思維型教學(xué)與學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)

全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展對人才素質(zhì)提出了更高的要求。為培養(yǎng)具有自我學(xué)習(xí)、自我創(chuàng)新的高素質(zhì)人才，世界各國圍繞核心素養(yǎng)進(jìn)行課程與教學(xué)改革，我國新課程改革也將提高學(xué)生的核心素養(yǎng)作為重要目標(biāo)。科學(xué)課程強(qiáng)調(diào)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，要求學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法，提高批判性思維能力、創(chuàng)造性思維能力以及與他人合作交流的能力。這與思維型課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的目標(biāo)是一致的。建構(gòu)并實(shí)施科學(xué)學(xué)科思維型教學(xué)模式，可以切實(shí)提高科學(xué)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量，落實(shí)國家核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

思維型課堂教學(xué)原理認(rèn)為：課堂教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)動機(jī)激發(fā)、認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、自我監(jiān)控、應(yīng)用遷移，課堂教學(xué)應(yīng)具備以誘發(fā)思維動機(jī)為特征的教學(xué)導(dǎo)入，以引發(fā)思維動力為特征的教學(xué)過程，以思維監(jiān)控為特征的教學(xué)反思和以抽象概括為特征的應(yīng)用遷移?；谒季S型課堂教學(xué)原理的核心思想和基本特征，基于學(xué)生科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，基于義務(wù)教育階段科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)容，我們演繹出了三種思維型科學(xué)學(xué)科教學(xué)模式：思維型概念學(xué)習(xí)教學(xué)模式、思維型科學(xué)探究教學(xué)模式和思維型問題解決教學(xué)模式。

思維型概念學(xué)習(xí)教學(xué)模式

科學(xué)概念是科學(xué)學(xué)科知識體系中最基本的構(gòu)成要素，是學(xué)生理解周圍客觀世界的基礎(chǔ)。思維型概念學(xué)習(xí)教學(xué)模式針對概念的理解和應(yīng)用，在教學(xué)中主要用于具體概念和概念屬性的學(xué)習(xí)。相對于傳統(tǒng)的概念教學(xué)，本教學(xué)模式重視在學(xué)生充分感知的過程中發(fā)展歸納概括能力，在互動交流過程中發(fā)展邏輯思維能力，在反思評價中發(fā)展對知識模糊性的理解力和包容力。本模式能夠幫助學(xué)生形成對科學(xué)概念的正確理解，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和思維品質(zhì)。（教學(xué)程序見下圖）

實(shí)施思維型概念學(xué)習(xí)教學(xué)模式，教師要根據(jù)學(xué)生的概念水平和思維能力精心設(shè)計(jì)概念學(xué)習(xí)進(jìn)程。①明確本單元教學(xué)中的重要概念，并理順上下位概念間的關(guān)系。②按照學(xué)生形成概念的認(rèn)知順序?qū)⑾嚓P(guān)材料進(jìn)行排序，但大多數(shù)教材并不完全按照學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知順序進(jìn)行編寫，因此，教師要對教材內(nèi)容進(jìn)行整合、增補(bǔ)和排序。③挑選概念學(xué)習(xí)材料，列舉正面或反面例子。④事先設(shè)計(jì)并準(zhǔn)備足夠多的有結(jié)構(gòu)的材料。⑤合理安排教學(xué)時間，依據(jù)概念的復(fù)雜程度合理安排教學(xué)時間；對于復(fù)雜程度高的分解概念或大概念，可以連續(xù)安排幾節(jié)課進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以安排在不同的學(xué)期。

