小學(xué)科學(xué)課堂高階思維培養(yǎng)存在的問題及對策分析

錢秉陽，曾 煥，王欣昀

（深圳市鹽田區(qū)云海學(xué)校，廣東 深圳 518083）

美國著名的教育家杜威認(rèn)為，有效教學(xué)總是以激發(fā)學(xué)生的思維作為邏輯的起點，以學(xué)生思維發(fā)展作為教學(xué)的終點，這兩者之間的教學(xué)過程便是培養(yǎng)學(xué)生的思維。這一教學(xué)過程要復(fù)雜得多，教學(xué)設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和認(rèn)識科學(xué)的過程，也應(yīng)當(dāng)使學(xué)習(xí)者感受到人們認(rèn)識科學(xué)的真實歷程。“為科學(xué)思維而教”是科學(xué)課堂教學(xué)的應(yīng)有之義，其中包括創(chuàng)新思維、批判性思維等多個要素。在今天的社會中，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力已成為核心競爭力，其重要性不言而喻，小至個人的長遠(yuǎn)發(fā)展，大至一個國家乃至一個民族的持續(xù)發(fā)展?！安粌H僅要讓每個學(xué)生成為知識的消費者，更要讓每個學(xué)生成為知識的創(chuàng)造者。”培養(yǎng)創(chuàng)新能力并不是要把每個學(xué)習(xí)者都培養(yǎng)成科學(xué)家，而是希望能夠通過科學(xué)教育喚醒學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新意識，正是這種時時刻刻保持創(chuàng)新意識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的態(tài)度使美國在近現(xiàn)代一直保持著科技與經(jīng)濟領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。高階思維是一種發(fā)生在較高水平上的心智活動，一般來說是指解決劣構(gòu)問題、遠(yuǎn)潛移以及發(fā)散思維的能力等，因此，它的發(fā)生需要學(xué)習(xí)者具備較高的認(rèn)知水平。與之相對應(yīng)的則是低階思維，是發(fā)生在較低認(rèn)知水平上的能力，一般用于學(xué)習(xí)事實性知識或完成簡單任務(wù)，如記憶、淺層理解和近潛移等。2017 年，教育部正式頒發(fā)修訂版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，其中已經(jīng)明確地指出，小學(xué)科學(xué)課程基礎(chǔ)性、實踐性、綜合性的課程性質(zhì)應(yīng)倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式。已有研究表明，探究式的學(xué)習(xí)方法能夠有效幫助學(xué)習(xí)者發(fā)展其高階思維這一能力?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)》（以下簡稱《綱要》）中指出，面向全體學(xué)生、促進學(xué)生的全面發(fā)展，著力提高學(xué)生……勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力。由此可見，構(gòu)建一個能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的科學(xué)課堂，是落實《綱要》的重要行動和重要體現(xiàn)，更是為了實現(xiàn)核心素養(yǎng)追求的必要途徑。

一、小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)存在的問題

當(dāng)前，小學(xué)科學(xué)課堂面臨著許多的困境，尤其在學(xué)生思維能力的培養(yǎng)上，科學(xué)課堂教學(xué)大多呈現(xiàn)出了不同程度的簡單化、低階化、淺表化的狀況。對此，一線科學(xué)教師也存在諸多的疑惑和迷茫。

