基于深度思維教學(xué)《刺激與反應(yīng)》

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)思維作為核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)中，有的教師把過程與方法也作為一種知識(shí)來教授，常導(dǎo)致以知識(shí)為重、機(jī)械模擬探究等突出問題，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生好奇心的發(fā)展，不符合核心素養(yǎng)的基本要求?；趯?duì)以往教學(xué)的深層次反思，教師要精心組織、加強(qiáng)監(jiān)控，讓學(xué)生經(jīng)歷有效探究和實(shí)踐。在《刺激與反應(yīng)》教學(xué)中，教師可嘗試開展基于深度思維的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、立足核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)思維目標(biāo)

《刺激與反應(yīng)》是五年級(jí)“人體的‘司令部’”單元的第一課，教學(xué)內(nèi)容主要包括三個(gè)部分：第一部分通過真實(shí)場(chǎng)景的再現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生正確理解刺激與反應(yīng)之間的因果聯(lián)系；第二部分通過開展刺激和反應(yīng)的游戲?qū)嶒?yàn)，收集整理并分析數(shù)據(jù)，揭示反應(yīng)速度存在差異；第三部分通過親身體驗(yàn)，區(qū)分普通反應(yīng)和本能反應(yīng)。

科學(xué)思維既包括指導(dǎo)探究實(shí)踐的方法論，又包括學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成的關(guān)鍵能力。強(qiáng)調(diào)科學(xué)思維目標(biāo)的設(shè)計(jì)，是因?yàn)榭茖W(xué)思維是指導(dǎo)學(xué)生開展探究實(shí)踐的方法先導(dǎo)，只有“想”得全面，才能“做”得準(zhǔn)確?？茖W(xué)思維蘊(yùn)含著學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的態(tài)度責(zé)任，還是形成科學(xué)觀念的關(guān)鍵，它關(guān)注學(xué)生的“想法”，是學(xué)生進(jìn)行探究的“準(zhǔn)備”和學(xué)習(xí)過程中大腦活動(dòng)的軌跡。教師應(yīng)基于核心素養(yǎng)和學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)本課的科學(xué)思維目標(biāo)。

學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)，通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方式獲取數(shù)據(jù)信息，在討論分析的基礎(chǔ)上，歸納刺激與反應(yīng)的特征與聯(lián)系，基于數(shù)據(jù)的比較，分析反應(yīng)的個(gè)體差異性，通過對(duì)反應(yīng)的分類，科學(xué)建構(gòu)刺激與反應(yīng)的模型。

二、強(qiáng)化思維進(jìn)階注重思維過程

教師在對(duì)刺激與反應(yīng)的認(rèn)識(shí)中設(shè)計(jì)了兩個(gè)活動(dòng)。

活動(dòng)1：學(xué)生觀看一段無聲的視頻，一群學(xué)生正在室外玩耍，突然全部跑進(jìn)教室，講臺(tái)上教師在講話，學(xué)生歡呼雀躍。視頻沒有聲音和旁白，于是教師巧妙地設(shè)計(jì)了三個(gè)問題：這群學(xué)生前后動(dòng)作有什么變化？發(fā)生這個(gè)變化的原因可能是什么？哪些感官參與了這項(xiàng)活動(dòng)？

活動(dòng)2：請(qǐng)一名同學(xué)聞一聞和嘗一嘗杯子里的神秘液體，其他同學(xué)根據(jù)這個(gè)同學(xué)的表情猜測(cè)杯子里可能是什么液體，并說明猜測(cè)依據(jù)。