思維型概念學(xué)習(xí)教學(xué)模式特別強(qiáng)調(diào)對事物現(xiàn)象的歸納概括和對生成概念的遷移應(yīng)用。首先，對事物和現(xiàn)象進(jìn)行歸納概括。概括是忽略事物中的細(xì)枝末節(jié)，尋找共同點(diǎn)的能力。概括能力在思維中十分重要，因?yàn)樗季S是以概念（概括和抽象的結(jié)果）形式進(jìn)行的。依據(jù)中小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，低中年級學(xué)生多為形象思維，可以從具體的或?qū)W生熟悉的日常物品入手，引導(dǎo)學(xué)生尋找、發(fā)現(xiàn)共同點(diǎn)；高年級學(xué)生已具備一定的知識基礎(chǔ)和抽象能力，可引導(dǎo)學(xué)生從外部的、非本質(zhì)的特征向內(nèi)部的本質(zhì)特征深入，從形象的感性材料逐步抽象、升華，進(jìn)而完成概括。其次，對所學(xué)概念進(jìn)行應(yīng)用遷移。在教學(xué)中經(jīng)常會遇到這樣的場景，有些學(xué)生似乎已經(jīng)理解了某些概念，甚至課堂提問或紙筆測驗(yàn)也都能答對，但是在相似的情景中，即情景中某個要素發(fā)生了變化，學(xué)生就無法正確回答問題或無法用已學(xué)的概念分析和解決問題。這說明學(xué)生對概念的理解和概括不夠深入，應(yīng)用遷移的能力不夠，做不到舉一反三。教師要采用循序漸進(jìn)的方法，緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，由簡單到復(fù)雜，逐步加深對概念的掌握和理解，提高學(xué)生應(yīng)用遷移的能力。

需要強(qiáng)調(diào)的是，概括與應(yīng)用遷移是密切相關(guān)的，沒有對舊情景中知識的概括，就無法完成遷移。

思維型科學(xué)探究教學(xué)模式

探究教學(xué)模式最本質(zhì)的特點(diǎn)是：探究活動起源于學(xué)生可以研究的科學(xué)問題，在尋找問題答案的過程中，學(xué)生圍繞問題提出初步的假設(shè)，隨后針對假設(shè)開展觀察、測量、實(shí)驗(yàn)、記錄等活動，獲取信息和證據(jù)，運(yùn)用歸納、推理、論證、建模等思維方法進(jìn)行解釋，最后通過師生之間和生生之間的交流，形成共識。這種教學(xué)模式重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的探究技能、推理和論證能力、批判性思維和解決問題的能力，理解科學(xué)本質(zhì)。（教學(xué)程序見下圖）

實(shí)施思維型科學(xué)探究教學(xué)模式，教師的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)或創(chuàng)建探究環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生“真刀真槍”地做科學(xué)研究。教師應(yīng)遵循以下的理念和原則：①確保要探究的問題是一個科學(xué)問題，且學(xué)生有能力進(jìn)行探究；②問題無效時，要給予時間和機(jī)會重新提問；③不輕易或急于評價學(xué)生的結(jié)論，努力提供給學(xué)生自由的思維空間；④要求或幫助學(xué)生清晰準(zhǔn)確地表達(dá)他們的思考或發(fā)現(xiàn)，為他們進(jìn)一步的概括提供依據(jù)；⑤使用探究過程中的特定語言，例如，你試著“推理”一下，請你做出“解釋”，說說你的“證據(jù)”等；⑥為了培養(yǎng)批判性和創(chuàng)造性思維，教師需要從小學(xué)生思維習(xí)慣的培養(yǎng)入手，例如通過成果發(fā)布、觀點(diǎn)辯論、頭腦風(fēng)暴、專門訓(xùn)練等方法幫助學(xué)生養(yǎng)成自主思考的習(xí)慣。

思維型科學(xué)探究教學(xué)模式特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主建構(gòu)過程的探究推理和解析證據(jù)。

科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)證據(jù)解釋客觀世界的運(yùn)行機(jī)制和事物發(fā)展的變化規(guī)律。在本教學(xué)模式中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室、校園里或其他場所，通過觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查來獲得證據(jù)，證據(jù)的收集通常需圍繞學(xué)生對問題的解釋性假設(shè)展開。中小學(xué)生對事物變化和發(fā)生原因的假設(shè)通常較為簡單，經(jīng)常表達(dá)為是或否、有或無，教師需要耐心引導(dǎo)。另外，教師需要提前精心準(zhǔn)備，提供結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)材料幫助學(xué)生完成證據(jù)的收集。在獲得證據(jù)后，學(xué)生需對證據(jù)進(jìn)行解釋和推理，初步形成對問題的認(rèn)識。

