以三個(gè)“支架”促成學(xué)生思維的進(jìn)階

魯婷

〔摘? ? 要〕? “雙減”背景下，每位教師都應(yīng)思考如何構(gòu)建高效課堂?？茖W(xué)思維作為核心素養(yǎng)的核心，是落實(shí)素養(yǎng)課堂的關(guān)鍵。教師在教學(xué)中需要搭建可視化思維支架，幫助學(xué)生將隱性的思維過(guò)程直觀地表現(xiàn)出來(lái)，使思維走向更深處，實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力的雙螺旋向上發(fā)展。本文主要從實(shí)驗(yàn)單支架、材料支架、問(wèn)題鏈支架三方面，結(jié)合具體案例，闡述如何讓學(xué)生的思維在課堂上“顯”出來(lái)、“畫(huà)”出來(lái)和“說(shuō)”出來(lái)，以此促成學(xué)生思維的進(jìn)階。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；支架；思維；進(jìn)階

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 16? ? 010-012

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)，包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任。其中，科學(xué)思維作為核心素養(yǎng)中的核心和關(guān)鍵，首次被明確提出。它是一種從科學(xué)的視角認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律，并運(yùn)用思維方法解決科學(xué)問(wèn)題的能力。課標(biāo)修訂組專(zhuān)家胡衛(wèi)平教授曾說(shuō)過(guò)：凡是不能促進(jìn)學(xué)生思維的教學(xué)行為，都不能促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展；凡是能有效促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)行為，一定會(huì)促進(jìn)學(xué)生的積極思維。由此可見(jiàn)，有效培養(yǎng)科學(xué)思維，是落實(shí)“素養(yǎng)課堂”的關(guān)鍵。

在科學(xué)探究活動(dòng)中搭建適當(dāng)?shù)目梢暬季S支架，可以使學(xué)生的隱性思維過(guò)程直觀地表現(xiàn)出來(lái)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力的雙螺旋向上發(fā)展。

一、現(xiàn)狀 · 分析

新課標(biāo)提出科學(xué)思維后，有關(guān)科學(xué)思維的解讀和理論研究紛紛出現(xiàn)。然而，一線教學(xué)教師在經(jīng)過(guò)各級(jí)培訓(xùn)后發(fā)現(xiàn)，科學(xué)思維的培養(yǎng)真正落實(shí)起來(lái)挑戰(zhàn)性非常大?，F(xiàn)階段小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀如下。

學(xué)生：“低階”式學(xué)習(xí)依賴(lài)。他們更喜歡通過(guò)識(shí)記、刷題等方式學(xué)習(xí)科學(xué)，在探究活動(dòng)中懶于動(dòng)腦。

教師：“樹(shù)梢”式教學(xué)觀念。他們聚焦于知識(shí)的傳授，探究重結(jié)論而輕過(guò)程，常常淡化學(xué)生思維的培養(yǎng)、解決問(wèn)題能力的提升。

教學(xué)：“孤島”式教學(xué)模式。程序化的探究實(shí)踐過(guò)程，活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，思考時(shí)間短，交流過(guò)程缺乏思維碰撞，整個(gè)過(guò)程缺少高階思維的參與。

由此可見(jiàn)，以知識(shí)傳授為主的課堂教學(xué)傳統(tǒng)模式，給予學(xué)生獨(dú)立思考和思維碰撞的機(jī)會(huì)少，以至于在課堂教學(xué)中，學(xué)生的思維很難被挖掘，思維進(jìn)階受阻。

二、改變·出路

科學(xué)思維的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)久的過(guò)程，需要在每節(jié)科學(xué)課中去落實(shí)。探究活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑，在活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以搭建可視化思維支架，促使學(xué)生的隱性思維過(guò)程得以外顯，幫助學(xué)生思維走向更深處，以此推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。那么在小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中，如何有效搭建思維支架來(lái)促成學(xué)生思維進(jìn)階？這值得我們摸索和實(shí)踐。在課堂教學(xué)中，筆者嘗試從實(shí)驗(yàn)單支架、材料支架和問(wèn)題鏈支架三方面探尋思維可視化的實(shí)施路徑。

三、實(shí)踐·探索

（一）實(shí)驗(yàn)單支架——把思維“畫(huà)”出來(lái)

新課標(biāo)提出，要設(shè)計(jì)并實(shí)施能夠促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思維型探究和實(shí)踐。

為了促使學(xué)生的思維外顯，為后期的交流研討做鋪墊，探究活動(dòng)開(kāi)始前，教師就需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)單支架，使學(xué)生的思維能夠在實(shí)驗(yàn)單中呈現(xiàn)。交流研討中，學(xué)生可以借助這張實(shí)驗(yàn)單，不斷內(nèi)化科學(xué)知識(shí)，持續(xù)挖掘思維的深度。

