“五步式”構(gòu)建思維型科學(xué)課堂的《光是怎樣傳播的》教學(xué)

〔摘" "要〕" 思維型教學(xué)是目前科學(xué)學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域一種新的教學(xué)方法，這種教學(xué)方法主要包括激發(fā)潛能、認(rèn)知沖突、建構(gòu)主義、自我監(jiān)督以及實(shí)踐應(yīng)用五大原理，強(qiáng)調(diào)以啟發(fā)思維為主旨。本文以《光是怎樣傳播的》教學(xué)為例，探討“五步式”構(gòu)建思維型科學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)踐。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；思維型教學(xué)；“五步式”

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " "〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）" 05" " 070-072

科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，具體是指通過(guò)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生形成主流價(jià)值觀和良好的品質(zhì)等，從而滿(mǎn)足其終身發(fā)展的需要?？茖W(xué)課程具有重要的育人價(jià)值，主要包括培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀念、形成科學(xué)理念思維、具有科學(xué)探究能力以及養(yǎng)成良好的態(tài)度責(zé)任。修訂后的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)新增了科學(xué)思維這一內(nèi)容，更強(qiáng)調(diào)教學(xué)的思維價(jià)值導(dǎo)向，注重學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中思維的互動(dòng)與參與。從科學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)來(lái)看，學(xué)習(xí)過(guò)程其實(shí)就是思維的過(guò)程，科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展需要思維的深度參與，科學(xué)思維毫無(wú)疑問(wèn)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分。思維深度參與可以避免科學(xué)探究流于形式，更有利于深度學(xué)習(xí)的發(fā)生、探究成效的提高，以及學(xué)生核心素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

目前我國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域存在兩個(gè)基本共識(shí)：其一，課程教學(xué)活動(dòng)需以培養(yǎng)學(xué)生的思考力以及創(chuàng)造力為中心，擺脫向?qū)W生灌輸知識(shí)的記憶型學(xué)習(xí)模式；其二，課程教學(xué)活動(dòng)要以培養(yǎng)學(xué)生高階思維為中心，注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，這種教育模式簡(jiǎn)單強(qiáng)調(diào)學(xué)生即使把所學(xué)到的東西全忘掉，依然有很多“剩下的東西”。課堂教學(xué)想要做到讓學(xué)生有“剩下的東西”，教學(xué)重心就應(yīng)該放在提升學(xué)生思維創(chuàng)造力上面。在科學(xué)課堂上，實(shí)踐思維型教學(xué)是提升科學(xué)思維、提高學(xué)習(xí)力的有效途徑。思維型教學(xué)以促進(jìn)學(xué)生地位發(fā)展為主旨，強(qiáng)調(diào)通過(guò)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，引導(dǎo)學(xué)生用智慧對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)重建。思維型教學(xué)實(shí)現(xiàn)了知識(shí)加工主體的轉(zhuǎn)變，即以教師為主體向以學(xué)生為主體的轉(zhuǎn)變，學(xué)生對(duì)于知識(shí)有了轉(zhuǎn)換以及創(chuàng)造的能力。換種說(shuō)法就是，教師的角色要轉(zhuǎn)變，從之前的知識(shí)加工角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤八季S的催產(chǎn)師”角色，學(xué)生成了對(duì)知識(shí)進(jìn)行加工、建構(gòu)的主角，擁有了更多的自主加工知識(shí)的空間和機(jī)會(huì)。

思維型教學(xué)模式五大基本原理包括了激發(fā)潛能、建構(gòu)主義、認(rèn)知沖突、自我監(jiān)督以及實(shí)踐應(yīng)用，這五個(gè)基本原理之間有著密切的聯(lián)系，一方面相互滲透，另一方面存在邏輯順序，由此形成了一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一體。本文將以思維型教學(xué)原理為指導(dǎo)，以教科版科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第一單元第二課《光是怎樣傳播的》為例，具體談?wù)劇拔宀绞健睒?gòu)建思維型科學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)踐。

一、第一步：激發(fā)潛能，基于真實(shí)學(xué)情確定思維起點(diǎn)