（一）認(rèn)識及理論指導(dǎo)不充分

目前，尚有部分教師仍未轉(zhuǎn)變認(rèn)識，科學(xué)課堂“一言堂”“滿堂灌”的現(xiàn)象還普遍存在，當(dāng)出現(xiàn)非考查的知識點時選擇忽略而不是激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。絕大部分教師在一節(jié)科學(xué)課程中的講授時間要大于學(xué)生進行科學(xué)探究的學(xué)習(xí)時間。當(dāng)前，眾多的實踐已經(jīng)表明，小學(xué)科學(xué)教師在這方面的意識較薄弱，還有待增強，對于培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的認(rèn)識尚不充分。除此之外，自新一輪課程改革以來，眾多新型的教學(xué)模式在中小學(xué)遍地開花，涌現(xiàn)出了不少創(chuàng)新的教學(xué)模式。部分具備培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的教師也開始試圖摸索一些卓有成效的方法，可在實踐當(dāng)中往往事倍功半，甚至流于形式。事實上，科學(xué)課堂教學(xué)難以實現(xiàn)啟迪學(xué)生思維的目的。大多數(shù)一線科學(xué)教師認(rèn)為，理論指導(dǎo)的缺乏是阻礙其在課堂教學(xué)中實現(xiàn)對學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的重要因素之一。如何正確引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生高階學(xué)習(xí)活動進而促進高階思維能力的培養(yǎng)，多數(shù)教師群體對此尚不明確。

（二）教學(xué)方法運用不恰當(dāng)

學(xué)習(xí)科學(xué)的過程應(yīng)當(dāng)符合人類認(rèn)識科學(xué)的過程，二者都是循序漸進的?？茖W(xué)教育應(yīng)當(dāng)能夠使學(xué)習(xí)者充分認(rèn)識到科學(xué)的本質(zhì)，并且為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造一種自由的、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而促進學(xué)習(xí)者的批判性思維能力、邏輯思維能力以及創(chuàng)造性地解決問題的能力的發(fā)展。

信息化時代下的教育對一線教師提出了更高的要求，需要一線教師提升自身的綜合素養(yǎng)，尤其是信息素養(yǎng)。教師應(yīng)該保持學(xué)習(xí)，不斷地夯實、更新自己的專業(yè)知識，有效地提升自身的教學(xué)技能，積累經(jīng)驗并總結(jié)新的經(jīng)驗與方法應(yīng)用到實際的課堂教學(xué)實踐中，帶領(lǐng)學(xué)生扮演“科學(xué)家”的角色，投入“科學(xué)探究”的狀態(tài)。然而，在實踐推行探究式教學(xué)的過程中逐漸出現(xiàn)了“形式化探究”的現(xiàn)象，且當(dāng)前較普遍。例如，有的教師不重視課堂問題的設(shè)置，沒有激起學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，課堂氛圍如“一潭死水”；有的教師不了解學(xué)生獨立探究的水平，不能在合適的時間和環(huán)節(jié)介入和引導(dǎo)；有的教師沒有正確地組建活動小組，如不考慮學(xué)生的個體差異、小組人數(shù)分配不均等。大多數(shù)一線教師在設(shè)計科學(xué)探究教學(xué)活動時，僅按照探究過程的要素機械地設(shè)計，學(xué)生也按部就班地配合教師完成任務(wù)。在這個過程中，教師如果沒有做到有效引導(dǎo)學(xué)生投入到科學(xué)探究的每一個環(huán)節(jié)當(dāng)中，對科學(xué)探究過程的做法進行分析，學(xué)生實際上就很難在這個過程中獲得學(xué)習(xí)的自主性，這樣的“探究”教學(xué)和“探究”學(xué)習(xí)，學(xué)生難以真正認(rèn)識到科學(xué)過程的復(fù)雜性和科學(xué)探究的本質(zhì)。從本質(zhì)上說，這樣的教學(xué)還是沒有脫離傳統(tǒng)的“灌輸”框架，只不過是換了一種形式而已，與傳統(tǒng)的“烹飪手冊式”的實驗室活動沒有太大差別，就更不要說這樣的教學(xué)活動能夠促進學(xué)生的高階思維能力提升。有研究者認(rèn)為，探究式的科學(xué)教學(xué)形式可以多樣化。形式不是關(guān)鍵，關(guān)鍵的是教師是否真正理解了科學(xué)探究的本質(zhì)特征且自身也具有探究的意識，將這種意識代入教學(xué)的過程中，才是決定其是否為探究式的科學(xué)教學(xué)的重要因素，而不在于表面。從這個角度來說，教師這一重要的因素才是決定探究式科學(xué)課程改革成功的關(guān)鍵。

