營造多重場域，發(fā)展高階思維

王燕群

【摘 要】培育學生高階思維的基礎是在科學教學中設置適宜思維參與的探究場域，使學生通過探究實踐實現(xiàn)深度學習。在《壓縮空氣》一課的教學中，教師“營造問題場，明確探究的方向；創(chuàng)設實驗場，挖掘探究的深度；開設辯論場，發(fā)展批判性思維；建立模型場，使思維可視化；營造游戲場，深化科學認識；引入生活場，遷移運用知識”，讓學生在深度學習中發(fā)展高階思維。

【關鍵詞】小學科學；高階思維；場域；深度學習

《義務教育科學課程標準（2022年版）》“倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經(jīng)歷科學探究以及技術與工程實踐的過程；重視師生互動和生生互動，引導學生對所學知識和方法進行總結、反思、應用和遷移，促進學生自主學習和合作學習”。培育學生高階思維的基礎是在科學教學中設置適宜思維參與的探究場域，使學生通過探究實踐實現(xiàn)深度學習。以教科版《科學》三年級上冊“空氣”單元中的《壓縮空氣》一課為例，教師可以采用六大實踐策略，使學生實現(xiàn)深度學習，發(fā)展高階思維。

一、營造問題場，明確探究的方向

科學探究往往是從提出問題開始的。所謂問題場，一般指為催生針對性問題而營造的學習場域。建構問題場，有利于學生進一步明確探究的方向，提升探究的實效性。

【教學片段1】

1.引入。教師出示裝滿水（染成紅色）的瓶子和空瓶子，引導學生用“占據(jù)空間”一詞來描述現(xiàn)象：裝滿水的瓶子的實質是水占據(jù)了瓶子的空間；空瓶子的實質是空氣占據(jù)了瓶子的空間。

2.思考。教師提問：可以再往裝滿水的瓶子里加水嗎？可以再往空瓶子里加空氣嗎？師生合作演示：用一個抽取了30 mL水和一個抽取了30 mL空氣的注射器分別向兩個瓶子里打水與空氣，并觀察實驗現(xiàn)象。教師引導學生思考：你有什么發(fā)現(xiàn)？裝滿水的瓶子無法再加入水，裝滿空氣的瓶子看似滿了卻還能再加入空氣，你怎么看待這個現(xiàn)象？

3.應用。教師讓學生討論：往一個裝滿高彈棉的透明玻璃杯中依次再塞入一些高彈棉碎塊，可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

教師可以結合小學科學的學科特點和學生已有的知識，通過有結構的對比實驗，營造良好的問題場，讓學生帶著問題開展實驗、觀察現(xiàn)象，從概念的內涵和外延出發(fā)解決問題，提高科學探究能力。上述教學片段中，教師創(chuàng)設了“往裝滿水的瓶子里加水，往裝滿空氣的瓶子里加空氣”的對比情境，及時引入問題，為學生提供觀察、思考的對象，使學生清晰把握探究的方向，主動對知識進行加工整理，讓科學探究更具指向性。

二、創(chuàng)設實驗場，挖掘探究的深度

實驗的本質是對未知領域進行探索。作為一種探究活動，實驗不僅有顯性的行動屬性，也有隱性的思維屬性。教師可以結合教學內容，創(chuàng)設實驗場，讓學生在探究活動中獨立思考、驗證結論，讓科學探究往縱深處推進。

【教學片段2】

1.引出思考問題。教師引導學生思考：空氣真的能壓縮嗎？我們來找找證據(jù)。學生開展小組討論，思考如何用實驗的方式來說明。

2.實驗前研討。（1）操作：用橡皮抵住注射器口、平視。（2）觀察：空氣占據(jù)的空間會不會變??？什么樣的現(xiàn)象能夠說明空氣可以被壓縮？（3）記錄。

3.分組探究活動。學生分小組開展探究活動。

上述教學片段中，教師引導學生借助注射器，創(chuàng)設實驗場，通過“討論—設計—探究”等環(huán)節(jié)，讓學生經(jīng)歷猜想、驗證的思維過程?！笆褂米⑸淦餮芯浚占諝饽軌嚎s的證據(jù)”這一探究活動的推進與高階思維的發(fā)展同步，呈現(xiàn)了逐步深入的特點。學生先猜測“空氣真的能壓縮嗎”，再探討“怎么做”，然后完成“用注射器取空氣、壓空氣”的實驗并進行記錄。實驗場的創(chuàng)設有助于學生邊學習邊思考，提升學生的綜合能力。

三、開設辯論場，發(fā)展批判性思維

批判性思維既是一種思維技能，也是一種思維傾向。它指的是個體在思維活動中獨立發(fā)現(xiàn)與批判質疑的能力和傾向。課堂上，教師可引導學生抓住關鍵點，提出質疑，辯出結論，由此發(fā)展學生的批判性思維。

【教學片段3】

1.小組內研討。教師引導學生用證據(jù)說明空氣能否被壓縮，并思考：空氣會不會被壓縮完？空氣有沒有減少？如何證明？師生共同設計“空氣逃走了”的演示實驗。

2.提出觀點。學生一致認為空氣能被壓縮，并舉出了多個例子加以證明。部分學生認為空氣會減少，最終會被壓縮完，其他學生持相反的意見。

3.展開實驗。學生開展實驗，收集相關證據(jù)。

4.交流新發(fā)現(xiàn)。學生通過實驗發(fā)現(xiàn)：壓縮注射器后松手，活塞會彈回去；通過壓縮，注射器中的空氣不會減少。

5.小結。空氣能被壓縮，壓縮空氣有彈性。

教師根據(jù)學生的認知規(guī)律，讓學生在解釋實驗現(xiàn)象的過程中，經(jīng)歷“分析—評價—創(chuàng)造”的思維過程。教師帶領學生用證據(jù)說明“空氣能被壓縮”，在這一基礎上，再引導學生推測“壓縮后空氣有沒有減少”。學生給出了不同的看法。最后，教師引導學生交流實驗結果，學生進行總結，給出了一致的結論。

