以思維發(fā)展為核心的科學(xué)閱讀教學(xué)實踐研究*
——以“不簡單的杠桿”為例

陳名瑞 王偉鴿 （西南大學(xué)附屬小學(xué)）

科學(xué)思維作為核心素養(yǎng)的核心，[1]對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)并實現(xiàn)全面發(fā)展是必不可少的?？茖W(xué)閱讀則對于學(xué)生科學(xué)思維、問題解決能力的提升有重要促進作用，[2]而當(dāng)前對于科學(xué)閱讀的探討，更注重閱讀作為學(xué)習(xí)方式的外顯行為，卻忽略其作為能力素養(yǎng)的內(nèi)在生長?？茖W(xué)閱讀教學(xué)理論及實踐研究的缺乏致使科學(xué)教師在教學(xué)過程中底氣不足，難以入手。故本研究試圖在思維型探究教學(xué)理論的指導(dǎo)下，構(gòu)建以學(xué)生思維發(fā)展為核心的科學(xué)閱讀教學(xué)發(fā)展路徑，以促進相關(guān)科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生科學(xué)閱讀能力，并為科學(xué)教師實施科學(xué)閱讀教學(xué)提供理論支撐和實踐參考。

一、科學(xué)閱讀之必要性

自2020 年中央宣傳部印發(fā)《關(guān)于促進全民閱讀工作的意見》以來，全民閱讀在人們心中便愈加深入人心，至此，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域于中小學(xué)生閱讀素養(yǎng)的培養(yǎng)也邁入一個新時代?？v觀以閱讀教學(xué)為對象的學(xué)術(shù)研究，其主要聚焦在語文和英語領(lǐng)域。而閱讀作為一種提升學(xué)生個人素養(yǎng)、促進終身發(fā)展的學(xué)習(xí)方式，以及一種重要學(xué)習(xí)能力的體現(xiàn)，當(dāng)下對閱讀的理解不應(yīng)僅局限于語言上的閱讀，而應(yīng)是一種綜合性的閱讀。由于科學(xué)素養(yǎng)既包括科學(xué)的實質(zhì)性內(nèi)容，也包括“在所有閱讀過程中所需的概念、技能、理解和廣泛的價值觀”，故而科學(xué)閱讀恰能發(fā)揮出綜合閱讀的優(yōu)勢。[3]因此，科學(xué)教師及學(xué)生都應(yīng)意識到科學(xué)閱讀之重要性。PIRL2016 認為閱讀素養(yǎng)是對社會所需或個人認為有價值的文字語言進行理解和運用的能力。學(xué)生在學(xué)?；蛉粘Ｉ钪?，通過閱讀學(xué)習(xí)或參與閱讀者群體，并從中得到樂趣。[4]可見，閱讀是難以將學(xué)生的思維發(fā)展相割裂的，應(yīng)是一種探究式的閱讀。因此，應(yīng)重新審視科學(xué)閱讀的價值取向，重視學(xué)生的思維發(fā)展，在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐過程中使科學(xué)閱讀的重要作用得到真正發(fā)揮。

二、思維型科學(xué)探究教學(xué)理論探討

（一）思維型科學(xué)探究教學(xué)的基本原則

傳統(tǒng)教學(xué)的痼疾在于固化的課堂流程、單一的互動模式和淺表的分析環(huán)節(jié)，[5]容易忽視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的思維過程。而以學(xué)生為中心的思維型科學(xué)探究教學(xué)，以思維發(fā)展為核心和出發(fā)點，多點齊驅(qū)，共同助推學(xué)生思維發(fā)展。在教學(xué)過程中需要注意五個教學(xué)原則：（1）以思維能力的培養(yǎng)為核心，引領(lǐng)核心素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。多維素養(yǎng)的發(fā)展始終不離其根本，即思維能力的培養(yǎng)，唯有發(fā)展思維，才能引領(lǐng)素養(yǎng)的綜合生長。（2）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，能引起學(xué)生的認知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，從而引發(fā)學(xué)生的主動思考，保證思維過程的真實發(fā)生。（3）靈活協(xié)同自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)，支撐探究過程中學(xué)生的自主建構(gòu)。自主與合作作為重要的學(xué)習(xí)方式和不可或缺的發(fā)展能力，既使學(xué)生參與了高階思維過程，也達到了全員學(xué)習(xí)的目的。（4）通過應(yīng)用遷移加深學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)情感、態(tài)度與價值觀。不僅更利于學(xué)生建構(gòu)新知識，也是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。（5）科學(xué)系統(tǒng)地促進學(xué)生的發(fā)展，即是以學(xué)生的思維進階為理論基礎(chǔ)的。注重學(xué)生的思維進階，更符合學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展機制，也能確保新知識的合理建構(gòu)和高階思維能力的順利發(fā)展。[6]因此，思維型科學(xué)探究即是以思維發(fā)展為核心，情境激趣、自主合作 、應(yīng)用遷移、思維進階為支撐和保障的探究式教學(xué)過程。