教學(xué)的發(fā)生應(yīng)該從學(xué)生對(duì)于本課學(xué)習(xí)內(nèi)容的思維起點(diǎn)開(kāi)始。學(xué)生的思維起點(diǎn)不應(yīng)該是教師閉門(mén)造車(chē)憑空設(shè)計(jì)，而是需要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和已有經(jīng)驗(yàn)，即基于學(xué)生的真實(shí)學(xué)情，充分了解學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，從而創(chuàng)造合適的教學(xué)情境以及有意義的問(wèn)題情境。這樣，才能夠更好地激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)以及學(xué)習(xí)熱情。

筆者在執(zhí)教《光是怎樣傳播的》這一課時(shí)，在聚焦環(huán)節(jié)做過(guò)以下兩次實(shí)踐和思考，很明顯，第二次的聚焦才是真正把握住了學(xué)生思維起點(diǎn)的脈搏。

第一次聚焦環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。

真實(shí)情境：首先，將一個(gè)小音響藏在一個(gè)紙盒子里，播放音樂(lè)，學(xué)生聽(tīng)到聲音但是看不到小音響；接著，把小音響從紙盒中拿出來(lái)，學(xué)生看到了小音響。

提問(wèn)：光從小音響傳播到你們的眼睛，它的傳播路線是怎樣的？

反思：這樣設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)聲音和光傳播方式的比較，從而進(jìn)入光傳播方式的學(xué)習(xí)。但是在試教的過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)，對(duì)于“光從小音箱傳播到眼睛”這一抽象概念，學(xué)生無(wú)法在腦海中形成具象模型，因?yàn)樗麄冞€沒(méi)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)光的反射，而且，普通光線不可見(jiàn)，這更增加了學(xué)生建構(gòu)概念的難度。公開(kāi)課在即，怎么辦呢？于是，筆者將“我們能看到物體是因?yàn)橛泄鈴倪@個(gè)物體傳播到我們的眼睛”這一概念強(qiáng)推給學(xué)生，學(xué)生被迫接受，課堂上“順利聚焦”。課后反思，這種將抽象概念強(qiáng)推給學(xué)生的做法是違背學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的，并且造成了學(xué)生思維的斷檔。

那么，本節(jié)課學(xué)生的思維起點(diǎn)到底在哪里呢？學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了本單元第一節(jié)課《有關(guān)光的思考》，能初步解釋人眼看到光源和物體的原因。事實(shí)是，學(xué)生基本都能解釋我們看到光源的原因，但是對(duì)于我們看到非光源的原因還是模糊的，還無(wú)法在腦海中形成光反射的模型。因此，對(duì)于五年級(jí)的小學(xué)生來(lái)說(shuō)，聚焦環(huán)節(jié)的小音箱用光源代替更合適，如手電筒。

第二次聚焦環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。

具體情境：打開(kāi)手電筒，手電筒發(fā)出的光直射光屏，光屏上形成一個(gè)光斑，光源和光斑學(xué)生都清晰可見(jiàn)。

提問(wèn)：光從手電筒傳播到光屏，它的傳播路線是怎樣的呢？

反思：將小音箱換成手電筒，光源和光斑學(xué)生清晰可見(jiàn)，結(jié)合有價(jià)值的提問(wèn)：從光源到光斑，光的傳播路線是怎樣的？學(xué)生腦海中就會(huì)基于已有經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生光線傳播的模型，學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)被順利激發(fā)。

二、第二步：認(rèn)知沖突，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)活動(dòng)維持思維動(dòng)力