四、建立模型場，使思維可視化

高階思維是指向綜合、歸納和創(chuàng)造的高層次思維活動。所謂模型場，指的是使思維可視化的外顯模型，它強調運用簡潔有力的思維活動，使探究更高效。

【教學片段4】

1.提問。教師提問：注射器里的空氣到底發(fā)生了什么變化？如果我們用8個小○代表空氣微粒，你認為空氣微粒被壓縮后會怎樣？請畫在記錄單的圖中。教師在黑板上用教具形象化地呈現(xiàn)3個注射器（如圖1），分別是注射器吸入一段空氣、往里推、松手后空氣微粒的狀態(tài)。

2.交流。學生認為微粒數(shù)量、大小不變，微粒間的空隙變了。

3.小結。師生總結：推活塞時空氣占據(jù)的空間變小，拉活塞時空氣占據(jù)的空間變大。松手后，注射器的活塞會彈回來，說明壓縮空氣有彈性。

上述活動中，學生把觀察到的現(xiàn)象記錄在實驗單上，呈現(xiàn)思考的成果。學生用模型演示空氣微粒被壓縮后的狀態(tài)，體現(xiàn)了思維可視化。在此過程中，學生自主分析實驗現(xiàn)象，對空氣微粒的數(shù)量、大小、間隔等進行探究。教師營造了模型場，使學生的思考更嚴謹。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，教師引導學生從微觀角度探究空氣微粒在壓縮和擴張時的變化，將看不見摸不著的空氣轉化成空氣微粒模型；其次，教師采用黑板貼的形式表示“推”和“拉”活塞時學生對空氣微粒變化的猜想，直觀清晰易操作；最后，不同小組在交流過程中產(chǎn)生了思維碰撞，即對“推”和“拉”活塞時空氣微粒變化與否產(chǎn)生了分歧。通過設計方案、尋找證據(jù)、檢驗假設，學生的證據(jù)意識和科學精神得到了培養(yǎng)。

五、營造游戲場，深化科學認識

游戲對兒童具有天然的吸引力。教學中，教師應結合教學內容為學生搭建游戲場，把具有明確探究目標的游戲活動引入課堂，引發(fā)學生的探究興趣，促進學生探究、鞏固、拓展、深化科學概念和科學原理。

【教學片段5】

1.游戲說明。教師說明：假設每個同學都是“空氣微粒”，老師是“活塞”，老師（活塞）用力推，把你們往一個方向推，會發(fā)生什么？

2.開展游戲活動。教師組織學生扮演空氣微粒，學生在教室過道中（注射器）排成一列，師生開始游戲：輕輕壓—松開活塞—用力壓—松開活塞。隨著教師（活塞）的擠壓，學生（空氣微粒）間的距離發(fā)生了變化，而學生（空氣微粒）本身的數(shù)量沒有變，大小也沒有變。

3.思考。學生思考出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。

4.小結。學生總結：空氣微粒占據(jù)的空間大小和空氣微粒之間的間隙發(fā)生了變化。

上述教學中，教師把教室過道設置為“注射器”，自己作為“活塞”，讓全體學生化身為“空氣微粒”，親身體驗“空氣能被壓縮”與“壓縮空氣有彈性”的現(xiàn)象。在輕松愉悅的探究過程中，學生既豐富了對壓縮空氣的感性認識，又形成了解決問題的實踐能力。學生從游戲活動出發(fā)，經(jīng)歷問題產(chǎn)生和問題解決的過程，逐漸深化對“空氣能被壓縮，壓縮空氣有彈性”的認識。在此過程中，學生科學探究的興趣得到了激發(fā)。

六、引入生活場，遷移運用知識

科學源于生活且服務于生活?？茖W的價值之一就在于解決實際生活問題。教師可以依據(jù)教材與教學實際，適時引入生活場，讓學生置身于真實的生活問題，思考解決方案，從而感受科學的無窮魅力。

【教學片段6】

1.解釋皮球模型。教師提問：給籃球打氣時運用的是什么原理？學生思考后用空氣的壓縮原理進行解釋。

2.拓展水的實驗。教師提問：空氣可以被壓縮，壓縮空氣有彈性。那么水可以被壓縮嗎？引導學生動手嘗試。

3.觀看空氣壓縮槍錄像。師生一同觀看空氣壓縮槍的錄像。

在學生已經(jīng)知道“空氣能被壓縮，壓縮空氣有彈性”的科學概念的基礎上，教師通過“皮球模型、水的壓縮實驗、制作空氣壓縮槍”等進行拓展，加深學生對知識的理解，實現(xiàn)知識的遷移。課堂以解決生活問題為中心，讓學生的思維沿著不同方向、不同角度向外擴散。生活場的引入巧妙地打開了學生的生活世界，激發(fā)了學生對書本外的世界的好奇心和探究欲。

思維參與的探究才是真正意義上的探究。教師要巧妙設計活動，通過創(chuàng)設豐富多彩、合理有效的教學情境，讓學生開展深度學習，實現(xiàn)思維的進階。

參考文獻：

［1］鮑里奇.有效教學方法［M］.易東平，譯.南京：江蘇教育出版社，2002.

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［3］林崇德，胡衛(wèi)平.思維型課堂教學的理論與實踐［J］.北京師范大學學報（社會科學版），2010（1）.

［4］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

（浙江省杭州市富陽區(qū)實驗小學）