學(xué)生在低年級(jí)時(shí)對(duì)于眼耳鼻舌和皮膚等感覺器官有所了解，但沒有系統(tǒng)了解隱藏在人體內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)于刺激與反應(yīng)只停留在感知階段。在學(xué)習(xí)過程中，教師可引導(dǎo)他們用表格的形式將收集的信息進(jìn)行分類整理：什么產(chǎn)生了變化、產(chǎn)生變化的原因是什么、哪個(gè)感官參與了活動(dòng)。這個(gè)分析有助于學(xué)生將自己的生活經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到學(xué)習(xí)中，他們?cè)谟^察的過程中對(duì)收集的信息進(jìn)行加工，尋找視頻材料中發(fā)生動(dòng)作變化的個(gè)別屬性，再將收集的信息分為什么產(chǎn)生變化、產(chǎn)生變化的原因、參與的感官三個(gè)大類（見表1）。學(xué)生在討論的過程中抽取這些活動(dòng)的共同特點(diǎn)：感官接收到刺激就會(huì)隨之做出反應(yīng)。學(xué)生通過“觀察—分類—抽取—概括”，經(jīng)歷從形象思維到抽象思維的全過程。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，由于教師缺乏對(duì)學(xué)生思維認(rèn)知發(fā)展的關(guān)注，常常被簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的問答環(huán)節(jié)。事實(shí)上，進(jìn)階式的科學(xué)思維對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)非常重要，教師要以活動(dòng)和問題為主線，使學(xué)生的思維由發(fā)散到聚焦，經(jīng)歷分析與綜合、比較與分類、抽象與概括的過程，讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中不斷健全和完善思維鏈條系統(tǒng)，只有思維鏈條和課堂教學(xué)緊密結(jié)合在一起，才能驅(qū)動(dòng)探究實(shí)踐的高效開展。

三、圍繞核心概念培養(yǎng)思維能力

《刺激與反應(yīng)》一課對(duì)應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)“生物體的穩(wěn)定與調(diào)節(jié)”學(xué)科核心概念下的“人體通過一定調(diào)節(jié)機(jī)制保持穩(wěn)態(tài)”，這一核心概念主要讓學(xué)生通過真實(shí)情境的體驗(yàn)，認(rèn)識(shí)生物體的穩(wěn)態(tài)，初步了解人體復(fù)雜的生命活動(dòng)，從而初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)與能量、穩(wěn)定與變化等跨學(xué)科概念。本節(jié)課學(xué)習(xí)中，學(xué)生在已有的人體感官認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上探究人體刺激與反應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而分辨一般反應(yīng)和本能反應(yīng)，建構(gòu)人體通過自我調(diào)節(jié)維持穩(wěn)態(tài)的核心概念，這也是他們科學(xué)思維發(fā)展的過程。學(xué)生在低年級(jí)時(shí)基于直接觀察簡(jiǎn)單描述自己的身體，在中年級(jí)時(shí)結(jié)合直接觀察和圖文資料分析和表述人體結(jié)構(gòu)的重要特征，在高年級(jí)時(shí)通過比較和概括等方法建構(gòu)生命知識(shí)的簡(jiǎn)單模型，在這樣的學(xué)習(xí)過程中，他們的科學(xué)思維得到了有效發(fā)展。

課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生能在熟悉的真實(shí)環(huán)境中，通過分析、比較、抽象、概括等方法，抓住簡(jiǎn)單事物的本質(zhì)特征，利用歸納、演繹等方法，建立證據(jù)與觀點(diǎn)之間的聯(lián)系，構(gòu)建對(duì)觀點(diǎn)的合理解釋，提升科學(xué)思維能力。在對(duì)刺激與反應(yīng)的認(rèn)識(shí)和模型建構(gòu)中，學(xué)生需要通過對(duì)觀察和實(shí)驗(yàn)中收集的信息進(jìn)行加工、整合、概括、抽象等，并通過判斷、處理得出正確結(jié)論，然后建立對(duì)刺激與反應(yīng)的客觀認(rèn)識(shí)。

本課屬于單元起始課，是接下來神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和鋪墊，教師在教學(xué)中要注重知識(shí)的前后銜接，關(guān)注大單元設(shè)計(jì)，形成以概念為主導(dǎo)的有結(jié)構(gòu)的知識(shí)體系，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

四、基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練思維品質(zhì)

實(shí)證意識(shí)是科學(xué)思維的重要組成部分，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作獲得數(shù)據(jù)，要讓他們意識(shí)到科學(xué)結(jié)論需要通過數(shù)據(jù)來推導(dǎo)和分析，驗(yàn)證自己的猜想和假設(shè)。同時(shí)，還要讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在誤差，需要多次實(shí)驗(yàn)和觀察來驗(yàn)證結(jié)論的正確性。