（三）學(xué)習(xí)評價方式不合理

已有眾多的研究表明，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)評價存在很多的弊端，毋庸置疑在一定程度上會對教師與學(xué)生的發(fā)展造成某些消極、負(fù)面的影響。自新一輪基礎(chǔ)教育課程改革以來，我國傳統(tǒng)的課堂教學(xué)評價雖已改進了諸多不足之處，但仍然處在曲折發(fā)展的階段，也存在一些新的誤區(qū)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)評價方式較單一，且過分地強調(diào)其甄別、選拔的功能，似乎課堂教學(xué)評價成為師生證明自己的工具和手段。殊不知，實施評價的目的是促進發(fā)展，評人是為了育人，在科學(xué)課堂教學(xué)中更是如此。科學(xué)課堂教學(xué)更應(yīng)當(dāng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思維方式、科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展和培育。因此，科學(xué)課堂教學(xué)評價最應(yīng)當(dāng)強調(diào)對學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、探究、實踐等學(xué)習(xí)過程的評價，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮評價發(fā)現(xiàn)不足的重要功能，應(yīng)當(dāng)注重現(xiàn)代化，倡導(dǎo)形成性、技術(shù)性、過程性的評價方式。然而，在目前科學(xué)教學(xué)實踐中實施的評價機制卻不夠合理、不夠完善，過程性評價在實踐中難以落到實處，過于單一和結(jié)果性導(dǎo)向的評價并不利于學(xué)生高階思維和科學(xué)素養(yǎng)的形成，更無益于改進課堂教學(xué)、提升教學(xué)質(zhì)量。但是，目前在實踐層面，科學(xué)教學(xué)還缺少相應(yīng)行之有效的評價機制，有關(guān)高階思維能力的評價機制問題更是一個亟待解決的棘手難題。

二、小學(xué)科學(xué)課堂高階思維培養(yǎng)的對策

基于培養(yǎng)學(xué)生面向未來的關(guān)鍵能力的時代要求，核心素養(yǎng)理念得到了推廣，“素養(yǎng)本位”在學(xué)校課程與教學(xué)中的價值取向得到了進一步的明確。在提出問題、做出決策等解決實際問題的教學(xué)課堂中，應(yīng)聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，將高階思維能力的培育滲透在課堂環(huán)節(jié)當(dāng)中。有效的科學(xué)探究的重要體現(xiàn)之一，是學(xué)生大腦、思維活動的活躍，從而實現(xiàn)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)與發(fā)展的目標(biāo)，因此小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)也愈發(fā)凸顯其在學(xué)生高階思維培育上的重要價值，科學(xué)教師更應(yīng)加大對課堂教學(xué)的關(guān)注，改善現(xiàn)有狀況，發(fā)揮課堂培育學(xué)生高階思維的重要作用。

