尋覓思維型探究教學(xué)路徑

◇林 浩（浙江：舟山市普陀區(qū)沈家門第一小學(xué)）

一、思維型探究教學(xué)存在的問題

（一）對科學(xué)思維認識不足

小學(xué)科學(xué)課堂重視探究式教學(xué)，教師試圖讓學(xué)生在豐富的探究實踐中獲得概念認知與重新建構(gòu)，而概念的建構(gòu)離不開思維。很多教師對科學(xué)思維缺乏清晰的認知。2017 年版和2022 年版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)有了許多變化，其中2022 年版課標(biāo)首次提出了“核心素養(yǎng)”導(dǎo)向，并將科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)分為四方面：科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任。新增了“科學(xué)思維”，其余三個概念也進行了更新。課標(biāo)制定組組長胡衛(wèi)平教授也在解讀新課標(biāo)中多次提到：要認清探究式教學(xué)發(fā)展至今，表面上提的是探究，實際上關(guān)注的是思維。

（二）對學(xué)生思維水平關(guān)注不夠

1～2 年級的學(xué)生以具體形象思維為主，而5～6 年級學(xué)生則處于具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段。小學(xué)生的思維特點決定了其在觀察和認識事物過程中，習(xí)慣以知覺主導(dǎo)思考，缺乏運用比較、分析、推理、聯(lián)想等思維方法進行科學(xué)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。而教師在教學(xué)備課中往往會忽視這方面的準(zhǔn)備，對于學(xué)生所處的思維水平認識是比較模糊的。

（三）對發(fā)展思維教學(xué)認識模糊

由于很多科學(xué)教師本身對科學(xué)思維的形式和方法并不熟悉，導(dǎo)致在很多科學(xué)課堂教學(xué)中，動手實踐活動豐富，卻忽視了活動背后思維層面的設(shè)計，以至于學(xué)生的科學(xué)探究流于表面，缺少了思維的發(fā)展。

二、尋覓思維型探究教學(xué)路徑

（一）利用板書幫助學(xué)生運用思維模型

板書作為課堂教學(xué)設(shè)計中的重要組成部分，具有提綱挈領(lǐng)的作用。一方面板書突出了教學(xué)的重難點，使整節(jié)課的科學(xué)概念框架一目了然；另一方面板書還可以作為提煉思維模型的支架工具，通過層次性、結(jié)構(gòu)性地呈現(xiàn)板書內(nèi)容，幫助學(xué)生在梳理過程中掌握和運用一些基本的思維模型。

1.有序呈現(xiàn)板書，讓學(xué)生學(xué)會分析

教師在設(shè)計板書時，除了要設(shè)計整個板書的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)外，也要設(shè)計板書內(nèi)容的呈現(xiàn)次序及其在教學(xué)中的呈現(xiàn)時間。通過板書呈現(xiàn)的先后順序，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷觀察現(xiàn)象—分析現(xiàn)象—解釋現(xiàn)象的過程，逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用分析的思維開展科學(xué)活動。如在二年級下《測試反應(yīng)快慢》一課中，教師可以借助幾個主要活動有序呈現(xiàn)板書，以“翻拍手游戲”聚焦感官運用，引出關(guān)鍵在于反應(yīng)能力；以“抓住尺子次數(shù)”指導(dǎo)反應(yīng)能力的測試，并認識到反應(yīng)有快慢；以“統(tǒng)計測試分數(shù)”進一步測試反應(yīng)快慢，并使學(xué)生意識到訓(xùn)練可以提升反應(yīng)能力；最后以“大腦功能”解釋反應(yīng)功能的原理，提升學(xué)生對人體器官協(xié)調(diào)發(fā)展的認知。以幾項主要活動為主線，使學(xué)生不僅學(xué)會觀察器官和運用器官，更能通過教師板書的提示，運用思維分析器官和解釋器官。

二年級學(xué)生的思維仍處于具體形象思維階段，所以教師在設(shè)計本課時，要著重關(guān)注主要活動的設(shè)計，使學(xué)生有充分的活動體驗。板書的價值在于幫助學(xué)生理解每一個活動背后的意義，并且可以通過這樣的形式強化學(xué)生在今后活動中建立運用分析思維解釋活動現(xiàn)象的科學(xué)習(xí)慣。

2.結(jié)構(gòu)排布板書，讓學(xué)生掌握正反思維

傳統(tǒng)的線性板書格式呆板，內(nèi)容上也是側(cè)重知識點的記錄，缺乏科學(xué)思維的浸潤與梳理。通過有結(jié)構(gòu)地排布板書，不僅可以呈現(xiàn)概念之間的聯(lián)系，更重要的是傳達一些科學(xué)思維方法的運用。

