小學科學教學中激活學生思維的策略

【摘 要】思維是課堂教學中師生的核心活動，科學思維是科學學科最本質(zhì)的特征。研究者扎根課堂，在思維型教學理論的浸潤下，總結(jié)出激活學生思維的四個策略：創(chuàng)設(shè)情境，豐富思維方法;搭建支架，推動思維進階;聯(lián)結(jié)情感，持續(xù)思維動力;復(fù)盤過程，提高反思能力。從而使學生的思維活動在課堂學習中真正發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】小學科學;科學思維;策略

【作者簡介】張芯蕊，一級教師，南京市玄武區(qū)學科帶頭人，南京市優(yōu)秀青年教師。 科學精神包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點，而科學思維與創(chuàng)新是科學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。胡衛(wèi)平教授提出了思維型教學理論，強調(diào)教學的核心是思維，學習的關(guān)鍵是思考[1]?！读x務(wù)教育小學科學課程標準解讀》中也明確指出，思維是課堂教學中師生的核心活動，科學思維是科學學科最本質(zhì)的特征[2]49-50。筆者根據(jù)長期以來的課堂教學實踐經(jīng)驗，提煉出切實有效激活學生思維的四個策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境，豐富思維方法

南京市小學科學教研員楊健老師在一次講座中建議，科學教師應(yīng)當經(jīng)常審視自己的教學設(shè)計，認真思考有沒有把思維活動與實驗、觀察、記錄、討論、交流等活動聯(lián)系起來，使外顯的操作活動與內(nèi)隱的思維活動保持高度統(tǒng)一。也就是說，如果學生在活動中只是觀察與描述現(xiàn)象，那么他的思維便沒有真正啟動。真正的思維課堂，需要運用分析、綜合、比較、分類、抽象、推理、概括、類比等思維方法，使學生的思維真正啟動。創(chuàng)設(shè)情境是豐富思維方法的有效策略，一個好的情境會包含一個亟待解決的問題，并且貫穿整節(jié)課的始終。學生想解決這個問題，不僅“費力”，而且“費腦”。

比如對于蘇教版科學四年級上冊“常見的巖石”一課，教材的編排順序是先了解巖石的分布，再觀察巖石標本的特征。一般情況下，教師出示巖石標本后會問學生：“你準備從哪些方面來研究巖石的特征？”表面上看，這是讓學生自己提出研究方案，貌似尊重了學生的主體地位?？墒菑膶W生的立場看，“我為什么要研究巖石？是老師讓我研究的”。教師象征性地征求學生意見，只是走了一個“主體化”形式，并沒有激發(fā)學生研究的內(nèi)在需求。

筆者從生活出發(fā)，創(chuàng)設(shè)了一個廚房裝修的情境：“老師準備安裝廚柜臺面，裝修工人給了四塊樣品供選擇，有大理石、石灰?guī)r、花崗巖、砂巖，該怎么選擇呢？”為了獲取更多信息，學生詢問了臺面的使用情況。筆者給出如下細節(jié)：（1）臺面上有電熱水壺，經(jīng)常燒水;（2）每天要做飯，炒菜經(jīng)常放白醋;（3）希望臺面耐用，并且美觀。學生對應(yīng)臺面的使用情況，列出了自己想要研究的巖石特征以及研究方法（見表1）。

在這個情境中，學生的思維被激活了。他們從臺面的使用情況出發(fā)，分析出需要研究的巖石特征，在潛移默化中建立起生活經(jīng)驗與科學知識和方法之間的聯(lián)系。真實情境使學生樂于探索，在活動中能夠細致地觀察、積極地交流，并且因為幫助教師解決了難題而充滿成就感。在匯報環(huán)節(jié)，學生不斷地將實驗現(xiàn)象對照需求，評價每塊巖石，力圖以證據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計不同的選擇方案。在這樣的分析、評價和創(chuàng)造過程中，實現(xiàn)了對學生高階思維的訓練。

二、搭建支架，推動思維進階

根據(jù)維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，教師需要知道學生“原來在哪里”，通過學習能夠“到達哪里”，這樣才能準備適切的教學支架，幫助學生跨越最近發(fā)展區(qū)，實現(xiàn)知識和能力的進階。在科學學習中，能力的進階包含從科學觀察到科學實驗、從簡單描述到復(fù)雜描述、從現(xiàn)象描述到分類辨識再到因果關(guān)聯(lián)[2]81。支架式教學能夠在學生原有認知的空白處、迷思點給予新的啟發(fā)，促進學生思維活動的發(fā)生，推動學生思維能力的進階。