（二）思維型科學(xué)探究教學(xué)的基本模式

基于思維型科學(xué)探究教學(xué)的基本原則，已有研究從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)評估三個方面構(gòu)建教學(xué)模式的理論框架，其目標(biāo)與過程模型如圖1 所示。[7]教學(xué)目標(biāo)包括：探究實踐、科學(xué)思維、態(tài)度責(zé)任和科學(xué)觀念。為落實以上目標(biāo)，學(xué)生在探究過程中需要完成一系列任務(wù)，包括產(chǎn)生問題，作出假設(shè)，制訂計劃、收集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達交流、反思評價、應(yīng)用遷移等。而相關(guān)任務(wù)則在一種具靈活性的科學(xué)探究教學(xué)流程得以體現(xiàn)，并凸顯其作用。該教學(xué)流程各環(huán)節(jié)即包括“情境創(chuàng)設(shè)與問題提出、作出假設(shè)并制訂計劃、收集證據(jù)與信息處理、得出結(jié)論與表達交流、總結(jié)反思與應(yīng)用遷移”。

圖1 思維型科學(xué)探究教學(xué)的目標(biāo)與過程模型

三、以“思維發(fā)展”為核心的科學(xué)閱讀教學(xué)發(fā)展路徑

（一）理論框架：以“思維發(fā)展”為核心的閱讀教學(xué)實踐

激發(fā)學(xué)生積極主動的思維，推動學(xué)生的思維發(fā)展，是科學(xué)閱讀教學(xué)活動的核心。因此，本研究基于思維型科學(xué)探究理論構(gòu)建了以思維發(fā)展為核心的科學(xué)閱讀教學(xué)流程（如圖2 所示）。

圖2 以思維發(fā)展為核心的科學(xué)閱讀教學(xué)流程

閱讀作為一種促進學(xué)生發(fā)展的學(xué)習(xí)方式，也作為一種個體所具備的理解和運用書面語言的能力素養(yǎng)，在閱讀教學(xué)實施過程中必然存在一定的閱讀屬性，相關(guān)屬性則內(nèi)植于科學(xué)閱讀教學(xué)流程的各個環(huán)節(jié)中。

第一，情境閱讀，產(chǎn)生問題。教學(xué)情境的設(shè)置旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機，鼓勵學(xué)生大膽思考、提出質(zhì)疑，形成主動學(xué)習(xí)、積極學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。首先是閱讀情境的設(shè)計，應(yīng)注意兩點：一是選擇的閱讀材料要有趣，能激發(fā)學(xué)生的主動性和積極性；二是設(shè)計閱讀情境時要源于現(xiàn)實生活，貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，能激活學(xué)生的前概念，保證學(xué)習(xí)動機的可持續(xù)性。其次是問題的產(chǎn)生，教師能引導(dǎo)學(xué)生從閱讀材料中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題，明確探究目標(biāo)。尤其是針對低學(xué)段學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，教師更應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生如何調(diào)用觀察、對比、分析等思維方式，以發(fā)現(xiàn)需要探究的問題。

第二，作出假設(shè)，制訂計劃。作出假設(shè)是基于研究問題提出假設(shè)的過程，其目的是闡明變量之間的關(guān)系。[8]學(xué)生需要通過因果推理、類比推理、演繹推理等邏輯思維，在已具備的科學(xué)觀念基礎(chǔ)上，提出可驗證的假設(shè)，[9]通過不斷測試和修正假設(shè)構(gòu)建知識。而學(xué)生為了證實自己所提出的假設(shè)，需要通過對多種信息進行不同水平的思維加工方式進行處理，以找到相應(yīng)證據(jù)。信息來源可以是教師所提供的恰當(dāng)?shù)拈喿x材料，亦可以是實驗操作過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象結(jié)果。因此，該階段制訂的計劃包括閱讀計劃和實驗計劃兩種，根據(jù)不同的問題和假設(shè)選取相應(yīng)的計劃類型。但需要注意的是，如進行閱讀計劃，閱讀材料選取時盡量避免單一性，多樣性的閱讀材料更容易激發(fā)學(xué)生的閱讀興趣，保證閱讀探究的持續(xù)性；如進行實驗計劃，則應(yīng)是基于閱讀后的實驗計劃。因為在閱讀的影響下，學(xué)生在已搭建的腳手架下，能更具有邏輯地進行實驗設(shè)計。而不管是閱讀計劃還是實驗計劃，均應(yīng)考慮并明確使用何種元認知策略有計劃地監(jiān)控和評價自己的學(xué)習(xí)過程。

第三，收集證據(jù)，信息處理。該階段，也是學(xué)生閱讀素養(yǎng)的重要體現(xiàn)階段。學(xué)生需要從容運用相應(yīng)的閱讀策略，教師應(yīng)適時引導(dǎo)學(xué)生利用觀察、發(fā)散、比較、分析、綜合等思維方式在閱讀材料中收集證據(jù)，推動學(xué)生合理利用有效的閱讀方法。不僅注重證據(jù)收集量的廣泛性，還應(yīng)綜合考量證據(jù)質(zhì)的可靠性。信息處理是信息的加工編碼階段，它涉及利用分析、綜合、推理等思維方式選擇、表征、協(xié)調(diào)及存儲信息等過程。[10]