認(rèn)知沖突即學(xué)生在認(rèn)知發(fā)展中產(chǎn)生的原有認(rèn)知與新情境不符的矛盾。這一沖突是學(xué)生心理發(fā)展的動(dòng)力，也是推動(dòng)學(xué)生積極思維的動(dòng)力。但是，從引發(fā)積極思維到維持持續(xù)性思維動(dòng)力還有很長(zhǎng)的一段路要走，也是教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要深入思考的問(wèn)題。在科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中，探究和實(shí)踐是主要的顯性方式，其中的隱形主角其實(shí)是科學(xué)思維，因此，教師應(yīng)該設(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)踐活動(dòng)。教師可以通過(guò)精心組織，加強(qiáng)監(jiān)控，讓學(xué)生經(jīng)歷有效探究和實(shí)踐過(guò)程；教師應(yīng)該隨時(shí)關(guān)注學(xué)生的思維狀況，適時(shí)追問(wèn)，及時(shí)點(diǎn)撥，激發(fā)學(xué)生在探究和實(shí)踐中的思維活動(dòng)；活動(dòng)中以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，加強(qiáng)師生和生生的有效互動(dòng)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)一系列的挑戰(zhàn)活動(dòng)，維持學(xué)生的思維動(dòng)力。

依舊以《光是怎樣傳播的》這一課為例，闡述筆者如何設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)活動(dòng)維持學(xué)生的思維動(dòng)力。本課中的小孔實(shí)驗(yàn)是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如果直接出示材料和實(shí)驗(yàn)方法讓學(xué)生去操作，學(xué)生就淪為了做實(shí)驗(yàn)的機(jī)器，即使完成了實(shí)驗(yàn)，他們對(duì)于無(wú)法親眼所見(jiàn)的光的傳播路線也是迷迷糊糊，還不如用一束激光讓學(xué)生直接看到光的直線傳播來(lái)得干脆利落，那么探究的意義又在哪里？在這樣的探究活動(dòng)中，學(xué)生缺乏思維動(dòng)力，容易出現(xiàn)思維游離，導(dǎo)致課堂效率低下。面對(duì)這樣的情況，筆者認(rèn)為將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成遞進(jìn)式挑戰(zhàn)活動(dòng)是維持學(xué)生思維動(dòng)力的有效策略。以下是筆者設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)活動(dòng)和活動(dòng)評(píng)價(jià)。

筆者抓住小學(xué)生愛(ài)動(dòng)手實(shí)踐又喜歡挑戰(zhàn)的心理，精心設(shè)計(jì)和組織挑戰(zhàn)活動(dòng)。活動(dòng)期間，筆者通過(guò)精心設(shè)問(wèn)、恰當(dāng)引導(dǎo)等方式，啟發(fā)學(xué)生動(dòng)手又動(dòng)腦，思考“光的傳播路線”；筆者及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和支持，為有需要的小組提供直的長(zhǎng)竹簽，幫助學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行自我構(gòu)建，通過(guò)推理論證，得出“光沿直線傳播”的結(jié)論，從而發(fā)展學(xué)生的思維能力；筆者還通過(guò)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和小組評(píng)價(jià)積極組織學(xué)生進(jìn)行反思和改進(jìn)，發(fā)展學(xué)生的批判性思維。

三、第三步：建構(gòu)主義，依托新學(xué)概念發(fā)展創(chuàng)新思維

創(chuàng)新思維屬于科學(xué)思維的重要組成部分，這一思維主要體現(xiàn)于獨(dú)辟蹊徑思考問(wèn)題、分析問(wèn)題，從而得出與眾不同的解決問(wèn)題的方法和策略。在課堂上發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維是當(dāng)下科學(xué)教師亟須研究的課題。在《光是怎樣傳播的》一課中，學(xué)生依托探究活動(dòng)中構(gòu)建的“光沿直線傳播”這一科學(xué)概念，繼續(xù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)證明光的傳播路線，可以有效發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。

在探究活動(dòng)中，部分小組發(fā)現(xiàn)小孔沒(méi)有完全對(duì)齊，也在紙屏上出現(xiàn)了光斑；帶小孔的卡紙斜著放，光屏上也出現(xiàn)了光斑。光的傳播路線真是直線嗎？課堂上筆者鼓勵(lì)學(xué)生思考并設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想。

