“三鏈五階”打造思維型課堂的策略研究

◇李溯源 李福生（浙江：杭州市臨平第一小學(xué) 杭州市臨平區(qū)教育發(fā)展研究學(xué)院）

小學(xué)生具有“好玩、好奇、好動”的身心特點(diǎn)，熱衷于實(shí)驗(yàn)操作，忽視科學(xué)思維。為了改變現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為可以借鑒學(xué)習(xí)周期理論，打造“三鏈五階”思維型課堂，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷連貫的探究過程，助推學(xué)生思維發(fā)展。

一、“三鏈五階”思維型課堂的界定

“三鏈五階”思維型課堂：“三鏈”分別是問題鏈、活動鏈、思維鏈；“五階”是指讓學(xué)生經(jīng)歷“設(shè)境質(zhì)疑—多元假設(shè)—探究實(shí)踐—實(shí)證研討—拓展延伸”五個階段，促進(jìn)科學(xué)實(shí)踐與科學(xué)思維協(xié)同發(fā)展（見圖1）。

圖1 “三鏈五階”思維型課堂圖式

（一）問題鏈——精準(zhǔn)提問，“問”到好處

“問題鏈”，顧名思義就是問題成鏈，搭建“為什么—怎么想—怎么驗(yàn)證—說明什么—知道了什么”推進(jìn)路徑，以教學(xué)目標(biāo)為指向，通過問題來驅(qū)動。

（二）活動鏈——結(jié)構(gòu)探究，“探”出邏輯

科學(xué)探究是以活動為載體，對“聚焦—探索—研討—拓展”四個板塊進(jìn)行優(yōu)化，形成活動鏈。

1.設(shè)境質(zhì)疑指向研究對象

創(chuàng)設(shè)誘導(dǎo)式情境，形成認(rèn)知沖突，提出核心問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)動機(jī)。

2.多元假設(shè)，暴露原有認(rèn)知

基于核心問題，大膽提出假設(shè)，暴露學(xué)生前概念，甄別前概念的類型，有利于教師把握教學(xué)起點(diǎn)，做到有的放矢。

3.探究實(shí)踐，搜集事實(shí)證據(jù)

運(yùn)用學(xué)習(xí)支架，進(jìn)行自主探究，獲取事實(shí)概念，形成可靠證據(jù)。

4.實(shí)證研討，建構(gòu)科學(xué)概念

建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)聯(lián)，有理有據(jù)地表達(dá)觀點(diǎn)與見解，使研討逐步走向深入，自主建構(gòu)科學(xué)概念。

5.拓展延伸，形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)

學(xué)以致用，釋疑解難，整固科學(xué)概念，形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

（三）思維鏈——激活思維，“思”達(dá)深度

科學(xué)思維是核心素養(yǎng)的四個維度之一，主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等。在探究實(shí)踐中，采用分析與綜合、比較與分類等思維方法，進(jìn)行有深度的思考，進(jìn)而能夠解決簡單問題?！八季S鏈”以活動鏈為載體，以問題鏈驅(qū)動，讓學(xué)生經(jīng)歷“疑—想—究—述—辯”的思維過程。

二、“三鏈五階”思維型課堂的特點(diǎn)

（一）進(jìn)階上升

學(xué)習(xí)是一個進(jìn)階的過程，科學(xué)探究需要經(jīng)歷“提出問題—分析問題—解決問題”的過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階。

（二）并駕齊驅(qū)

問題鏈、活動鏈、思維鏈三鏈并軌前行。首先，要設(shè)計好活動，符合教學(xué)邏輯；其次，圍繞核心問題，進(jìn)行分解，形成學(xué)習(xí)動因；最后，凸顯“疑—想—究—述”的思維過程。

（三）協(xié)同發(fā)展

三者相互依存（問題鏈驅(qū)動活動鏈，活動鏈促進(jìn)思維鏈，思維鏈衍生新的問題鏈），相互促進(jìn)，螺旋上升，協(xié)同發(fā)展。以《熱在水中的傳遞》一課為例（見圖2）。

