思維歷程顯性化——小學(xué)科學(xué)論證式教學(xué)的有效策略探究

摘" 要：在小學(xué)科學(xué)論證式教學(xué)中，采取思維歷程顯性化的教學(xué)策略，能夠?qū)W(xué)生隱性的科學(xué)思維歷程變得清晰可見，從而提高學(xué)生的科學(xué)論證水平，增進學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，增強學(xué)生在科學(xué)思維活動中的自我監(jiān)控水平，提升探究實踐的質(zhì)量，促進學(xué)生思維能力發(fā)展。基于此，文章探討了論證式教學(xué)的實施策略，旨在促進學(xué)生科學(xué)思維能力的深度發(fā)展。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思維；科學(xué)論證；小學(xué)科學(xué)教學(xué)

思維歷程顯性化是將學(xué)生隱性的科學(xué)思維過程通過真實可見的形式清楚地表現(xiàn)出來?？茖W(xué)思維是大腦對科學(xué)信息的加工活動，是間接的、概括的和建構(gòu)的反應(yīng)。因此，教師在論證式教學(xué)中引入思維歷程顯性化的教學(xué)策略，將看不見的學(xué)生思維歷程變得清晰可見，不僅有助于學(xué)生理解科學(xué)論證的過程和內(nèi)涵，提高學(xué)生科學(xué)論證水平，還能幫助學(xué)生在具體可感的教學(xué)情境中體悟科學(xué)本質(zhì)。

一、蘇教版教材中論證式教學(xué)的特點

論證式教學(xué)主要是指在科學(xué)教學(xué)中突出論證特征，強調(diào)讓學(xué)生解釋和權(quán)衡證據(jù)、評估其他解釋的可能性、支持或反駁科學(xué)主張，就探究過程和結(jié)果提出質(zhì)疑和批判，從而讓學(xué)生充分認識到證據(jù)在探究過程中的重要性，增強學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認識，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。在蘇教版小學(xué)科學(xué)教材中，有大量篇目可應(yīng)用于論證式教學(xué)，它們從屬不同的內(nèi)容領(lǐng)域，教學(xué)方法多樣?？傮w來說，這些教學(xué)篇目具有以下特點：

（一）主題豐富多樣、進階設(shè)計

教材中論證式教學(xué)的篇目主題多樣，隸屬不同的核心概念，在編排上注重不同學(xué)段學(xué)生的特征，進階設(shè)計。如二年級《磁鐵的磁力》隸屬核心概念“物質(zhì)的運動與相互作用”，設(shè)計多個活動，指導(dǎo)學(xué)生收集多樣證據(jù)，反復(fù)論證磁鐵能隔空吸鐵、隔物吸鐵等特點。在2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》中，對學(xué)習(xí)內(nèi)容“電磁相互作用”也做了1～2年級和3～4年級的內(nèi)容劃分，符合學(xué)生的發(fā)展水平和適應(yīng)能力。四年級《熱脹冷縮》隸屬核心概念“能的轉(zhuǎn)化與能量守恒”，引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象中提出問題、作出假設(shè)，根據(jù)教材提示設(shè)計實驗方案，證明固體、液體、氣體受熱時體積膨脹，遇冷時體積縮小。五年級《熱傳導(dǎo)》隸屬核心概念“能的轉(zhuǎn)化與能量守恒”，通過觀察、體驗獲得感性經(jīng)驗，在教師引導(dǎo)下設(shè)計實驗方案證明熱量可以從物體溫度高的地方傳到溫度低的地方，為7～9年級進一步學(xué)習(xí)能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。

這些教學(xué)主題涉及學(xué)生真實生活的方方面面，以真實的問題引發(fā)學(xué)生的認知沖突，推動學(xué)生思維歷程；以不同主題、不同學(xué)段的學(xué)業(yè)要求，從不同的教學(xué)視角構(gòu)建了豐富多彩的科學(xué)世界。學(xué)生以之為載體，在課堂上經(jīng)歷論證過程，不僅能夠豐富學(xué)生對周圍世界的認知，拓寬其科學(xué)視野，也能讓學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維能力得以提升。

