《它們?nèi)ツ睦锪恕氛n思維型教學(xué)讓學(xué)生學(xué)會(huì)“像科學(xué)家一樣思考”

◇崔深根（北京：北京市陳經(jīng)綸中學(xué)分校望京實(shí)驗(yàn)學(xué)校）

為推動(dòng)“雙減”落地，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)立足學(xué)情，敢于針對(duì)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)行教學(xué)模式進(jìn)行改造與完善，精心建構(gòu)指向多元發(fā)展的梯度科學(xué)探究實(shí)踐活動(dòng)。

“雙減”背景下的小學(xué)科學(xué)教育應(yīng)回歸教育本質(zhì)：以幫助學(xué)生成長(zhǎng)為核心，關(guān)注學(xué)科本質(zhì)；以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為重心，實(shí)施“以思維為素養(yǎng)核心，在科學(xué)探究實(shí)踐中整合多維素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展”的教學(xué)模式，即思維型教學(xué)模式。這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生個(gè)體的關(guān)注，是對(duì)教育教學(xué)方式方法的改進(jìn)，是提質(zhì)增效的價(jià)值取向，有助于“雙減”在科學(xué)教育中落到實(shí)處。

小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式的教學(xué)過(guò)程分為“聚焦問(wèn)題、質(zhì)疑猜想—探究實(shí)踐、驗(yàn)證推測(cè)—反思提升、形成概念—聯(lián)系生活、應(yīng)用遷移”4 個(gè)環(huán)節(jié)。（見(jiàn)圖1）

在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生將碎片化的學(xué)習(xí)活動(dòng)融合在一起，使之成為具有延續(xù)性、系統(tǒng)性、進(jìn)階性的整體活動(dòng)，保障學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)高效建構(gòu)知識(shí)間的概念關(guān)系，在綜合性學(xué)習(xí)中獲得更多發(fā)展，為學(xué)生多維成長(zhǎng)賦能，使小學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中學(xué)會(huì)“像科學(xué)家一樣思考”。

圖1 小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式的教學(xué)過(guò)程框架圖

一、在問(wèn)題情境中質(zhì)疑

教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，聚焦問(wèn)題隱藏上位概念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，暴露學(xué)生前概念和經(jīng)驗(yàn)。

皮亞杰認(rèn)知發(fā)展的階段性理論認(rèn)為，構(gòu)建科學(xué)概念的過(guò)程就是學(xué)生的原有認(rèn)知與新概念間不斷發(fā)生沖突，通過(guò)學(xué)習(xí)不斷相互融合的過(guò)程。教師創(chuàng)設(shè)情境，師生聚焦探究的科學(xué)問(wèn)題，研究的問(wèn)題中要隱藏上位概念，研究的問(wèn)題一定要與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，從而引發(fā)學(xué)生的興趣，通過(guò)學(xué)生表述自己的觀點(diǎn)（或猜想）與理由（或依據(jù)），在學(xué)生的理由（或依據(jù)）中暴露出學(xué)生已有的與探究問(wèn)題相關(guān)的前概念（即原有認(rèn)知）。但是學(xué)生擁有的下位概念不能解釋該例子，從而引起學(xué)生認(rèn)知上的不平衡，使之和原有知識(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突，就能引起學(xué)生強(qiáng)烈的興趣和求知欲。當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生某種需要而沒(méi)有得到滿足時(shí)，便能迅速激活其思維。

教師在設(shè)置教學(xué)情境的內(nèi)容時(shí)需注意：低年級(jí)宜偏重科學(xué)探究的興趣，高年級(jí)則可偏重科學(xué)探究的內(nèi)容。

教學(xué)情境的引入需注意：大多數(shù)教師只是“引”到了學(xué)生對(duì)于科學(xué)現(xiàn)象的觀點(diǎn)（或猜想）環(huán)節(jié)，并沒(méi)有繼續(xù)追問(wèn)學(xué)生得出這種觀點(diǎn)（或猜想）的理由（或依據(jù)）。也就是說(shuō)，情境引入環(huán)節(jié)只是到達(dá)了“引”的層次，并沒(méi)有達(dá)到“入”的深度，沒(méi)有將學(xué)生的原有認(rèn)知充分挖掘出來(lái)，只是一種流于表象的“情境引入”。

那么，如何做到真正讓學(xué)生在情境引入中“入”進(jìn)去？這需要教師教會(huì)學(xué)生“既表達(dá)他的觀點(diǎn)，又說(shuō)出他的理由”的科學(xué)邏輯敘述方式，也就是要說(shuō)“觀點(diǎn)+理由”的完整話語(yǔ)。隨后，我們要針對(duì)學(xué)生說(shuō)出的理由（或依據(jù)），恰當(dāng)、及時(shí)地進(jìn)行精準(zhǔn)追問(wèn)，深挖學(xué)生知識(shí)體系中與科學(xué)概念對(duì)應(yīng)的原有認(rèn)知。