圖2 《熱在水中的傳遞》“三鏈五階”思維型課堂教學(xué)路徑

三、“三鏈五階”思維型課堂的教學(xué)策略

（一）設(shè)境質(zhì)疑：投石問路，指向核心問題

1.迎合學(xué)習(xí)起點(diǎn)

課前調(diào)研能夠了解學(xué)生的認(rèn)知水平、前概念類型和思維起點(diǎn)，科學(xué)安排學(xué)習(xí)進(jìn)階，做到教與學(xué)的無縫對接。

2.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境

真實(shí)的情境能夠快速博取學(xué)生的眼球，做到“新、奇、趣”，形成認(rèn)知沖突。

【案例1】在《熱在水中的傳遞》一課中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過熱在金屬中的傳遞，認(rèn)為熱在U 型金屬與U 型管水的傳遞情況類似，距離加熱點(diǎn)相等的1 號溫度計示數(shù)會等于2 號溫度計。A 教師在演示實(shí)驗(yàn)時注重對學(xué)生的觀察指導(dǎo)。隨后每隔20秒進(jìn)行讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)1 號溫度計的溫度上升，2 號溫度計的溫度一直沒變，這與預(yù)測完全不同。利用這一沖突，激起學(xué)生探究興趣。

3.提出核心問題

良好的開端，成功的一半。聚焦核心問題，指向探究目標(biāo)。

【案例2】在《食物在口腔里的變化》一課中,B 教師出示兩張去年和今年奶奶拍的照片，通過比較奶奶戴假牙前后的變化，學(xué)生關(guān)注到奶奶裝上假牙后臉色變好、變胖，聚焦“為什么裝上假牙后，臉色變好，人也胖了呢”，指向“牙齒有怎樣的結(jié)構(gòu)和功能”的核心問題。

（二）多元假設(shè)：合理猜想，助力實(shí)證探究

1.倡導(dǎo)“有根據(jù)猜測”

指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會“有根據(jù)猜測”。大膽假設(shè)不等于憑空猜測，在教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生采用“我們猜測可能是……導(dǎo)致的，因?yàn)椤钡木涫奖硎?，使假設(shè)具有合理性。

2.巧用可視化工具

指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“可視化猜測”。借助可視化工具呈現(xiàn)猜測，這不僅能使教師充分了解學(xué)生的所思所想，也能讓其他學(xué)生知曉。

畫一畫?？梢圆捎谩爱嬕划嫛钡姆绞竭M(jìn)行呈現(xiàn)。例如在一下《觀察一種動物》一課中，C 教師先讓學(xué)生畫出蝸牛，喚醒學(xué)生記憶。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生觀察蝸牛，進(jìn)行局部修正。

寫一寫。針對答案不唯一的核心問題，可以采用“寫一寫”的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。例如五上《身體的運(yùn)動》一課中，各小組借助舉啞鈴的體驗(yàn)活動，觸摸哪些器官參與運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)各自特點(diǎn)，推測相應(yīng)功能。

貼一貼?？紤]到小學(xué)生的書寫速度與能力，也可以“貼一貼”的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。例如在三下《壓縮空氣》一課中，D 教師提供給每小組若干圓形磁貼，讓學(xué)生用圓形磁貼代表空氣微粒，猜想“當(dāng)壓縮或擴(kuò)張空間時，空氣微粒將會如何變化”。

3.擴(kuò)大猜測者范圍

讓學(xué)生人人都進(jìn)行猜測，充分暴露他們的原有認(rèn)知。同時，要豐富多元假設(shè)。

【案例3】《營養(yǎng)要均衡》一課中，E 教師設(shè)置了“建立自己的食物寶塔”教學(xué)目標(biāo)，并為學(xué)生準(zhǔn)備了“飲食金字塔”。飲食金字塔的四面正好分別面對小組四個成員，可以讓每個人都建立一個自己的食物寶塔，指向“怎樣健康飲食”。