如五下《溫度與水的變化》一課，學(xué)生在主要活動中要經(jīng)歷加熱和撤去加熱兩個階段，觀察水溫變化和沸騰情況。這個過程其實就是在通過搜集數(shù)據(jù)來佐證熱量變化（有無火加熱）直接影響水的溫度變化這一觀點，而這兩個階段其實是運用正向和反向的思維方法來達到論證目的。在本課的板書中，教師主要設(shè)置兩條線：一條是水的形態(tài)之間的轉(zhuǎn)變；另一條是熱量、溫度和物體形態(tài)變化之間的關(guān)系。學(xué)習(xí)過程試圖以第一條線為活動載體，通過不斷觀察和分析來收集證據(jù)，并判斷和解釋主要概念：熱量變化導(dǎo)致了物體溫度變化，而物態(tài)變化取決于溫度。教師在主要活動中通過提煉正向和反向的思維方法，并借助板書呈現(xiàn)，幫助學(xué)生理解和掌握活動中的思維方法。

（二）利用記錄引領(lǐng)學(xué)生思維歷程

考慮到小學(xué)生的思維特點和科學(xué)課探究實踐的性質(zhì)，學(xué)生探究活動中的記錄顯得尤為重要。記錄的形式和內(nèi)容都需要基于學(xué)生現(xiàn)有的思維水平和課程的教學(xué)目標(biāo)，精心設(shè)計。好的活動記錄設(shè)計，既可引領(lǐng)學(xué)生更好地完成實踐活動，也可在對接核心概念的同時，聚焦思維歷程。

1.在記錄單中體現(xiàn)信息價值

記錄單是科學(xué)實驗中常用的記錄工具，教師會根據(jù)對不同年級學(xué)生的學(xué)情分析來設(shè)計記錄單的記錄形式和記錄要求。比如1～2 年級的實驗記錄單，常常以畫一畫和勾一勾的形式進行觀察和選擇的記錄，3 年級以后則慢慢以數(shù)據(jù)、文字和圖畫等多種形式記錄觀察對象或現(xiàn)象，并要求在分析的基礎(chǔ)上進行歸納與總結(jié)。但很顯然，記錄單的功能不僅限于此，它在某種程度上也可以說是學(xué)生的思維在活動過程中的外顯。那么逆向思考，是否可以通過記錄單的設(shè)計引領(lǐng)學(xué)生思維的歷程呢？

在《溫度與水的變化》一課的教學(xué)中，教師首先引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注火（熱量）與水形態(tài)變化的關(guān)系，并基于此設(shè)計相關(guān)的驗證實驗進行佐證。此時，教師可以將學(xué)生需要觀察和記錄的加熱中的現(xiàn)象用“信息收集”與“觀點佐證”的形式加以呈現(xiàn)，要求學(xué)生在實驗觀察中盡可能地收集關(guān)鍵信息，并有意識地分析這些信息，判斷哪些信息與自己的假設(shè)（觀點）相關(guān)聯(lián)。

同樣的設(shè)計思路也可以運用到其他記錄單的設(shè)計上。如教學(xué)《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課時，學(xué)生對于尺子和皮筋的振動有了感官上的認知，而這種體驗實際上是為收集“聲音是由物體振動產(chǎn)生的”這一觀點的證據(jù)而進行的，所以教師可以在設(shè)計記錄單時，就強調(diào)觀點假設(shè)與證據(jù)收集，要求學(xué)生關(guān)注收集證據(jù)，并借助畫出幾種物體的振動現(xiàn)象和比較幾種物體的振動共性進行匯報論述。

2.借趨勢圖進行推理分析

記錄單本身就是學(xué)生活動的一種思維痕跡，學(xué)生根據(jù)記錄單匯報的過程就是運用思維進行整理分析的過程。怎樣讓分析的過程更清晰，并且有助于學(xué)生據(jù)此進行橫向比較或縱向發(fā)展推理？目前已有很多思維可視化設(shè)計的相關(guān)研究，比如觀察圖、概念圖、思維導(dǎo)圖等的設(shè)計與運用策略，都是為了更好地幫助學(xué)生梳理概念的產(chǎn)生或聯(lián)系，從而實現(xiàn)思維的發(fā)展。