例如，教學(xué)教科版小學(xué)一年級(jí)科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n時(shí)，我采用三匹小馬馱貨過(guò)河的情境進(jìn)行教學(xué)。小馬1 到達(dá)河對(duì)岸說(shuō)自己馱的鹽袋變輕了，小馬2 到達(dá)河對(duì)岸說(shuō)自己馱的紅糖袋也變輕了，馱著石子的小馬3 聽(tīng)了它們的話，興奮地說(shuō)：“我覺(jué)得我過(guò)河后我的貨物也會(huì)變輕?！?/p>

師提出問(wèn)題：三匹小馬誰(shuí)說(shuō)得對(duì)呢？

通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生們得出自己的觀點(diǎn)：“小馬1 是對(duì)的，小馬2 是對(duì)的，小馬3 是錯(cuò)的?！比欢?，這只是他們的觀點(diǎn)（或判斷），并不是學(xué)生對(duì)于溶解概念的原有認(rèn)知，這時(shí)就需要教師深度挖掘他們提出這個(gè)觀點(diǎn)的理由是什么。

師：“你為什么覺(jué)得小馬1是對(duì)的？”

“你為什么覺(jué)得小馬2是對(duì)的？”

“你為什么覺(jué)得小馬3是不對(duì)的？”

當(dāng)學(xué)生提出自己的理由后，教師一定要及時(shí)展開(kāi)追問(wèn)，“追”的是學(xué)生更深層的理由，實(shí)際上追問(wèn)所得到的答案，就是學(xué)生對(duì)于“溶解”的前概念（原有認(rèn)知），同時(shí)這個(gè)過(guò)程也是學(xué)生運(yùn)用自己的前概念（原有認(rèn)知）對(duì)溶解概念進(jìn)行初步拆解的過(guò)程。通過(guò)追問(wèn)得到的答案，更加貼近“溶解”的科學(xué)概念。（見(jiàn)圖2）

圖2 《它們?nèi)ツ睦锪恕非榫骋朐O(shè)計(jì)框架圖

這時(shí)，教師需判斷出學(xué)生前概念（原有認(rèn)知）的起點(diǎn)在哪里，區(qū)分出學(xué)生原有認(rèn)知的特點(diǎn)。有的學(xué)生的已有認(rèn)知離科學(xué)概念很近，是屬于科學(xué)概念的內(nèi)涵中的，教師可以通過(guò)同化豐富這部分學(xué)生原有認(rèn)知的內(nèi)涵。有的學(xué)生的已有認(rèn)知距離科學(xué)概念很遠(yuǎn)，并且有錯(cuò)誤，教師可以通過(guò)糾正這部分學(xué)生的原有認(rèn)知的外延，讓他們的認(rèn)知更加靠近科學(xué)概念。基于此，教師可以確定選取哪些教學(xué)內(nèi)容，采用怎樣的教學(xué)策略，幫助學(xué)生將原有認(rèn)知達(dá)到本節(jié)課的階段終點(diǎn)，即正確理解溶解的科學(xué)概念。

基于上面充分的情境“引入”環(huán)節(jié)，在第二環(huán)節(jié)中學(xué)生才能進(jìn)行真實(shí)的、有選擇的、有目的性的觀察，高效地進(jìn)行邏輯求證的探究實(shí)踐活動(dòng)。

二、在探究實(shí)踐中建構(gòu)

教師提供學(xué)習(xí)材料，基于上面的預(yù)設(shè)，有針對(duì)性地開(kāi)展探究性科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生自主建構(gòu)科學(xué)解釋。

學(xué)生認(rèn)知水平相近，感知模式相似，通過(guò)合作交流，豐富感知經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)自主思維加工提供基礎(chǔ)。依據(jù)小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，低、中年級(jí)可以從具體的或?qū)W生熟悉的日常物品入手，利用韋恩圖等形象的手段引導(dǎo)學(xué)生尋找、發(fā)現(xiàn)共同點(diǎn)；中、高年級(jí)學(xué)生已具備了某些下位概念，可引導(dǎo)他們直接從外部的、非本質(zhì)的特征向內(nèi)部的、本質(zhì)的特征深入，一步步抽象，達(dá)到概括。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式搜集證據(jù)，對(duì)證據(jù)進(jìn)行感知、比較、歸納、概括，從而產(chǎn)生推測(cè)，形成科學(xué)解釋。

例如，教學(xué)教科版小學(xué)一年級(jí)科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n時(shí)，我為學(xué)生提供了三組實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)材料，經(jīng)過(guò)合理排序，便于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行有效的比較與歸納。（見(jiàn)圖3）