“光是怎樣傳播的”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

[創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一 縮小卡紙上小孔的直徑，觀察在小孔沒(méi)有完全對(duì)齊的情況下紙屏上是否產(chǎn)生光斑 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)二 移動(dòng)一張卡紙，使其上的小孔不與其他卡紙上的小孔對(duì)齊，觀察紙屏上是否產(chǎn)生光斑 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三 繼續(xù)增加帶孔卡紙數(shù)量，將卡紙上的小孔對(duì)齊，觀察紙屏上是否產(chǎn)生光斑 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)四 用吸管通過(guò)小孔將斜著放的紙屏串起來(lái)，觀察光通過(guò)吸管是否在紙屏上形成光斑 ]

通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，學(xué)生在探究中建立了正確的科學(xué)概念，也從中體會(huì)到創(chuàng)新思維的意義?？茖W(xué)家就是在遇到問(wèn)題的時(shí)候通過(guò)從不同角度分析、思考問(wèn)題，從而提出新穎而有價(jià)值的觀點(diǎn)和解決問(wèn)題的方法，這是值得每一位學(xué)生和教師學(xué)習(xí)的科學(xué)思維和科學(xué)方法。

四、第四步：自我監(jiān)督，加強(qiáng)有效互動(dòng)監(jiān)控思維過(guò)程

在思維型探究和實(shí)踐過(guò)程中，教師要根據(jù)學(xué)習(xí)要求和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，明確探究和實(shí)踐任務(wù)，放手讓學(xué)生進(jìn)行探究和實(shí)踐，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自主與合作方式開(kāi)展活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生思維互動(dòng)，提高思維參與度。同時(shí)，教師需關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的思維方法和思維特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生借助圖、文記錄的學(xué)習(xí)單口頭表達(dá)自己的思維過(guò)程，使學(xué)生的思維過(guò)程更清晰，更具邏輯性。為了保證實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的素養(yǎng)目標(biāo)，教師還需引導(dǎo)學(xué)生將自己的思維本身作為思考的對(duì)象，養(yǎng)成主動(dòng)控制和調(diào)節(jié)的能力，完善思維方式，從而提高學(xué)生的思維品質(zhì)和自我監(jiān)控能力。

在本課的探究活動(dòng)中，筆者根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，設(shè)置了挑戰(zhàn)任務(wù)——在紙屏上呈現(xiàn)完整光斑，同時(shí)為學(xué)生提供開(kāi)放性材料（手電筒、數(shù)量自由選擇的帶孔卡紙、直的長(zhǎng)竹簽、直的長(zhǎng)吸管等）和開(kāi)放性學(xué)習(xí)單，鼓勵(lì)學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)、實(shí)施并完善探究活動(dòng)，并把探究過(guò)程記錄在學(xué)習(xí)單上。各小組學(xué)生借助學(xué)習(xí)單口頭表達(dá)自己的思考過(guò)程，在溝通交流過(guò)程中全面了解不同小組表現(xiàn)出來(lái)的思維特點(diǎn)和思維方法，引導(dǎo)學(xué)生反思、剖析學(xué)習(xí)過(guò)程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從而提升學(xué)生的自我監(jiān)督能力。

五、第五步：實(shí)踐應(yīng)用，基于真實(shí)情境進(jìn)行思維遷移

課標(biāo)中的教學(xué)建議認(rèn)為教學(xué)活動(dòng)需圍繞核心概念開(kāi)展，強(qiáng)調(diào)核心概念在具體情境中的應(yīng)用，注重知識(shí)學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐之間的關(guān)聯(lián)，從而讓學(xué)生做到活學(xué)活用，加深對(duì)核心概念的了解。

學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)發(fā)現(xiàn)光是沿直線傳播的。在課堂的最后，筆者用視頻和圖片引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的光，從而發(fā)現(xiàn)更多光線沿直線傳播的證據(jù)，并試著用光的直線傳播解釋影子、日食和月食等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)知識(shí)應(yīng)用和遷移，做到融會(huì)貫通。

聚焦科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的科學(xué)課程與教學(xué)，對(duì)每位教師都提出了新的挑戰(zhàn)。思維型探究教學(xué)明確了思維深度參與探究的教學(xué)模式及操作要點(diǎn)，能有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和學(xué)習(xí)能力，真正落實(shí)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]胡衛(wèi)平.科學(xué)思維的理論與培養(yǎng)[M].石家莊：河北人民出版社，2023.