（一）設(shè)計高階思維導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)統(tǒng)領(lǐng)教與學(xué)的全過程，在教學(xué)過程中起著十分重要的導(dǎo)向作用。Harvard University 的心理學(xué)教授Perkins 認(rèn)為，人們?nèi)粘＿\用的思維能力是與生俱來的，而高階思維能力是后天習(xí)得的。前者就如同人們的行走能力一般，后者就如同百米賽跑，是后天學(xué)習(xí)、訓(xùn)練掌握的結(jié)果。高階思維能力的提升需要練習(xí)，也需要為其獲得提供相應(yīng)的支架。Columbia University 的林曉東教授認(rèn)為，沒有為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)闹Ъ?，批判性、反思性的思維活動就很難發(fā)生。也就是說，教師需要在日常的學(xué)習(xí)活動中將發(fā)展學(xué)生的高階思維能力作為科學(xué)探究的目標(biāo)，確立以培養(yǎng)高階思維為導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計出支持高階思維發(fā)展的學(xué)習(xí)活動并予以行動。與常規(guī)的探究活動目標(biāo)相比，定位高階取向的探究活動目標(biāo)增加了思維目標(biāo)，常用的行為動詞有設(shè)計、假設(shè)、辨別、發(fā)現(xiàn)關(guān)系等。另外，培養(yǎng)高階思維的教學(xué)目標(biāo)，不僅僅包括了知識和技能的掌握、過程和方法的提升以及情感態(tài)度與價值觀的形成，還須特別關(guān)注發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的實際能力、求異思維和發(fā)散思維的高階能力的提升。需要注意的是，高階思維的訓(xùn)練目標(biāo)是整體性行為，涉及一系列認(rèn)知和元認(rèn)知方法，不是某種孤立的認(rèn)知策略。在以高階思維為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)體現(xiàn)出學(xué)習(xí)進階，以某一個核心概念為例，學(xué)生會在其原有的認(rèn)知基礎(chǔ)之上，通過進一步的學(xué)習(xí)加深對這一核心概念的理解，認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)。

（二）設(shè)計具有針對性的學(xué)習(xí)資源

有學(xué)者曾提出，促進高階思維能力提升的學(xué)習(xí)資源設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循以下幾點原則：①技術(shù)促進學(xué)習(xí)的定律原則。學(xué)習(xí)資源應(yīng)當(dāng)是學(xué)生感興趣并接受的，且結(jié)構(gòu)簡單清晰，深淺適中，不使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷。②精選教學(xué)材料的原則。學(xué)習(xí)資源開發(fā)重視質(zhì)量而非數(shù)量，應(yīng)當(dāng)摒棄“走馬觀花”般的學(xué)習(xí)方式。③強化知識學(xué)習(xí)過程中的思維訓(xùn)練原則。學(xué)習(xí)資源應(yīng)當(dāng)能夠引發(fā)學(xué)生的思考，活躍學(xué)生的思維，并重視在此過程中對其批判性思維和創(chuàng)造性的培育，進而使其高階思維能力得到發(fā)展。④提高學(xué)生完成教學(xué)任務(wù)的操作性原則。適當(dāng)?shù)靥岣呓虒W(xué)過程中師生互動與交流，避免枯燥單一地講授。⑤提供交流功能原則。思維內(nèi)隱于心，而語言作為思維工具之一，能夠?qū)⑵渫怙@于表，有利于教師了解學(xué)生的思維，自由的研討氛圍也讓學(xué)生在課堂中發(fā)展高階思維成為可能。

（三）創(chuàng)設(shè)自由自主的學(xué)習(xí)環(huán)境

學(xué)習(xí)環(huán)境，包括但不限于資源、工具、人、活動、師生關(guān)系等要件，主要是指促進學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)與發(fā)展的各種支持性條件的統(tǒng)合，其中教師這一要素在其中起著尤為關(guān)鍵的作用。新課標(biāo)中已明確地指出，突出創(chuàng)設(shè)自由自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)空間及探究式學(xué)習(xí)機會?？茖W(xué)探究的過程是一個富含批判性思維和創(chuàng)造性思維的過程，學(xué)生是否大膽想象、勇于表達(dá)和主動質(zhì)疑的重要影響因素之一是其所處學(xué)習(xí)環(huán)境的自由自主和開放程度。可見，學(xué)習(xí)環(huán)境對個人高階思維的培養(yǎng)具有重要作用。為了促進培養(yǎng)學(xué)習(xí)者批判性、創(chuàng)造性思維等高階思維，教師須建立一個自由自主、大膽發(fā)言和表達(dá)想法的課堂環(huán)境，以增強學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)自信。教師須認(rèn)識到學(xué)生是處于發(fā)展中的人，犯錯誤不可避免，利用好錯誤有利于進一步學(xué)習(xí)；教師不可強求學(xué)生在學(xué)習(xí)開始之前就什么都能理解，重視循序漸進地引導(dǎo)教學(xué)，因此，教師也需要了解學(xué)生的基礎(chǔ)水平，以便有針對性地教學(xué)；教師應(yīng)重視學(xué)習(xí)者的持續(xù)學(xué)習(xí)的能力，提高其學(xué)習(xí)質(zhì)量并持之以恒；是否成功的決定性、關(guān)鍵性因素是教師的不懈努力并且實施有效的策略。當(dāng)然，思維的培養(yǎng)是一個無比漫長的過程，就更不必說培養(yǎng)高階思維。因此，教師在教學(xué)中要精心創(chuàng)設(shè)問題情境，盡可能地在最大程度上促進學(xué)生進行積極的、自主的知識建構(gòu)。