（二）內(nèi)容趣味橫生、創(chuàng)意無限

實踐性、趣味性是小學(xué)科學(xué)教材的典型特征。有的教材篇目從學(xué)生喜聞樂見的小游戲出發(fā)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，如《彈力》一課從多樣的游戲?qū)?，引?dǎo)學(xué)生在玩彈性玩具的過程中獲得對彈性和彈力的感性認識；有的教材篇目從自然現(xiàn)象出發(fā)，尋求科學(xué)解釋，如《有利于生存的本領(lǐng)》一課帶領(lǐng)學(xué)生走進東非大草原，以科學(xué)資料為媒介探尋角馬群、斑馬群遷徙的奧秘。盡管內(nèi)容多樣，風(fēng)格各異，但都體現(xiàn)出了童趣，引導(dǎo)學(xué)生積極、主動地探索大自然，走進身邊的科學(xué)世界，對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的價值觀，樹立正確的科學(xué)態(tài)度尤為重要。

（三）形式靈動活潑、生動科學(xué)

小學(xué)科學(xué)教學(xué)根據(jù)不同的內(nèi)容有不同的探究方法，在教材中組織形式多樣、活潑，圖文并茂，生動科學(xué)。觀察探究課如一年級的“做個小偵探”，讓學(xué)生觀察雪地上動物的腳印，合理推測這里發(fā)生過什么。教師先遮住圖片的一部分，接著慢慢將遮擋物移開，學(xué)生獲得的信息逐步增多，形成的觀點逐層推進。實驗探究課如《升旗的方法》，讓學(xué)生設(shè)計實驗方案，驗證定滑輪和動滑輪是否省力，以多組實驗數(shù)據(jù)作為證據(jù)支持或反駁觀點。資料探究課如《尋找遺傳與變異的秘密》，讓學(xué)生閱讀孟德爾豌豆雜交實驗的研究過程與發(fā)現(xiàn)，圈畫關(guān)鍵證據(jù)、提煉觀點。技術(shù)與工程實踐課如《風(fēng)向和風(fēng)力》，制作一個風(fēng)向標。學(xué)生需要在測試環(huán)節(jié)根據(jù)產(chǎn)品出現(xiàn)的問題提出解決策略，改進產(chǎn)品。不同的活動形式，給學(xué)生提供了不同類型的證據(jù)，能夠幫助學(xué)生對科學(xué)世界形成更加完整且豐富的體驗。

二、論證式教學(xué)的價值

論證式教學(xué)通過將論證活動引入課堂，讓學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家開展研究那樣提出主張、進行辯駁等過程。它是在探究式教學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，體現(xiàn)了探究式教學(xué)的精髓。因此，教師有必要在小學(xué)科學(xué)課堂中實施論證式教學(xué)，使學(xué)生具備必要的科學(xué)論證能力。

（一）促進學(xué)生觀念的轉(zhuǎn)變

科學(xué)觀念是在理解科學(xué)概念、規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上形成的對客觀事物的總體認識，包括具體觀念，也包括對科學(xué)本質(zhì)的認識和觀念的應(yīng)用?？茖W(xué)論證要求學(xué)生基于證據(jù)解釋自己的觀點，同時評估其他可能的解釋。學(xué)生在解釋和澄清思維的同時，自我監(jiān)控、完善自身觀念的不足，這一過程將充分暴露學(xué)生的原概念認知，容易引起學(xué)生的認知沖突，促使學(xué)生主動調(diào)整已有認知。學(xué)生在闡述觀點時，列出證據(jù)、對證據(jù)作出解釋，說明證據(jù)和觀點之間的聯(lián)系，其包含分析、比較、綜合等一系列思維過程，有利于學(xué)生理解知識建構(gòu)、發(fā)展的過程，深化學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，幫助學(xué)生鞏固和靈活運用知識。

（二）提升探究實踐的質(zhì)量

探究實踐主要指學(xué)生在了解和探索自然、獲得科學(xué)知識、解決科學(xué)問題，以及技術(shù)與工程實踐過程中，形成的科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力?？茖W(xué)論證自20世紀90年代被引入科學(xué)課堂后，幫助學(xué)生逐步學(xué)會運用證據(jù)解釋問題、形成與表達觀點，對探究過程和結(jié)果進行監(jiān)控、質(zhì)疑和批判，不以實驗結(jié)果定向，也不一味關(guān)注實驗操作技能的培養(yǎng)，而是更加關(guān)注科學(xué)研究的過程，引導(dǎo)學(xué)生更多地參與探究活動，通過師生、生生之間的溝通、交流和分享相互影響、相互促進，有效促進了每一個成員的全面成長，提升了探究實踐的質(zhì)量。