比如通過蘇教版科學四年級上冊“運動與位置”一課的學習，學生要學會用一種新的方法來判斷一個物體是否在運動——看這個物體相對于另一個物體的位置有沒有發(fā)生變化。這是學生“將要到達的地方”，是學生已有經(jīng)驗中不曾掌握的方法。課前，筆者通過與學生交流，發(fā)現(xiàn)學生判斷一個人有沒有運動，主要是看這個人的身體有沒有動作行為的發(fā)生。例如，學生認為站在扶梯上的人沒有運動，因為他們沒有做出邁腿、揮手等具體動作。也就是說，學生判斷一個物體是否運動的依據(jù)只有這個物體本身，這便是學生的前概念。想要引導學生能夠借助另一個物體來判斷一個物體運動與否，這中間的差距就需要支架的幫助。

支架可以是圖片。比如，圖1和圖2就是很好的支架，但使用方法略有講究。如果同時展示圖1和圖2，學生雖然也能通過位置的變化判斷物體是否運動，但是思維的火花較小。如果先展示圖1，并讓學生判斷哪些物體在運動，則能激起學生討論的思維火花，因為學生無法直接判斷物體（如汽車、鴨子、烏龜）是否在運動，便會產(chǎn)生獲取更多信息的迫切感。此時再展示圖2，學生恍然大悟，爭先恐后地想說一說自己的發(fā)現(xiàn)。

支架也可以是問題——促進學生從感性具體上升到思維抽象的問題。比如，教師可以先將上述案例中學生的回答集中展示出來（見表2）。

接著，教師可以用問題來啟發(fā)學生思考，讓學生說出表2中判斷物體運動的方法有哪些共同點。一開始，學生回答：“都是將這個物體與一個不動的物體作比較?！苯處熃o出概念：汽車從小路的左邊行駛到小路的右邊，就說汽車相對于小路的位置發(fā)生了變化。然后要求學生用“位置變化”這樣的科學語言重新總結(jié)。學生經(jīng)過思考、討論，最終得出運動的物體都是相對于另一個不動的物體位置發(fā)生了變化的結(jié)論。

學生要從現(xiàn)象描述進階到因果關(guān)聯(lián)是有困難的，教師的問題是啟發(fā)學生思維的第一個支架，教給他們“位置變化”這個科學術(shù)語是第二個支架。有了這兩個支架的幫助，學生便能從現(xiàn)象中歸納方法、總結(jié)規(guī)律，實現(xiàn)思維層面的飛躍。

三、聯(lián)結(jié)情感，持續(xù)思維動力

在科學學習中，學生經(jīng)常存在動力難以持續(xù)的問題，尤其是需要長期觀察的活動，如栽種小蔥、看月相、做肥料袋等。創(chuàng)設(shè)師生之間的情感聯(lián)結(jié)，可以激發(fā)學生情感和行為的高投入，使學生的思維動力得以持續(xù)和內(nèi)化。

比如在教授蘇教版科學二年級上冊“看月亮”一課時，筆者指導學生用月相盒觀察月相之后，有學生問：“月亮只有在中秋節(jié)才會出現(xiàn)滿月嗎？”這個問題引起了全班的討論，大約有一半的學生不確定，有四分之一的學生認為只有中秋節(jié)才會出現(xiàn)滿月，還有四分之一的學生認為每個月都會出現(xiàn)滿月。于是，筆者與學生做約定：“從現(xiàn)在開始到期末，只要哪位同學發(fā)現(xiàn)了滿月，就拍照發(fā)給老師，或者打電話、發(fā)信息都可以。”學生的眼睛頓時亮了起來。

在接下來的日子里，學生每天都注意觀察月相，心里癢癢的想給老師打電話、發(fā)信息。雖然真正能打電話、發(fā)信息的日子很少，但是學生一直興致勃勃，并且筆者每周都會詢問學生看到的月相情況，加強與學生的情感聯(lián)結(jié)。這樣一直到滿月的日子，學生高興極了。筆者還為參與的學生準備了獎品，學生很是驚喜。這個活動持續(xù)了三個多月，學生一直動力十足。他們不僅發(fā)現(xiàn)了每個月的農(nóng)歷十五或十六都會出現(xiàn)滿月，還發(fā)現(xiàn)了月相的變化規(guī)律。

