者將其整理總結(jié)如下。

1.科學(xué)概念形成的關(guān)鍵點(diǎn)。皮亞杰關(guān)于建構(gòu)主義的基本觀點(diǎn)認(rèn)為，兒童是在與周圍環(huán)境相互作用的過(guò)程中逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的知識(shí)，從而使自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展的。兒童與環(huán)境的相互作用涉及兩個(gè)基本過(guò)程，即 “同化”與 “順應(yīng)”。任何知識(shí)與技能是人類在特定條件下，與周圍環(huán)境 “同化與順應(yīng)”的過(guò)程中建構(gòu)而成的。其中，“同化”是指改變環(huán)境以適應(yīng)自身，“順應(yīng)”是指改變自身以適應(yīng)環(huán)境，在此不斷地互相作用中，知識(shí)與技能順利獲得。

在 “同化與順應(yīng)”的平衡化期間，不論哪一個(gè)過(guò)程，遷移能力都起到關(guān)鍵作用。當(dāng)學(xué)生遇到一個(gè)新的學(xué)習(xí)情境（此處亦作為科學(xué)概念形成的大環(huán)境），學(xué)生調(diào)用已有經(jīng)驗(yàn)（不論是正確或者錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)）與環(huán)境相互作用，過(guò)程中正確經(jīng)驗(yàn)會(huì)幫助其同化環(huán)境解決問題，錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)會(huì)在適應(yīng)環(huán)境的期間被自我糾正形成正確概念，兩個(gè)步驟同時(shí)發(fā)生，使科學(xué)概念獲得建構(gòu)。

平衡化實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，調(diào)用已有經(jīng)驗(yàn)的舉動(dòng)是概念形成的第一步，也是關(guān)鍵舉措，這也即是遷移的發(fā)生。因此，在本能性調(diào)動(dòng)較弱的課堂，創(chuàng)造遷移能力調(diào)動(dòng)的機(jī)會(huì)與驅(qū)力，是科學(xué)概念形成的關(guān)鍵點(diǎn)。

2.思維能力發(fā)展的突破點(diǎn)。依據(jù)日內(nèi)瓦學(xué)派的兒童認(rèn)知發(fā)展理論，學(xué)生的思維能力隨著年齡增長(zhǎng)在四個(gè)認(rèn)知發(fā)展階段（感知運(yùn)動(dòng)階段、前運(yùn)算階段、具體運(yùn)算階段、形式運(yùn)算階段）不斷增長(zhǎng)。首先，嬰幼兒時(shí)期尋求外部刺激激發(fā)自身潛能的思維；接著，以自我為中心的表象思維逐漸發(fā)展，將自然界事物不可逆地單獨(dú)串聯(lián)；隨后，出現(xiàn)依賴具體實(shí)際操作與事物的邏輯運(yùn)算；最后，能夠單獨(dú)進(jìn)行抽象思維。

雖然，認(rèn)知理論給予每個(gè)發(fā)展階段一個(gè)年齡范圍，但同時(shí)又明確這些年齡的劃分是模糊的，思維的發(fā)展是連續(xù)發(fā)展的，外界適當(dāng)刺激能夠使思維發(fā)展獲得突破。結(jié)合維果次基最近發(fā)展區(qū)論發(fā)現(xiàn)，將學(xué)生置于一個(gè)能夠大于其認(rèn)知范圍但在其具備知識(shí)與技能解決的問題環(huán)境下，學(xué)生需要在新環(huán)境中 “求存”，邏輯及抽象思維將交替正向并進(jìn)。可見，“求存”過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)亦在知識(shí)技能的遷移。顯然，遷移能力也成為思維發(fā)展的突破點(diǎn)。

3.綜合素養(yǎng)培育的持續(xù)點(diǎn)。學(xué)生終究歸宿于社會(huì)生活，一切習(xí)得的知識(shí)與技能也將在真實(shí)生活中獲得檢驗(yàn)。社會(huì)生活的復(fù)雜性決定了學(xué)生無(wú)法在一個(gè)事件中只調(diào)動(dòng)一種能力，往往需要調(diào)動(dòng)各種能力，所以綜合素養(yǎng)尤其重要。遷移能力在此過(guò)程中成了綜合素養(yǎng)培育的不間斷可持續(xù)點(diǎn)，能夠幫助學(xué)生盡快地運(yùn)用正確方式，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)解決問題，并在過(guò)程中獲得新知、再次調(diào)用新知形成鞏固性已知，循環(huán)往復(fù)、生生不息。