（三）促進學(xué)生思維能力的發(fā)展

美國教育家布魯姆把思維過程劃分為六個層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造。前三個層次被稱作低階思維，后三個層次被稱作高階思維。從哲學(xué)和心理學(xué)視角來看，高階思維也包括批判性思維、創(chuàng)造性思維、問題解決能力等。論證式教學(xué)能夠讓學(xué)生在收集和處理證據(jù)的過程中發(fā)展記憶、理解、應(yīng)用等低階思維能力；在依據(jù)證據(jù)構(gòu)建主張的過程中發(fā)展分析、評價和創(chuàng)造性思維；在傾聽、質(zhì)疑、辯駁等過程中發(fā)展批判性思維、提高問題解決能力。尤其是在小學(xué)科學(xué)1～6年級進階設(shè)計的基礎(chǔ)上，實施論證式教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生在不同學(xué)段的思維能力，激發(fā)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的潛力。

三、論證式教學(xué)中思維歷程顯性化的教學(xué)策略

科學(xué)論證由科學(xué)主張、科學(xué)證據(jù)和科學(xué)推理三個要素構(gòu)成。學(xué)生在課堂上以證據(jù)為基礎(chǔ)提出科學(xué)主張，并在證據(jù)與主張之間建立可靠的推理。教師實施論證式教學(xué)時，要采用恰當?shù)牟呗?，讓學(xué)生的證據(jù)、主張及推理過程清晰化、條理化、形象化，讓學(xué)生的思維歷程可感、可見、可聽。

（一）強化實驗操作，做思共生

《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》要求教師根據(jù)教學(xué)需要，本著科學(xué)合理、安全可靠的要求開發(fā)實驗教具。蘇教版教材中的論證式教學(xué)內(nèi)容許多是抽象的，需要學(xué)生動手操作，親身體驗，通過“做中思”的方式獲取科學(xué)、可靠的證據(jù)。教師可以依據(jù)教學(xué)需要開發(fā)合適的教學(xué)工具，強化實驗操作，讓課堂內(nèi)容由抽象變?yōu)榫呦?，做思共生，相互促進，讓學(xué)生的研究路徑和思維歷程顯性化。

在《彈力》一課中，“彈性”“彈力”都是抽象概念。教學(xué)時，為了讓學(xué)生能把握抽象概念，教師可以給學(xué)生提供多種彈性玩具，學(xué)生通過拉一拉、捏一捏等多種方式體驗彈性和彈力，概括其外在表現(xiàn)形式，此時學(xué)生思維的對象就是體驗中獲得的經(jīng)驗，學(xué)生自己能夠感知到，教師也能從旁觀察到?！傲εc運動”一課中，力與運動之間的關(guān)系是抽象的，為幫助學(xué)生理解力能改變物體的運動狀態(tài)。教師給學(xué)生提供風(fēng)力小車、磁力小車等，學(xué)生利用風(fēng)力、磁力、推力等改變物體的運動狀態(tài)，概括不同情境中力與運動關(guān)系的相同點。學(xué)生在動手操作中對探究過程進行反思，對不同現(xiàn)象進行分析、比較和概括，這是學(xué)生隱性的思維歷程，教師可以通過觀察學(xué)生的行為掌握學(xué)生對知識的理解程度?？傊?，抽象的教學(xué)內(nèi)容需要學(xué)生更多的動手操作，以“做”促“思”，使思維歷程通過學(xué)生的行為外顯出來。

（二）設(shè)計有思維結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)單

學(xué)習(xí)單是學(xué)生探究過程的書面呈現(xiàn)，它如實記錄了學(xué)生在親歷探究問題時留下的思維足跡，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的重要載體。學(xué)習(xí)單不僅能夠展示學(xué)生對概念的原認知，引發(fā)認知沖突，也是學(xué)生活動方案、活動過程、活動結(jié)果和結(jié)論的如實記錄。教師在設(shè)計學(xué)習(xí)單時，要考慮探究活動內(nèi)部要素和探究活動之間的聯(lián)系，增強學(xué)習(xí)單的層次性、指導(dǎo)性、系統(tǒng)性，使學(xué)習(xí)單具有思維結(jié)構(gòu)。