顯然，教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到學(xué)習(xí)者是具有可塑性的，所有的學(xué)習(xí)者都處于發(fā)展中。課程與教學(xué)的過程應(yīng)為學(xué)生提供充分運用知識解決問題的機會，以此促進提升高階思維；對于問題求解難度的設(shè)置應(yīng)當(dāng)既有足夠的激發(fā)作用又不至于脫離實際能力范圍，鼓勵學(xué)生積極地進行思維交鋒和思想碰撞，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生主動地表達(dá)自己的思考和想法。

（四）形成并善用高階學(xué)習(xí)活動評價

以學(xué)習(xí)目標(biāo)為主要依據(jù)，運用調(diào)查、測驗、觀察等方式對其學(xué)習(xí)的效果做出具有一定標(biāo)準(zhǔn)的鑒定和價值判斷，包括學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果等方面，稱之為學(xué)習(xí)評價。反思和修訂學(xué)習(xí)目標(biāo)的活動學(xué)習(xí)評價對于高階學(xué)習(xí)活動的每一個環(huán)節(jié)來說發(fā)揮著重要的作用，是有效地開展高階學(xué)習(xí)活動的保證，因此對學(xué)生高階思維的發(fā)展具有非常重要的實踐意義和參考價值。從學(xué)生的視角出發(fā)，科學(xué)課堂促進學(xué)生的高階思維能力發(fā)展的一個重要手段就是反思性的學(xué)習(xí)評價。這種反思性評價重視學(xué)生的主體地位，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的自我監(jiān)督與自我調(diào)控意識和能力，學(xué)生主動設(shè)計、監(jiān)控、評價、反思與調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)活動。在具體的課堂教學(xué)實踐中，學(xué)生能夠通過科學(xué)探究，經(jīng)歷反思、評價、改進、完善等一系列活動完成自主建構(gòu)和自我監(jiān)控，在過程中發(fā)展思維，進而促進其科學(xué)素養(yǎng)的形成。主要有以下幾點：①評價主體多元。重視學(xué)生自評和生生互評，體現(xiàn)學(xué)生個人的主體性。②評價方式多元。教師除了采用傳統(tǒng)的量性評價之外，還要重視質(zhì)性評價發(fā)揮的作用。教師應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生多使用言語表述和行為表現(xiàn)的方式進行評價，如學(xué)習(xí)成果的實物展示、科學(xué)探究的思路分享等。除此之外，可充分合理地利用技術(shù)性評價，其具有一定的優(yōu)勢。技術(shù)性支持評價就是將信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)評價系統(tǒng)，并在課堂教學(xué)中完成形成性評價，以診斷學(xué)生已有的認(rèn)知和思維方式，通過技術(shù)工具分析更深層次的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)狀態(tài)，為改善和指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)提供科學(xué)依據(jù)。③評價內(nèi)容多元。能力比知識更重要，因此，學(xué)生的知識掌握情況、學(xué)生各方面能力的發(fā)展、學(xué)生的情感態(tài)度、價值觀等等都是教師要多多重視的。

總之，形成并合理地運用促進高階學(xué)習(xí)活動的評價，能夠提高科學(xué)課堂教學(xué)的效果，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生高階思維發(fā)展，有利于促進學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。