課堂中，“抓尺子”游戲讀取的數(shù)據(jù)具有隱性的內(nèi)涵，通過對(duì)數(shù)據(jù)的解構(gòu)可以看出一個(gè)人玩同樣的游戲和多人玩同一種游戲，以及他們的最短距離都不相同，學(xué)生通過對(duì)第一組數(shù)據(jù)橫向及縱向的分析可以抽象出反應(yīng)速度具有個(gè)體差異性，這是他們思維深刻性的表現(xiàn)。“掐秒表”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是建立在第一組數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，用最短時(shí)間比較反應(yīng)快慢，既是基于賽跑時(shí)用時(shí)間評(píng)價(jià)跑得快慢的類比，也有基于數(shù)據(jù)的分析與綜合。學(xué)生在“抓尺子”和“掐秒表”兩個(gè)游戲?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的采集、加工、處理過程中進(jìn)一步明確了反應(yīng)的個(gè)體差異，從解決測(cè)量反應(yīng)速度快慢問題時(shí)采取了兩種以上的方法，體現(xiàn)了思維的靈活性（如圖1、2）。學(xué)生通過對(duì)比杭州亞運(yùn)會(huì)田徑比賽成績(jī)（如圖3），能夠認(rèn)識(shí)到微小的反應(yīng)差距對(duì)于不同的人和場(chǎng)景其評(píng)價(jià)效果也是不同的，體現(xiàn)了學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的全面性。

教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生思維發(fā)展的外顯，精心設(shè)計(jì)小組活動(dòng)和學(xué)習(xí)單，讓學(xué)生在與自己、與同伴的對(duì)話中，形成數(shù)據(jù)意識(shí)，學(xué)會(huì)建立證據(jù)鏈，從而不斷提升科學(xué)思維品質(zhì)。

五、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境激發(fā)深度思維

學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的深度思維發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。教學(xué)中，教師應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)造積極、開放、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境，調(diào)動(dòng)他們探究的興趣和愿望，通過設(shè)計(jì)真情境、真問題、真研究，讓他們敢于表達(dá)自己的想法和意見，勇于嘗試和創(chuàng)新。

首先，教師應(yīng)該營(yíng)造自主、合作、開放、民主的課堂氛圍，尊重學(xué)生的個(gè)性和差異，鼓勵(lì)他們積極參與探究活動(dòng)，敢于發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法。學(xué)生在交流中對(duì)自己的反應(yīng)速度和本能保護(hù)都充滿信心，特別是在猜測(cè)和預(yù)估過程中心理數(shù)據(jù)都被放大，這對(duì)于正確結(jié)論的形成具有重要的意義。學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析比較，改變了原有認(rèn)知，進(jìn)而形成科學(xué)的認(rèn)知。

其次，在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該提供豐富的學(xué)習(xí)資源和工具，精心設(shè)計(jì)活動(dòng)單，讓學(xué)生有足夠的探究空間和資源，為他們深度思考和創(chuàng)新實(shí)踐提供支架。無聲的視頻、運(yùn)動(dòng)員的起跑數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)用到的直尺、秒表等器材，都支撐了學(xué)生進(jìn)行深度思考和探究。

最后，教師應(yīng)該建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)方案的設(shè)計(jì)、結(jié)論的推導(dǎo)進(jìn)行分享交流，通過“你是怎么想的”“你打算怎么做”“你認(rèn)為的觀點(diǎn)是什么”等問題發(fā)展他們的思維能力、探究能力和創(chuàng)新能力，通過“你思考得很全面”“你的分析有理有據(jù)”“你能聽取別人觀點(diǎn)調(diào)整自己的思路”等評(píng)價(jià)語(yǔ)促進(jìn)他們的思維深度發(fā)展。

（作者單位：陜西省寶雞市陳倉(cāng)區(qū)茗苑小學(xué)）