例如，教科版二年級(jí)下冊(cè)《磁鐵的兩極》一課，本課從“條形磁鐵各部分磁力是怎樣的？”這一核心問(wèn)題出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生利用有結(jié)構(gòu)的材料（條形磁鐵、回形針、鋼珠、鐵粉等），用多種方法來(lái)證明條形磁鐵上磁力大小的分布情況。因?yàn)槎昙?jí)學(xué)生還處于具體形象思維階段，他們更喜歡通過(guò)形象的方式進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，所以本節(jié)課的探究活動(dòng)，我為他們提供了一張看似非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)單。實(shí)驗(yàn)單上雖然只畫(huà)了條形磁鐵，但卻能夠讓學(xué)生的思維過(guò)程在實(shí)驗(yàn)單上留痕。探究活動(dòng)前，學(xué)生可以將想到的實(shí)驗(yàn)方法畫(huà)出來(lái)；探究活動(dòng)中，學(xué)生可以將觀察到的現(xiàn)象（如磁鐵兩端吸引的回形針最多或小鋼珠總是往條形磁鐵兩端“跑”等），以簡(jiǎn)圖的方式記錄下來(lái)；探究活動(dòng)后的研討環(huán)節(jié)，學(xué)生可以借助這張實(shí)驗(yàn)單進(jìn)行交流，從而幫助他們把思維外顯。通過(guò)全班交流研討，最終生成多個(gè)證據(jù)，在思維碰撞中進(jìn)一步內(nèi)化成學(xué)生的核心概念，促成思維進(jìn)階。

（二）材料支架——讓思維“顯”出來(lái)

探究活動(dòng)中，我們除了需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)單外，還需要為學(xué)生準(zhǔn)備有結(jié)構(gòu)的材料。在1～2年級(jí)的科學(xué)教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生探究欲望很強(qiáng)、特別喜歡動(dòng)手，但動(dòng)手之后的“思維表達(dá)”對(duì)他們而言則比較困難。為了培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和實(shí)證意識(shí)，教師需要準(zhǔn)備有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)他們借助直觀可見(jiàn)的現(xiàn)象，將其轉(zhuǎn)化為證據(jù)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)，幫助他們將思維過(guò)程“顯”出來(lái)。

例如，教科版一年級(jí)下冊(cè)《認(rèn)識(shí)一袋空氣》一課，我通過(guò)依次呈現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的材料，培養(yǎng)學(xué)生的思維表達(dá)能力和實(shí)證意識(shí)。聚焦環(huán)節(jié)，我出示一個(gè)快遞箱，依次取出裝有木塊、水的密封袋，同時(shí)復(fù)習(xí)所運(yùn)用的觀察方法，為本課后續(xù)的探究活動(dòng)做好知識(shí)和方法的鋪墊。之后，我出示一個(gè)鼓鼓的空袋子，引出本課要研究的空氣，激發(fā)學(xué)生的思維動(dòng)機(jī)。探索環(huán)節(jié)的第一個(gè)活動(dòng)，首先為學(xué)生提供一個(gè)透明保鮮袋，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)法收集一袋空氣，并通過(guò)看、摸、聞等方法觀察這袋空氣的特征，在觀察過(guò)程中說(shuō)一說(shuō)用了什么方法，觀察到空氣有怎樣的特征。第二個(gè)活動(dòng)，出示水槽、燒杯、自封袋、水、木塊等更為豐富的活動(dòng)材料，引導(dǎo)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)材料，使用一定的方法，將空氣與水、木塊進(jìn)行對(duì)比觀察，在對(duì)比觀察中，發(fā)現(xiàn)空氣與它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。在有結(jié)構(gòu)的材料支架的支撐下，學(xué)生從對(duì)空氣的單獨(dú)觀察到與其他物體的對(duì)比觀察，從觀察到的現(xiàn)象中，不斷尋找相關(guān)證據(jù)來(lái)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)空氣的特征。交流研討環(huán)節(jié)，學(xué)生再次借助實(shí)驗(yàn)材料，邊演示邊介紹空氣具有的特點(diǎn)，借助直觀的現(xiàn)象，幫助他們有序、有理地描述空氣的特征，促成學(xué)生研討環(huán)節(jié)的思維碰撞。

（三）問(wèn)題鏈支架——將思維“說(shuō)”出來(lái)