課內(nèi)就這樣延伸到了課外，一開始吸引學生的是打電話、發(fā)信息等，這無疑是一個“特權(quán)”，是聯(lián)結(jié)情感的紐帶。但是隨著觀察的持續(xù)，真正吸引學生的事情轉(zhuǎn)變?yōu)樵孪嘧兓囊?guī)律，外在刺激帶來的動力逐漸被認知內(nèi)驅(qū)力所取代。

四、復(fù)盤過程，提高反思能力

建構(gòu)主義認為，學習者必須對自己的學習過程進行計劃、檢查、評價、反饋、控制和調(diào)節(jié)，這種自我監(jiān)控能力不僅是學習能力的核心，也是21世紀人才所必備的素養(yǎng)之一——批判性思維能力。復(fù)盤是圍棋術(shù)語，指對局完畢后，復(fù)演該盤棋的記錄，以檢查對局中招法的優(yōu)劣與得失關(guān)鍵。模仿圍棋復(fù)盤的方式，教師引導學生對探究過程進行反思與評價，有利于培養(yǎng)學生的批判性思維，提高學生的科學探究能力。

例如，2020年線上教學期間，筆者針對謠言諸如：5G會傳播引起新冠肺炎的新型冠狀病毒（以下簡稱“新冠病毒”）;堅持少量多次飲用60℃的溫開水，可以殺死新冠病毒等，設(shè)計了線上專項課。學生進行自主探究，科學論證，最終學會辨別謠言的方法，樹立科學思想。

開設(shè)線上總結(jié)匯報課的時候，筆者引導學生進行了復(fù)盤。

1.各小組按照以下標準進行自我評價

（1）信息來源是否可靠，如是否官方發(fā)布、親身體驗等。

（2）是否運用了多種方法或從多種途徑收集信息。

（3）是否綜合考慮了每位成員的信息，并進行充分的線上交流和討論。

2.反向論證

師：難道高溫對新冠病毒一點影響都沒有嗎？

生：高溫能殺死新冠病毒，但是溫度要足夠高（56℃以上）、時間要足夠長（30分鐘以上）。

師：我們今天得出的結(jié)論就一定正確嗎？

生：我們收集了那么多可靠的證據(jù)，結(jié)論應(yīng)該是正確的吧。

教師出示從古至今，人類對地球形狀的認識過程。學生發(fā)現(xiàn)，隨著時代發(fā)展、科技進步，人類對地球形狀的認識也逐漸完善。

師：這對我們今天的研究有什么啟示？

生：有可能我們現(xiàn)在對新冠病毒的認識也不全面。因為醫(yī)學一直在進步，對新冠病毒也會有越來越多的了解。

批判性思維強調(diào)自我監(jiān)控與評價反饋，不斷調(diào)整論證的思路與方案，從而獲取更有力的證據(jù)，形成更合適的決策。本案例中，師生的反思秉承審慎的態(tài)度，做到了內(nèi)容全面、實事求是。學生回溯證據(jù)，檢查信息來源是否可靠，取證方法是否多樣，并復(fù)盤、交流過程，反思面對豐富的信息，是否經(jīng)過分析、綜合、評價等而得出結(jié)論。這些反思過程幫助學生形成自己的認知策略，提高元認知水平。

教師還創(chuàng)造性地運用了反向論證。通常，學生具有思維定式，會沿著自己假設(shè)的方向論證，一旦假設(shè)某個觀點是錯誤的，就會搜集各種證據(jù)證明它的錯誤。而反向論證是思維的難點，學生很少涉及。因此，教師從對立面切入論證，提出高溫是否對新冠病毒沒有任何影響，探索可能翻證的信息，以此發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維。再通過人類探索地球形狀的歷程，促進學生對科學本質(zhì)的認識，初步了解科學知識在一定階段是正確的，但是隨著時代發(fā)展、科技進步，會不斷完善和深入，甚至會發(fā)生改變。這一系列的反思過程使學生的思想更具包容性，認識事物的角度也更全面。

培養(yǎng)科學思維是提升學生科學素養(yǎng)的關(guān)鍵，教師應(yīng)善于創(chuàng)設(shè)真實情境，提供支架幫助學生學習，并加強與學生的情感聯(lián)結(jié)，注重過程性評價與反思，運用多元策略激活學生思維，促進學生思維的發(fā)展。

參考文獻：

[1]胡衛(wèi)平.思維型教學理論及其應(yīng)用[J].教育家，2018（48）：13-16.

[2]義務(wù)教育小學科學課程標準修訂組.義務(wù)教育小學科學課程標準解讀[M].北京：高等教育出版社，2017.

（責任編輯：羅小熒）