三、教學(xué)實(shí)例的挖掘與表征

目前，許多教師在科學(xué)課中已經(jīng)意識(shí)到遷移能力對(duì)科學(xué)概念構(gòu)建、學(xué)生思維能力發(fā)展，以及綜合素養(yǎng)形成的作用與價(jià)值，并做出主動(dòng)嘗試。

課例一：《潛望鏡的秘密》。本課是上海市 “科教版”小學(xué)自然四年級(jí)第一學(xué)期的內(nèi)容，學(xué)生的認(rèn)知處于具體運(yùn)算階段中邏輯運(yùn)算階段，可以借助實(shí)物操作發(fā)揮其抽象思維。在本課中，學(xué)生需知曉潛望鏡具有潛望的功能在于其內(nèi)部?jī)蓧K按一定角度放置的平面鏡的作用，并且理解平面鏡對(duì)光的反射作用。

“光”實(shí)際易感受、難觸摸，具體存在卻又似抽象，教師為使學(xué)生充分理解平面鏡反射光的作用以及潛望鏡的工作原理，便設(shè)計(jì)了一項(xiàng)知識(shí)運(yùn)用的環(huán)節(jié)（遷移環(huán)節(jié)）。教師給予每個(gè)小組一個(gè)小迷宮、一個(gè)小物件、幾面小鏡子，要求學(xué)生在迷宮中設(shè)置鏡子的位置，要在入口處就能夠一眼看到小物件。這個(gè)活動(dòng)使學(xué)生在探索中將之前習(xí)得的潛望鏡相關(guān)知識(shí)進(jìn)行遷移，并加以鞏固，真正掌握相關(guān)概念。

課例二： 《食物鏈》。本課是上海市 “科教版”小學(xué)自然四年級(jí)第二學(xué)期的內(nèi)容，學(xué)生在認(rèn)知上已經(jīng)逐漸習(xí)慣邏輯運(yùn)算，能在實(shí)物操作下頻繁出現(xiàn)抽象思維。在本課中，學(xué)生需知道食物鏈的組成，理解并學(xué)會(huì)用箭頭表示食物鏈中能量的傳遞關(guān)系。

依據(jù)教材呈現(xiàn)的食物場(chǎng)景，分別為深海、草原、森林，這些地方的確富含生物，卻離學(xué)生的實(shí)際生活甚遠(yuǎn)。因此，教師將研究食物鏈的場(chǎng)景范圍變成小池塘、小花園與校園，貼近生活的實(shí)例，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也隨之提升，因?yàn)樽匀唤绮辉偈钦n本中那些要坐車、坐飛機(jī)才能到達(dá)的地方，而是只要仔細(xì)觀察就能發(fā)現(xiàn)奧秘的身邊。學(xué)生在這樣的設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)成效非常高，并且他們將所學(xué)本領(lǐng)遷移到小區(qū)、公園，遷移能力在這種看似無(wú)意的設(shè)計(jì)中起到關(guān)鍵作用。

課例三：《各種各樣的地形》。本課是上海市“科教版”小學(xué)自然五年級(jí)第一學(xué)期的內(nèi)容，學(xué)生在認(rèn)知上已經(jīng)能夠通過(guò)文字自行選擇器材，并進(jìn)行獨(dú)立思考。在本課中，學(xué)生需知道高原、平原、山地、丘陵、盆地等陸地地形以及海底地形的特征，并且能夠運(yùn)用對(duì)它們的認(rèn)識(shí)初步判斷一些自然景觀的地形。

依據(jù)教材與學(xué)生特征，學(xué)生完全能夠在數(shù)據(jù)、彩泥等器材的輔助中自主探索各種各樣地形的特征，但在判斷實(shí)際地形時(shí)會(huì)遇到困難。因此，教師采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，提供數(shù)據(jù)器材讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)地形特征，再共同研究實(shí)際地形，讓學(xué)生在自行習(xí)得的知識(shí)與技能進(jìn)行成功遷移的過(guò)程中，真正掌握關(guān)于地形特征的知識(shí)。

課例一以課堂為主陣地，學(xué)生充分理解工具的工作原理；課例二以身邊環(huán)境為研究場(chǎng)所，激發(fā)學(xué)生探索、關(guān)注生活；課例三以翻轉(zhuǎn)課堂為入口，使學(xué)生在運(yùn)用中成長(zhǎng)。這三個(gè)課例，充分反映出在課堂中設(shè)置遷移環(huán)節(jié)，能給予學(xué)生運(yùn)用新知識(shí)的機(jī)會(huì)，提高學(xué)習(xí)成效。