表1 以思維發(fā)展為核心的教學(xué)實踐案例“不簡單的杠桿”

第四，得出結(jié)論，表達交流。主要是對探究得到的基本結(jié)論進行闡釋說明，以建立證據(jù)與主張之間的聯(lián)系。[11]學(xué)生需要在對閱讀材料的信息加工以后，考慮最初的研究問題或假設(shè)是否得到了回答或支持。表達交流同樣是一個合作學(xué)習(xí)的探究過程，包括師生交流與生生交流，可以采取個人分享的方式，也可以采取內(nèi)容交流的方式。交流過程中，學(xué)生能充分表達自己的主張并進行解釋，該過程起到自我監(jiān)測和他人評價的作用。該階段教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生批判性地看待同學(xué)的觀點和想法，都采取批判性思維進行思考，通過批判性交流找出最佳的結(jié)論和答案。

第五，總結(jié)反思，應(yīng)用遷移。通過總結(jié)反思和應(yīng)用遷移，學(xué)生能將獲取的知識遷移到新的情境中，由此對知識具有更加深層次的理解。因而也不可避免會產(chǎn)生新的可探究的問題，針對產(chǎn)生的新問題，不同認知水平的問題可采取不同的方式（閱讀或?qū)嶒灒┻M行下一輪探究，由此也可防止探究式閱讀被作為固定步驟進行照搬的局限性。

（二）教學(xué)案例：“不簡單的杠桿”

以思維發(fā)展為核心的閱讀教學(xué)也期望可以融入日常科學(xué)課堂教學(xué)中，下面即以教科版小學(xué)《科學(xué)》六年級（上冊）第三單元第3 課“不簡單的杠桿”為例，展示如何開展以思維發(fā)展為核心的科學(xué)閱讀教學(xué)。為呈現(xiàn)教學(xué)過程中學(xué)生的思維進階，并基于知識深度（DOK）模型理論分析教學(xué)過程中學(xué)生的思維發(fā)展過程。

該閱讀教學(xué)案例清晰呈現(xiàn)出探究式閱讀的教學(xué)過程，共經(jīng)歷了大致三個周期的探究過程。不同的探究周期也會在“總結(jié)反思，應(yīng)用遷移”階段產(chǎn)生值得探究的新問題，由于產(chǎn)生問題具有不同的認知水平，故在“作出假設(shè)，制訂計劃”階段可采取合適的方式方法展開。基于知識深度（DOK）模型分析可以發(fā)現(xiàn)，在該閱讀教學(xué)模式的指導(dǎo)下，隨著三個探究周期的開展，學(xué)生的思維水平也呈進階式發(fā)展，第一、第二周期的探究式閱讀也對第三周期的探究實驗設(shè)計產(chǎn)生了積極影響。

本課題傳統(tǒng)的探究教學(xué)過程中還存在教學(xué)情境簡單、缺乏趣味性，直接引出杠桿概念、缺乏概念建構(gòu)的思維過程，直接設(shè)計實驗在實驗中發(fā)現(xiàn)杠桿規(guī)律、缺乏思維進階以致學(xué)生難以理解等不足?？梢?，在該教學(xué)模式指導(dǎo)下，學(xué)生在閱讀情境的驅(qū)動下不僅自主建構(gòu)起杠桿概念并理解杠桿原理相關(guān)知識，還能進行有效遷移，真正在教學(xué)過程中使思維得到發(fā)展，并形成了對知識的深度理解。

已知思維發(fā)展是教學(xué)的核心，如果我們?nèi)杂脗鹘y(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)理念來培養(yǎng)今天的學(xué)生，則難以培養(yǎng)出具備核心素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才。在于學(xué)習(xí)者行為方式的改變是學(xué)習(xí)發(fā)生的外在表現(xiàn)，而大腦認知結(jié)構(gòu)的改變是學(xué)習(xí)發(fā)生的內(nèi)在特征。[12]科學(xué)閱讀教學(xué)與思維型教學(xué)兩者必須結(jié)合起來，使學(xué)生的思維沉浸在教育教學(xué)過程中。而欲使學(xué)生思維得到深度發(fā)展，教師也不能僅照搬教學(xué)模式和流程，而應(yīng)基于學(xué)生認知發(fā)展特征，聚焦教學(xué)目標(biāo)，靈活運用教學(xué)模式。思維教學(xué)涉及教育學(xué)、心理學(xué)多個領(lǐng)域，教師也應(yīng)不斷提高專業(yè)素質(zhì)，理解思維型教學(xué)的教學(xué)理念，然后結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗在科學(xué)閱讀教學(xué)過程中保障學(xué)生思維的有序發(fā)展。