問(wèn)題鏈?zhǔn)峭七M(jìn)思維進(jìn)程的一個(gè)個(gè)腳手架，在交流研討環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)設(shè)置幾個(gè)彼此關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，在一個(gè)個(gè)問(wèn)題的引領(lǐng)下，組織學(xué)生展開(kāi)深度的思維交流。通過(guò)問(wèn)題鏈的層層推進(jìn)，幫助學(xué)生像科學(xué)家那樣去思考、去實(shí)踐，在“有聲”的交流和表達(dá)中，將思維推向更深處。

如六上“能量”單元《電和磁》一課，學(xué)生在模擬奧斯特實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，觀察到“指南針發(fā)生微微偏轉(zhuǎn)”。針對(duì)這一現(xiàn)象，我組織學(xué)生展開(kāi)了以下研討。

師：是什么讓磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)？

生1：可能是導(dǎo)線內(nèi)的金屬絲讓磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。（拿出一根導(dǎo)線去靠近指南針，但磁針并沒(méi)有偏轉(zhuǎn)。）

師：為什么導(dǎo)線內(nèi)金屬絲靠近指南針，磁針沒(méi)有偏轉(zhuǎn)？

生2：導(dǎo)線內(nèi)的金屬絲是銅絲，是不能讓磁針偏轉(zhuǎn)的。

生3：我覺(jué)得應(yīng)該是導(dǎo)線內(nèi)的電流使磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

師：為什么電流可以讓磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這又能說(shuō)明什么？

（這里需要引導(dǎo)學(xué)生回顧能讓磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物質(zhì)可能是鐵、鈷、鎳制品，或者有磁性的物品。）

……

生：通電導(dǎo)線中不含鐵、鈷、鎳這些金屬，所以可能是電流產(chǎn)生了磁性，讓指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

師：如果你是奧斯特，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象并做出推測(cè)之后，你會(huì)把它公布于眾嗎？

生：不會(huì)。因?yàn)闆](méi)有充分的證據(jù)，而且這個(gè)偏轉(zhuǎn)角度還不夠明顯。

師：怎樣才能讓指南針偏轉(zhuǎn)角度更明顯？

學(xué)生進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并探究，發(fā)現(xiàn)短路和增加線圈可以使指南針偏轉(zhuǎn)角度更明顯。

師（繼續(xù)追問(wèn)）：這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明什么？

生：當(dāng)加大電流后，電流越大，磁針偏轉(zhuǎn)角度越明顯，所以磁針的偏轉(zhuǎn)是導(dǎo)線中的電流引發(fā)的，這說(shuō)明電流是有磁性的。

師：現(xiàn)在我們可以把這個(gè)發(fā)現(xiàn)（電流可以產(chǎn)生磁性）公布出去了嗎？

此時(shí)再通過(guò)一段閱讀資料，學(xué)生明白了原來(lái)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有那么容易，他們需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的反復(fù)實(shí)驗(yàn)和研究，在充分證據(jù)的支持下，才能得出結(jié)論。

上述案例中，學(xué)生針對(duì)“磁針發(fā)生微微偏轉(zhuǎn)”這一現(xiàn)象，在問(wèn)題鏈的引導(dǎo)下，首先推測(cè)分析出使指南針發(fā)生微微偏轉(zhuǎn)的可能是導(dǎo)線內(nèi)的電流，接著對(duì)這一推測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證，最后通過(guò)閱讀資料，明白科學(xué)家得出一個(gè)結(jié)論是多么不容易，進(jìn)而強(qiáng)化實(shí)證意識(shí)。案例中呈現(xiàn)的是問(wèn)題鏈中的主要問(wèn)題，它是推動(dòng)學(xué)生深入思考的關(guān)鍵。在交流研討中，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)問(wèn)題支架，層層深入，抽絲剝繭，促使學(xué)生產(chǎn)生思維碰撞，學(xué)生在“有聲”研討的過(guò)程中，思維得以?xún)?nèi)化。

四、結(jié)語(yǔ)·展望

在思維支架的探索和實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，按照教學(xué)環(huán)節(jié)遞進(jìn)路徑適時(shí)搭建可視化的思維支架，可促使學(xué)生將思維“畫(huà)”出來(lái)、“顯”出來(lái)、“說(shuō)”出來(lái)，能夠?yàn)樗麄兊乃季S進(jìn)階提供有力的支持。但學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，思維支架的構(gòu)建也是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)和積累的過(guò)程。只有不斷地探索和實(shí)踐，才能將其更好地應(yīng)用于日常教學(xué)之中。

參考文獻(xiàn)

[1]劉濯源．基于思維可視化的教學(xué)效能提升策略［J］．基礎(chǔ)教育參考，2016（19）：3-7．

[2]喻伯軍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）課例式解讀科學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022.

[3]胡衛(wèi)平．思維型科學(xué)探究教學(xué)的理論建構(gòu)[J]．課程·教材·教法，2021（6）：123-129．