四、遷移能力的內(nèi)涵與外延

經(jīng)過(guò)對(duì)諸多學(xué)者前期研究的分析以及教師課堂常態(tài)中實(shí)例的挖掘，遷移能力的確具有至關(guān)緊要的作用，下文從其內(nèi)涵與外延在科學(xué)課堂中的定位加以論述。

1.遷移能力的內(nèi)涵。遷移，從字面解釋是從一個(gè)地方到另一個(gè)地方；在心理學(xué)層面，是指一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響，或是一種情境中獲得的知識(shí)與技能對(duì)另一種情境中知識(shí)與技能構(gòu)建的影響。

小學(xué)科學(xué)作為一門具有啟蒙性、綜合性與體驗(yàn)性的學(xué)科，旨在培養(yǎng)學(xué)生知曉科學(xué)技術(shù)與社會(huì)關(guān)系、掌握基本科學(xué)方法、認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)、具有科學(xué)精神、運(yùn)用科學(xué)解決生活及社會(huì)問題的科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，通過(guò)本學(xué)科的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠發(fā)展學(xué)習(xí)、思維、實(shí)踐及創(chuàng)新等多方面的能力。

這些素養(yǎng)與能力形成的載體是科學(xué)概念，學(xué)生在構(gòu)建概念的過(guò)程中逐漸使其發(fā)展。由于科學(xué)概念的普遍性，每一種新概念的形成一定牽涉遷移的發(fā)生。如果此時(shí)采用有效的教學(xué)方式，關(guān)注知識(shí)之間的關(guān)系，充分調(diào)動(dòng)遷移的正向因素，使其為新概念服務(wù)，便能夠逐漸塑造以明線為概念構(gòu)建的過(guò)程中將暗線發(fā)展的各類素養(yǎng)與能力。

2.遷移能力的外延。遷移能力的觸發(fā)器在課堂本身，能夠幫助概念構(gòu)建中能力素養(yǎng)的形成，下一步則須將其拓寬領(lǐng)域，延伸至課堂的外部。

科學(xué)課堂雖以自然科學(xué)內(nèi)容為主體，但并不將大千世界全盡覆蓋，因此在課堂中習(xí)得的能力素養(yǎng)是關(guān)鍵點(diǎn)，將其遷移至課堂以外的生活世界乃至離生活較為遙遠(yuǎn)的自然界，發(fā)現(xiàn)、解決、修正問題才是對(duì)學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的能力的培育。并且，此類遷移并不再是單一的為某一概念習(xí)得而去調(diào)動(dòng)另一科學(xué)概念，它可能涉及多種知識(shí)、技能，具有復(fù)雜性與綜合性。由此可見，形成調(diào)動(dòng)多元性的遷移能力也是重要的。在確保學(xué)生能夠在課堂調(diào)動(dòng)遷移能力的前提下，合理應(yīng)用、設(shè)計(jì)課外具有綜合性的探究活動(dòng)，使學(xué)生能夠在復(fù)雜問題中主動(dòng)遷移對(duì)其未來(lái)發(fā)展具有實(shí)質(zhì)性幫助。

除此，當(dāng)學(xué)生的遷移能力真正獲得塑造、成熟后，學(xué)生應(yīng)能在各種知識(shí)與技能之間形成良好的遞進(jìn)式循環(huán)網(wǎng)。此時(shí)，一切的已知形成一張螺旋上升的神經(jīng)性網(wǎng)絡(luò)，已有認(rèn)知是交織點(diǎn)，遷移能力是交叉連接線。遇到新問題時(shí)，能夠主動(dòng)地投入科學(xué)探究中，快速觸發(fā)遷移能力，啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)后達(dá)成問題解決、能力獲得，最終通達(dá)新的交織點(diǎn)，不斷循環(huán)。

遷移能力是科學(xué)概念形成的關(guān)鍵點(diǎn)、思維能力發(fā)展的突破點(diǎn)、綜合素養(yǎng)培育的持續(xù)點(diǎn)。當(dāng)前科學(xué)課堂教師應(yīng)高度關(guān)注遷移能力，以提高教學(xué)成效，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，使其更適應(yīng)未來(lái)社會(huì)。

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