在五下“溫度與水的變化”和二下“測試反應(yīng)快慢”的探究活動中，學(xué)生都需要記錄一串連續(xù)的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的分析直接關(guān)系到學(xué)生對本課核心概念的理解程度。如在“水溫變化折線圖”中，燒杯里的水經(jīng)歷了加熱與停止加熱，水溫的變化趨勢可以非常清晰地呈現(xiàn)出熱量與溫度之間的關(guān)系。學(xué)生可以很好地理解兩者的聯(lián)系，并學(xué)習(xí)如何推斷接下來水溫的變化。教師可以提問引導(dǎo)學(xué)生：如果把燒杯放進冰塊里，水的溫度會如何變化？此時學(xué)生就可以根據(jù)已經(jīng)掌握的概念進一步推理分析。同理，在“測試反應(yīng)快慢”實驗中，以兩人一組進行反應(yīng)快慢的測試，利用類似折線圖的點狀記錄方式，既能反映出兩人反應(yīng)水平的高低，又反映了個體在訓(xùn)練后反應(yīng)水平得到提升的趨勢。

（三）利用對話培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)

胡衛(wèi)平教授在《科學(xué)思維培育學(xué)》一書中提出：科學(xué)思維的品質(zhì)是在學(xué)習(xí)研究的過程中逐漸形成和發(fā)展的，其主要包括思維的深刻性、靈活性、批判性、敏捷性和獨創(chuàng)性五個方面。在小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)中，板書、記錄單、實驗材料等均可以作為學(xué)習(xí)支架，輔助學(xué)生在探究活動中實現(xiàn)思維品質(zhì)的提升。但值得注意的是，師生、生生之間的對話，相比于這一類學(xué)習(xí)支架來說，顯得更為靈活機動。從表現(xiàn)形式上看，對話更像是思維發(fā)展的動態(tài)呈現(xiàn)。

1.問題對話：建立概念通道，培養(yǎng)思維深刻性

教師的問題鏈作為課堂對話的常用教學(xué)策略，常?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生從局部走向整體，加強主要概念之間的聯(lián)系，實現(xiàn)思維品質(zhì)的提升。如《溫度與水的變化》一課，主要概念包括：“熱量變化導(dǎo)致了物體溫度變化”和“物態(tài)變化取決于溫度”。對于學(xué)生而言，容易觀察到的是水溫的變化和水升溫過程中的現(xiàn)象，而如何建立起形態(tài)變化、溫度變化、熱量變化幾個概念之間的聯(lián)系，就需要借助教師有層次、有指向的問題鏈加以引導(dǎo)。比如，教師可以設(shè)計這樣幾個問題來遞進概念關(guān)系：水在什么時候變成水蒸氣？是什么讓水持續(xù)升溫直至沸騰？這種能力是什么？從哪里來？

盡管問題鏈都是多個問題的組合，但教師心里要明確這一組問題都是指向同一個核心概念的，本質(zhì)上是要解決一個大問題。只不過教師要基于學(xué)生原有的概念認知水平和理性思維水平進行問題的分解，通過問題鏈的形式放慢腳步，用有邏輯的思維提問幫助學(xué)生走向最佳發(fā)展區(qū)。

2.情境對話：激活概念遷移，培養(yǎng)思維靈活性

從思維品質(zhì)的靈活性方面來看，它要求學(xué)生能從不同方面、不同角度思考問題，并善于將所學(xué)概念進行有效的正遷移，即思維遷移能力。課堂教學(xué)時間有限，教師在組織學(xué)生完成實踐和研討后，往往以拓展問題的形式留給學(xué)生思考。這雖然能在一定程度上延續(xù)學(xué)生的探究興趣，但也容易流于形式，造成走過場的局面。

在《溫度與水的變化》一課結(jié)尾，教師可以在梳理總結(jié)的基礎(chǔ)上進一步聯(lián)系生活中的熱學(xué)現(xiàn)象，在與全班學(xué)生簡單有效的對話中繼續(xù)思考，既是從整體上與能量大概念的對接，也可以讓學(xué)生在情境中遷移所學(xué)，進一步掌握熱學(xué)現(xiàn)象中的基本規(guī)律。

三、結(jié)語

顯然，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維不是一蹴而就的，教師只有不斷地在備課中關(guān)注教材背后的思維內(nèi)涵、在設(shè)計中關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)前的思維水平、在實施中關(guān)注探究活動中的思維發(fā)展，學(xué)生的實踐探究才是真實進行的，學(xué)生的科學(xué)思維才能得以真正長足有效的發(fā)展。