推理是科學(xué)探究教學(xué)中最重要的一個環(huán)節(jié)，有歸納推理和演繹推理兩種形式。歸納推理通常經(jīng)歷以下幾步：①仔細(xì)觀察和分析收集到的幾組信息或數(shù)據(jù)；②對這幾組信息或數(shù)據(jù)間的聯(lián)系或規(guī)律進(jìn)行對比，抽取其共同的特點(diǎn)；③嘗試說明所發(fā)現(xiàn)的共同特點(diǎn)，得到某個規(guī)律；④通過重復(fù)驗(yàn)證，確定發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是否正確。演繹推理的過程大致有以下幾個步驟：①確定是哪個因素或變量與所解決的問題有關(guān)；②分析該變量產(chǎn)生作用時，必須具備的前提條件；③在條件符合的情況下，進(jìn)一步依據(jù)獲得的證據(jù)進(jìn)行推理。

思維型問題解決教學(xué)模式

與前面兩種教學(xué)模式不同，思維型問題解決教學(xué)模式不聚焦科學(xué)事實(shí)和科學(xué)概念的獲得，也不針對科學(xué)問題的探究，它適用于教學(xué)“解決生活問題”的內(nèi)容。教學(xué)時以科學(xué)概念和科學(xué)原理為依據(jù)，以現(xiàn)實(shí)生活中的問題為出發(fā)點(diǎn)，以制作作品或模型為表現(xiàn)形式，最后用作品幫助自己或他人解決現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)問題。（教學(xué)程序見下圖）

思維型問題解決的教學(xué)模式圍繞真實(shí)問題而展開。從提出問題到形成方案，或制作完成產(chǎn)品模型，始終是以學(xué)生的需求和興趣為中心。教師的核心作用為：選擇教材和學(xué)習(xí)資源；有限干預(yù)學(xué)生活動，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中指導(dǎo)、啟發(fā)和激勵，促進(jìn)學(xué)生的深入思考而不是提供現(xiàn)成答案，也即促進(jìn)小組學(xué)習(xí)，而不是向?qū)W生傳授知識；組織管理問題解決過程，保持合作小組中學(xué)生的相對穩(wěn)定，提高解決問題的效率。

思維型問題解決的教學(xué)模式與其他模式相比，需要突破課堂、突破教室、突破教學(xué)時間，同時需要借助較多的社會資源和輔助材料。該模式要求教育空間、教育內(nèi)容、教育渠道具備開放性，并且建立起學(xué)校教育、社會教育和家庭教育相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，為培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力提供有效支持。

以上三種教學(xué)模式中，思維型概念學(xué)習(xí)教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生理解、掌握具體概念和概念屬性，較適用于陳述性知識的教學(xué)；教學(xué)評價側(cè)重于學(xué)生對概念的理解和掌握程度。思維型科學(xué)探究教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)為通過探究活動培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合、判斷、推理能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新性思維和解決問題的能力；教學(xué)評價側(cè)重于分析、綜合、判斷、推理思維能力和解決問題的能力。思維型問題解決教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)以現(xiàn)實(shí)生活中的問題為出發(fā)點(diǎn)，以科學(xué)概念、原理為依據(jù)，以制作作品或模型的形式，解決現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)問題，適合于技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)；教學(xué)評價側(cè)重于學(xué)生“動手做”過程中解決問題及學(xué)生自我管理和交流能力。

這三種模式互相補(bǔ)充，各有側(cè)重，利用這三種教學(xué)模式可以有效完成中小學(xué)階段科學(xué)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。我們運(yùn)用此三類教學(xué)模式進(jìn)行了為期兩年涉及千名中小學(xué)生的科學(xué)教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的科學(xué)思維水平、科學(xué)探究技能、科學(xué)問題解決能力有明顯提高，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)得以有效落地。