青島版小學(xué)《科學(xué)》教科書“思維導(dǎo)航”板塊解析

韓玉明

各國科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)調(diào)將“思維與創(chuàng)新”列為核心素養(yǎng)和教育目標(biāo)。例如，加拿大《安大略課程（1～8年級(jí)）：科學(xué)與技術(shù)》對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的評(píng)估包括思維和探究：批判性思維和創(chuàng)造性思維、探究技能和過程能力。英國《國家課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)思維能力以及發(fā)現(xiàn)運(yùn)用創(chuàng)造性的手段解決科學(xué)問題的方法。新加坡《小學(xué)科學(xué)課程大綱》提出小學(xué)階段需要培養(yǎng)的基本技能和綜合技能包括分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造性地解決問題。澳大利亞物理課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)模型建立的科學(xué)思維過程、分析、綜合、評(píng)價(jià)等。韓國的科學(xué)教育目標(biāo)要求培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思考能力和創(chuàng)造性解決問題的能力。

我國的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也非常注重學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。教科書是培養(yǎng)學(xué)生思維能力與品質(zhì)的載體，青島版小學(xué)《科學(xué)》教科書把培養(yǎng)學(xué)生的思維能力作為編寫的主要原則與目標(biāo)之一，設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生的思維積極參與，學(xué)習(xí)科學(xué)思維的方法，經(jīng)歷思維的過程，提高思維的品質(zhì)。為了將這一目標(biāo)落到實(shí)處，在設(shè)計(jì)探究活動(dòng)時(shí)，教科書設(shè)置了“思維導(dǎo)航”板塊，在學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)的“拐角處”與學(xué)生思維的“障礙處”，進(jìn)行問題引領(lǐng)與點(diǎn)撥，促使他們的科學(xué)探究活動(dòng)有序、深入地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)思維能力順利進(jìn)階。

引領(lǐng)探究活動(dòng)

“思維導(dǎo)航”中設(shè)置的問題與提示，聚焦對(duì)應(yīng)的探究活動(dòng)，給學(xué)生以方向和目標(biāo)，引領(lǐng)、保證探究活動(dòng)有序有效地進(jìn)行，為學(xué)生的探究活動(dòng)保駕護(hù)航。

小學(xué)科學(xué)課程把科學(xué)探究作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。探究式學(xué)習(xí)是指在教師的指導(dǎo)、組織和支持下，學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)、經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。因?yàn)閹熧Y水平不同，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、技能方法各異，在科學(xué)探究活動(dòng)中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)盲目、無序、顧此失彼等情況。設(shè)置“思維導(dǎo)航”后，教師利用其中的問題，引導(dǎo)學(xué)生按照正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提醒學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)他們分析實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，交流與歸納這些現(xiàn)象后面的共同特點(diǎn)或規(guī)律。

例如，三年級(jí)上冊(cè)《空氣占據(jù)空間嗎》一課，第一個(gè)探究活動(dòng)是“快速倒水，有什么發(fā)現(xiàn)”?；顒?dòng)中，學(xué)生把燒杯中的水利用漏斗往錐形瓶里倒（漏斗緊緊地插入橡膠塞中并且塞緊瓶口）。這個(gè)活動(dòng)的“思維導(dǎo)航”是：

1.水流不進(jìn)瓶內(nèi)，是誰阻礙了水的流動(dòng)？

2.要使水很快地流進(jìn)瓶里，應(yīng)該怎么做？

3.這種現(xiàn)象說明什么？

通過這些問題的引領(lǐng)，學(xué)生對(duì)這個(gè)簡單的小實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們根據(jù)“思維導(dǎo)航”中的要求與提示，按照步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在觀察現(xiàn)象的同時(shí)，思考、交流“思維導(dǎo)航”中的問題，對(duì)這個(gè)小實(shí)驗(yàn)的條件、現(xiàn)象、原因以及解決的方法產(chǎn)生新的思考，從正、反兩個(gè)方面體驗(yàn)到空氣占據(jù)空間。

這個(gè)“思維導(dǎo)航”中的三個(gè)問題可以起到三個(gè)方面的作用：

指導(dǎo)學(xué)生正確地完成實(shí)驗(yàn)操作，使實(shí)驗(yàn)的目的性與層次性更強(qiáng)。

指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象進(jìn)行觀察、對(duì)比與分析，對(duì)各個(gè)層次的問題進(jìn)行深入思考，歸納總結(jié)出空氣占據(jù)空間的結(jié)論。