例如《光的傳播》一課中，教師給學(xué)生提供硬紙板、軟管、噴霧等教具，請學(xué)生設(shè)計實驗證明光沿直線傳播。為了清楚地展示學(xué)生探究前后的思維歷程，教師設(shè)計了一張精巧的學(xué)習(xí)單。學(xué)習(xí)單主要由以下幾部分構(gòu)成：一是請學(xué)生填寫光傳播路徑的假設(shè)，揭示前概念；二是留出一塊空白處，請學(xué)生畫上實驗方案，并在右側(cè)畫上硬紙板、軟管、噴霧三樣教具的簡筆畫，作為提示；三是請學(xué)生填寫預(yù)測的實驗現(xiàn)象，以及某種實驗現(xiàn)象能夠證明怎樣的結(jié)論。學(xué)生在實驗前填寫學(xué)習(xí)單，按照學(xué)習(xí)單上的實驗方案開展實驗，在實驗后判斷假設(shè)的正誤。在匯報環(huán)節(jié)，學(xué)生將學(xué)習(xí)單展示出來，說明自己是怎么做的，獲得了哪些證據(jù)，得到了怎樣的結(jié)論，這份學(xué)習(xí)單就是學(xué)生思維的歷程。除此之外，概念圖、思維導(dǎo)圖等都能從不同層面幫助學(xué)生梳理知識的學(xué)習(xí)過程，教師要根據(jù)實際情況選擇合適的教學(xué)手段。

（三）使用科學(xué)論證的句式

在證據(jù)和主張之間，學(xué)生要建立起可靠的推理，并與同伴展開有效的交流。在交流發(fā)生前，學(xué)生需要具備交流的主動性和溝通的自信，同時思維清晰，這樣才能夠正確提取對方所要傳達的信息，對信息進行分析和解讀。對小學(xué)生而言，依據(jù)論證程序能夠清楚地表達主張和證據(jù)，并解釋證據(jù)為什么能支持或反駁主張，進而幫助學(xué)生理解同伴間傳達的信息，提高論證效益。

例如，《擰螺絲的學(xué)問》一課的教學(xué)目標之一是通過探究實驗，探索輪軸省力的原理，知道在輪上用力比在軸上用力更省力，軸相同時，輪越大越省力。在以往的教學(xué)中，學(xué)生傾向于關(guān)注本組數(shù)據(jù)，不在意其他組的證據(jù)；更加重視實驗數(shù)據(jù)，忽視實驗過程。筆者在本課教學(xué)中，給小組分發(fā)學(xué)習(xí)單，要求各組在實驗中記錄三組數(shù)據(jù)，實驗后將數(shù)據(jù)匯聚在一張大學(xué)習(xí)單上。學(xué)生先對本組數(shù)據(jù)進行比較，再對全班的數(shù)據(jù)進行歸納，促使學(xué)生不僅關(guān)注一組數(shù)據(jù)，更要關(guān)注多組不同的數(shù)據(jù)，傾聽他人的觀點和解釋。學(xué)生比較和歸納時，按照論證的程序，使用論證句式。一是“我們的觀點是……我們收集的證據(jù)是……我們的解釋是……我們的結(jié)論是……”，二是“我們的觀點是……我們是這樣做的……我們發(fā)現(xiàn)……我們的結(jié)論是……”。前一種更關(guān)注證據(jù)本身，適用于實驗方案單一的探究情境；后一種強調(diào)收集證據(jù)的過程，適用于實驗方案多樣、現(xiàn)象多樣的情境。通過使用論證句式，學(xué)生能夠清晰地解釋自己的觀點，有邏輯地表達支撐觀點的證據(jù)鏈條并通過闡述搜集證據(jù)的過程說明證據(jù)本身的可靠性，有助于學(xué)生之間互相交流，提高論證品質(zhì)。

四、結(jié)語

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)論證式教學(xué)中，采用教學(xué)策略使學(xué)生思維歷程顯性化是為了使學(xué)生的觀點、證據(jù)和推理過程清晰可見，讓學(xué)生在不同主題、趣味橫生、形式多樣的課堂教學(xué)中，促進對知識和技能的自主建構(gòu)，提升自我監(jiān)控能力，最終促進學(xué)生的思維能力發(fā)展。不過思維能力培養(yǎng)非一日之功，但通過小學(xué)科學(xué)課堂對學(xué)生核心能力的精心培育，他們將在這條道路上穩(wěn)步前行。

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（責(zé)任編輯：石子靜）