（三）探究實(shí)踐：實(shí)證支撐，掌握科學(xué)方法

1.提供有結(jié)構(gòu)材料

教師提供“有結(jié)構(gòu)材料”，為學(xué)生搭建科學(xué)支架。

【案例4】在五下《熱在水中的傳遞》一課中，為學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)材料：茶葉、燒杯、回形玻璃管、數(shù)顯溫度計。借助茶葉看見水的流動情況，利用數(shù)顯溫度計測量水溫變化，佐證熱在水中的傳遞過程。

2.明確探究方法

實(shí)驗(yàn)前，可以借助問題鏈，分解實(shí)驗(yàn)操作步驟，突破實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)。

【案例5】以三下《地球——水的星球》一課為例，小學(xué)生較難完成“比較海陸面積”的任務(wù)。F 教師通過“怎么比較幾何圖形大小？—怎么比較海陸面積？—有沒有什么方式能數(shù)得又快又準(zhǔn)確？”問題鏈搭建學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)方法。

3.運(yùn)用學(xué)習(xí)表單

設(shè)計學(xué)習(xí)表單，方便學(xué)生記錄，再現(xiàn)思維過程，形成可靠證據(jù)。例如，在五上《心臟與血液》一課中，G 教師設(shè)計的學(xué)習(xí)表單采用打“√”的方式進(jìn)行記錄，速度較快。學(xué)生能清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，突出“理解心臟跳動的意義”的教學(xué)重點(diǎn)(見圖3)。

圖3 五上《心臟與血液》學(xué)習(xí)表單

（四）實(shí)證研討：表達(dá)交流，建構(gòu)科學(xué)概念

研討環(huán)節(jié)，讓學(xué)生充分表達(dá)，相互啟發(fā)、爭論、修正，逐步去粗存精，去偽存真，由此及彼，由表及里。

1.表達(dá)呈現(xiàn)

（1）預(yù)留時間

在研討環(huán)節(jié)，應(yīng)預(yù)留充足時間，讓學(xué)生充分表達(dá)已獲得的認(rèn)識，傾聽他人的發(fā)現(xiàn)，學(xué)會比較，當(dāng)出現(xiàn)矛盾時，積極剖析其中的原因。

（2）巧用技術(shù)

運(yùn)用互動二維碼、Excel、SPSS 等信息技術(shù)助力教學(xué)，高效、直觀地呈現(xiàn)證據(jù)。例如在執(zhí)教五下《溫度不同的物體相互接觸》時，H 教師利用溫度傳感器將12 個小組的數(shù)據(jù)迅速呈現(xiàn)在屏幕上。學(xué)生通過觀察可獲取“熱水溫度降低，冷水溫度升高”的事實(shí)概念。

（3）規(guī)范表達(dá)

描述現(xiàn)象前，應(yīng)梳理思路，語言加工，做到全息、全程、有序，達(dá)成共識。以三上《水沸騰了》一課為例，通過適時追問、引導(dǎo)點(diǎn)撥，學(xué)生能夠按照水中、水面、水面上空的次序完整描述水沸騰的現(xiàn)象。

2.建立關(guān)聯(lián)

以問題鏈引導(dǎo)學(xué)生建立證據(jù)與解釋的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)溯源意識與舉證意識。

（1）對比實(shí)驗(yàn)：“變量—結(jié)果”關(guān)聯(lián)

進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)時，關(guān)注變量與結(jié)果之間的因果關(guān)聯(lián)。以三上《水到哪里去了》一課為例，學(xué)生發(fā)現(xiàn)敞口的杯子水量明顯減少，另一個封口的杯子水量變化不大。教師以“觀察到了什么？—說明了什么？—水到哪里去了？”問題鏈引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

（2）模擬實(shí)驗(yàn)：“模型—原型”關(guān)聯(lián)

進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時，關(guān)注模型與原型之間的屬性關(guān)聯(lián)。以五上《身體的運(yùn)動》一課為例，采用方木、皮筋、門合頁、工字釘模擬手臂的運(yùn)動，以“××模擬××，（發(fā)揮了）……的作用”句式幫助學(xué)生建立“骨、關(guān)節(jié)和肌肉協(xié)同作用”的科學(xué)概念。