圖3 《它們?nèi)ツ睦锪恕诽骄繉?shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)框架圖

學(xué)生完成前兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，對(duì)自己的依據(jù)進(jìn)行求證，將取得的證據(jù)通過(guò)歸納、概括等手段，自主求證（得到）溶解的科學(xué)解釋，對(duì)溶解的概念進(jìn)一步地進(jìn)行拆解，從而逐步構(gòu)建出溶解概念的知識(shí)體系。

三、在反思交流中提升

教師組織小組數(shù)據(jù)展示、匯報(bào)交流活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生反思自己的理由是否正確，分享自己的推測(cè)與科學(xué)解釋，并互相進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)探究過(guò)程、結(jié)果和學(xué)生的科學(xué)解釋，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思。聽(tīng)取不同的觀點(diǎn)并從中得到啟發(fā)，進(jìn)而能從不同角度完善對(duì)概念的理解，發(fā)展自己的思維，形成準(zhǔn)確的科學(xué)概念。

例如，教學(xué)教科版小學(xué)一年級(jí)科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n時(shí)，學(xué)生在互評(píng)環(huán)節(jié)中首先對(duì)食鹽顆粒與紅糖顆粒由大變小的速度進(jìn)行進(jìn)一步的討論，從而完善“溶解”概念中“慢慢地”特點(diǎn)。

在觀察到清水被紅糖染色現(xiàn)象后，有學(xué)生提出：紅糖顆粒溶解過(guò)程中，紅糖顆粒就像我們上操時(shí)，先排隊(duì)在一起，然后隨著音樂(lè)均勻分散到各個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行做操。學(xué)生通過(guò)枚舉法，形象描述出“溶解”概念中“均勻分布”的特點(diǎn)。

在不同的觀點(diǎn)與推理中，學(xué)生們逐漸完善自己認(rèn)知的“溶解”概念，更加理解與接近“溶解”的科學(xué)概念。

在通過(guò)對(duì)小馬3 與小馬1、小馬2 所取得的不同證據(jù)的對(duì)比，學(xué)生認(rèn)識(shí)到“能被水溶解”“不能被水溶解”的區(qū)別之處，從而潛移默化地與生活中的物品相聯(lián)系，運(yùn)用這把“尺子”判斷哪種物體能被水溶解，哪種物體不能被水溶解。

四、在新情境中遷移

教師提供新情境，鼓勵(lì)應(yīng)用新概念，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)概念的遷移應(yīng)用。

概念學(xué)習(xí)完成之后，教師精心選擇新的問(wèn)題情境，使學(xué)生將新概念遷移到新情境中，不斷加深對(duì)概念的理解和應(yīng)用，做到融會(huì)貫通，發(fā)展高階思維。

例如，學(xué)習(xí)教科版小學(xué)一年級(jí)科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n后，為了發(fā)散學(xué)生思維，拓寬學(xué)生視野，達(dá)到學(xué)以致用、舉一反三的目標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)小環(huán)節(jié)：生活中哪些物質(zhì)可以被水溶解？哪些物質(zhì)不可以被水溶解？進(jìn)行舉例說(shuō)明。

絕大多數(shù)學(xué)生都能提出“速溶咖啡能被水溶解”“橡皮不能被水溶解”等。其中一名學(xué)生認(rèn)為：“食用油不能被水溶解，因?yàn)橥械稳胧秤糜?，可以看到一滴滴的油花?！甭?tīng)到他提出的事例，教室里沸騰了，學(xué)生紛紛發(fā)表自己的見(jiàn)解與判斷。我抓住了這個(gè)轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)會(huì)，為學(xué)生繼續(xù)創(chuàng)設(shè)“哪些液體可以被水溶解？”的科學(xué)情境，進(jìn)一步探究液體之間溶解的奧秘。

小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式重視學(xué)生在概念學(xué)習(xí)進(jìn)程中上、下位概念的聯(lián)結(jié)及核心概念的深度建構(gòu)，重視對(duì)學(xué)生前概念（原有認(rèn)知）的指導(dǎo)與挖掘，重視核心概念的遷移與應(yīng)用。

小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式的教學(xué)過(guò)程，在有限時(shí)間內(nèi)，關(guān)注教育的每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)細(xì)節(jié)，幫助教師有效開(kāi)展聚焦核心概念的教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使學(xué)生在“邏輯求證”的教學(xué)過(guò)程中，不斷驗(yàn)證、完善、更改自己的原有認(rèn)知，形成正確的科學(xué)觀念，發(fā)展科學(xué)思維，運(yùn)用科學(xué)的方法提升小學(xué)科學(xué)課程教育效能，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。