指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)觀察與交流生活中類似的現(xiàn)象，并驗(yàn)證所總結(jié)出來的規(guī)律。

“思維導(dǎo)航”引領(lǐng)下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅讓學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)中空氣占據(jù)瓶內(nèi)空間的現(xiàn)象，而且讓他們動(dòng)手操作時(shí)目的性更強(qiáng)，能夠深入思考，認(rèn)識(shí)到生活中更多的空氣占據(jù)空間的現(xiàn)象，在“現(xiàn)象—思維—認(rèn)識(shí)”之間建立了聯(lián)系。

再如，三年級(jí)下冊(cè)《鞋底花紋的啟示》一課，設(shè)計(jì)了科學(xué)探究活動(dòng)：摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？教科書上呈現(xiàn)的是一幅小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)之前猜測與制訂實(shí)驗(yàn)方案的場景圖，下面是三個(gè)實(shí)驗(yàn)的特寫圖：

實(shí)驗(yàn)1：使用測力計(jì)在光滑的木板上水平拉動(dòng)木塊。

實(shí)驗(yàn)2：使用測力計(jì)在鋪有毛巾的木板上水平拉動(dòng)木塊。

實(shí)驗(yàn)3：使用測力計(jì)在光滑的木板上水平拉動(dòng)放有重物的木塊。

圖片的下面就是與這個(gè)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的“思維導(dǎo)航”：

1.實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2相比，相同條件是什么？不同條件是什么？哪個(gè)實(shí)驗(yàn)中的摩擦力大？說明了什么？

2.實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3相比呢？

學(xué)生在這兩個(gè)問題的引導(dǎo)下，按照正確的方法測量物體所受到的摩擦力，有效地完成這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。

“思維導(dǎo)航”不僅可以為對(duì)比實(shí)驗(yàn)的順利完成保駕護(hù)航，還能引導(dǎo)學(xué)生交流生活中的一些摩擦力的現(xiàn)象與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科學(xué)思維能力。更重要的是，學(xué)生通過分析、對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的相同條件與唯一的不同條件，以及所觀察到的不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道什么是自變量，什么是因變量，什么是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，如何進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而使分析綜合、抽象概括、推理論證等科學(xué)思維方法得以內(nèi)化。

培養(yǎng)思維能力

科學(xué)探究的方法又是思維的方法，學(xué)生對(duì)“思維導(dǎo)航”中的問題進(jìn)行思考、分析、對(duì)比、質(zhì)疑、碰撞、歸納與總結(jié)，能夠培養(yǎng)、發(fā)展他們的思維能力。

在日常的科學(xué)課中，我們經(jīng)常會(huì)看到：學(xué)生的探究活動(dòng)往往會(huì)重實(shí)驗(yàn)、輕思考;重知識(shí)、輕思維;重過程與方法、輕分析與結(jié)論。教學(xué)中，許多教師為學(xué)生提供了大量的器材，盡情地讓他們?nèi)ネ妗⑷?dòng)手、去操作、去體驗(yàn)，好像只有這樣才會(huì)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，才能符合新課改的精神。其實(shí)，這樣往往會(huì)使探究活動(dòng)停留在嬉戲玩鬧的階段?！八季S導(dǎo)航”的設(shè)置，能夠引導(dǎo)學(xué)生在問題的驅(qū)動(dòng)下去實(shí)驗(yàn)、去交流、去體驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象與發(fā)現(xiàn)進(jìn)行思考、分析、對(duì)比、歸納，總結(jié)出符合他們認(rèn)知水平的結(jié)論。更重要的是，學(xué)生在這些探究過程中運(yùn)用的探究方法也是思維的方法，可以培養(yǎng)他們分析現(xiàn)象、解決問題的能力。

例如，四年級(jí)上冊(cè)《沸騰》一課，設(shè)計(jì)了探究活動(dòng)“給水加熱，有什么發(fā)現(xiàn)？”與這個(gè)活動(dòng)有關(guān)的“思維導(dǎo)航”是：

1.給水加熱的過程中，溫度是怎樣變化的？有哪些現(xiàn)象？

2.水燒開后，繼續(xù)加熱2～3分鐘，溫度會(huì)怎樣變化？會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？