（3）定量實(shí)驗(yàn)：“數(shù)據(jù)—對象”關(guān)聯(lián)

進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)時，關(guān)注數(shù)據(jù)與研究對象之間的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)是實(shí)踐探究中收集到的直觀證據(jù)，而數(shù)形轉(zhuǎn)換是教學(xué)中獲取數(shù)據(jù)變化規(guī)律的有力工具。在保證數(shù)據(jù)真實(shí)有效的前提下，觀察比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化趨勢和隱藏規(guī)律。在五下《熱在水中的傳遞》一課中，測量回形玻璃管四個點(diǎn)位的水溫變化并轉(zhuǎn)化為折線圖，基于“溫度為什么會這樣變化”進(jìn)行研討，引導(dǎo)學(xué)生推理得出“熱水上升，冷水下沉”的結(jié)論。

3.推理論證

推理分為歸納推理、演繹推理和類比推理三類。

（1）歸納推理

歸納推理是從若干個別的事實(shí)認(rèn)識前提出發(fā)，推出一般性原理的邏輯思維方法，從個別到一般，完成學(xué)習(xí)進(jìn)階。以四下《鳳仙花開花了》一課為例，學(xué)生解剖鳳仙花、百合花、桃花、南瓜花四類花，歸納推理得到“花的結(jié)構(gòu)與功能”。

（2）演繹推理

演繹推理是從一般性認(rèn)識推出個別性或特殊性認(rèn)識的思維方法。以六下《各種各樣的動物》一課為例，學(xué)生通過生活經(jīng)驗(yàn)與資料卡建構(gòu)了“遺傳和變異”的科學(xué)概念。I 教師以“其他動物寶寶和動物的爸爸有哪些方面的相同和不同”問題引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用演繹推理，形成結(jié)論。

（3）類比推理

類比推理是適合小學(xué)生在科學(xué)探究實(shí)踐中獲取科學(xué)認(rèn)識的重要思維方法，能夠幫助學(xué)生由此及彼，觸類旁通，建構(gòu)科學(xué)概念。

【案例6】K 教師在執(zhí)教三下《地球——水的星球》時發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在比較了地表的海洋與陸地面積后，往往會忽略各類水體深度，陷入“地球水資源極其豐富”的誤區(qū)。通過類比，學(xué)生能夠清楚認(rèn)識到地球上水資源總量并不多，且能直接利用的水占比極少，進(jìn)而形成節(jié)約水資源的意識。

（五）拓展延伸：學(xué)習(xí)深化，形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)

1.解釋原因

運(yùn)用科學(xué)概念解釋情境問題。在五下《熱在水中的傳遞》一課中，學(xué)生在建構(gòu)“熱對流”科學(xué)概念后再回過頭來解釋“燒不死的魚”的原因，學(xué)以致用，加深對熱對流的認(rèn)識。

2.遷移應(yīng)用

拓展提升，還需要靈活運(yùn)用，舉一反三。在五下《熱在水中的傳遞》一課中，以“水與空氣都是流體，熱在空氣中的傳遞方式是怎樣的呢？”拓展問題結(jié)尾，旨在引導(dǎo)學(xué)生展開類比推理，得到“空氣也發(fā)生熱對流”的結(jié)論，解一篇而萬篇明。

3.創(chuàng)新思維

打破課堂時空壁壘，拓展探究深度，創(chuàng)新科學(xué)思維，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

【案例7】五上《制作一個潛望鏡》拓展環(huán)節(jié),J教師發(fā)布一則征集制作創(chuàng)意潛望鏡的公告，學(xué)生展開奇思妙想，應(yīng)用發(fā)散思維：可在黑暗中找東西的潛望鏡；可看周圍360°的潛望鏡；可調(diào)整伸縮高度的潛望鏡……學(xué)生摩拳擦掌，迫不及待。

綜上所述，“三鏈五階”思維型課堂是一種理想的課堂，體現(xiàn)素養(yǎng)導(dǎo)向下的教學(xué)理念，指向核心問題，助力實(shí)證探究，促進(jìn)科學(xué)思維，最終培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。