建構(gòu)“1+X”課程群 培育學(xué)生類型化思維

〔摘" "要〕" 本文以小學(xué)科學(xué)教育為背景，針對(duì)六年級(jí)學(xué)生開(kāi)展實(shí)證研究，深入剖析課程群各組成部分如何通過(guò)多樣化教學(xué)策略與活動(dòng)，有效促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中類型化思維的形成與發(fā)展，包括分類、歸納、推理與創(chuàng)新等多維度能力的提升，進(jìn)而為科學(xué)教育領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)與創(chuàng)新能力提供理論依據(jù)與實(shí)踐范例，并探討了“1+X”課程群的構(gòu)建與學(xué)生科學(xué)類型化思維的培育。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；“1+X”課程群；類型化思維；教學(xué)實(shí)踐

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " "〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）" 11" " 010-003

正如諸多教育學(xué)者所強(qiáng)調(diào)，科學(xué)思維能力是學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)、解決科學(xué)問(wèn)題以及進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。類型化思維作為科學(xué)思維的重要組成部分，能幫助學(xué)生對(duì)復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象、事物及概念進(jìn)行分類整理、歸納概括，進(jìn)而依據(jù)類型特征展開(kāi)推理與創(chuàng)新。六年級(jí)作為小學(xué)科學(xué)知識(shí)逐步深化、學(xué)生思維由具象向抽象過(guò)渡的關(guān)鍵學(xué)段，引入“1+X”課程群模式，恰似構(gòu)建了一座思維培育的橋梁，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地形成、發(fā)展科學(xué)類型化思維，使其在科學(xué)學(xué)習(xí)的征程中更具洞察力與創(chuàng)造力，為后續(xù)更高層次的科學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、“1+X”課程群的建構(gòu)與學(xué)生科學(xué)類型化思維的培育策略

（一）“1”——基礎(chǔ)課程：夯實(shí)科學(xué)類型化思維的基石

六年級(jí)科學(xué)基礎(chǔ)課程蘊(yùn)含系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)體系，為培育學(xué)生科學(xué)類型化思維提供了不可或缺的源泉。以“物質(zhì)的變化”單元為例，通過(guò)對(duì)蠟燭燃燒、鐵生銹、水的三態(tài)變化等現(xiàn)象的觀察，學(xué)生開(kāi)始區(qū)分物理變化和化學(xué)變化的特征。在這一過(guò)程中，學(xué)生不僅掌握了物質(zhì)變化的相關(guān)知識(shí)，更在潛移默化中學(xué)會(huì)依據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物質(zhì)變化現(xiàn)象進(jìn)行分類，初步構(gòu)建起科學(xué)類型化思維的框架，領(lǐng)悟到分類是深入理解科學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)的有效途徑，為后續(xù)課程中科學(xué)類型化思維的拓展與深化筑牢根基。

（二）“X”——拓展課程：多維度拓展科學(xué)類型化思維

1.科學(xué)探究拓展課程：深化科學(xué)類型化思維的實(shí)踐路徑

以“植物的適應(yīng)性”為例。教師組織學(xué)生開(kāi)展對(duì)不同環(huán)境中植物形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理特征的探究。在該實(shí)踐中，教師運(yùn)用以下多種教學(xué)策略。

特征對(duì)比策略：對(duì)比沙漠植物與水生植物，沙漠植物通常具有肉質(zhì)莖、針狀葉、發(fā)達(dá)的根系等特征以適應(yīng)干旱環(huán)境；水生植物則多有通氣組織發(fā)達(dá)、葉片大且薄、根系不發(fā)達(dá)等適應(yīng)水生環(huán)境的特征。通過(guò)這種鮮明的特征對(duì)比，學(xué)生可清晰地識(shí)別不同類型植物的適應(yīng)性特征差異，強(qiáng)化分類思維，提升依據(jù)特征進(jìn)行分類的能力。

環(huán)境關(guān)聯(lián)策略：在研究山地植物時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)隨著海拔高度的變化，植物的種類、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征也發(fā)生相應(yīng)變化。從山腳到山頂，植被類型可大致分為闊葉林、針葉林、高山草甸等，學(xué)生分析不同植被類型與溫度、光照、水分等環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)，并據(jù)此對(duì)植物進(jìn)行分類整理，可進(jìn)一步培養(yǎng)歸納推理能力，深入理解科學(xué)類型化思維在解釋自然現(xiàn)象中的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)整合策略：學(xué)生分組收集對(duì)比熱帶植物與溫帶植物的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)熱帶植物葉片面積較大、氣孔密度較高以適應(yīng)高溫多雨環(huán)境；溫帶植物葉片相對(duì)較小、氣孔密度適中。通過(guò)數(shù)據(jù)整合與分類分析，學(xué)生從量化角度深化對(duì)植物類型的認(rèn)識(shí)，可提升科學(xué)類型化思維的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

2.科技創(chuàng)意制作課程：激發(fā)科學(xué)類型化思維的創(chuàng)新活力

以“創(chuàng)意太陽(yáng)能裝置”科技創(chuàng)意制作課程為例。教師為學(xué)生提供了將科學(xué)類型化思維與創(chuàng)新實(shí)踐有機(jī)融合的平臺(tái)。教師給定太陽(yáng)能應(yīng)用的主題后，采用以下教學(xué)方法。

原理分類法：太陽(yáng)能熱水器利用光熱轉(zhuǎn)換原理將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能；太陽(yáng)能電池板則基于光電轉(zhuǎn)換原理將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。學(xué)生通過(guò)對(duì)這些原理的分類學(xué)習(xí)，構(gòu)建起不同類型太陽(yáng)能裝置的知識(shí)體系，為后續(xù)創(chuàng)意設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)，明確不同類型裝置在能量轉(zhuǎn)換方面的本質(zhì)區(qū)別，從而在設(shè)計(jì)時(shí)能夠依據(jù)需求精準(zhǔn)選擇合適的原理類型進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用。

功能拓展法：太陽(yáng)能裝置從能量輸出功能可分為電能輸出裝置、熱能輸出裝置；從應(yīng)用場(chǎng)景可分為家用太陽(yáng)能裝置、工業(yè)用太陽(yáng)能裝置、戶外便攜太陽(yáng)能裝置等。對(duì)于戶外便攜太陽(yáng)能裝置，考慮到其便攜性要求，學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)選擇輕質(zhì)、可折疊的材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)以減小體積，同時(shí)保證太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率，在這一過(guò)程中充分運(yùn)用科學(xué)類型化思維進(jìn)行功能分類與設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

原型創(chuàng)新法：在設(shè)計(jì)家用太陽(yáng)能照明裝置時(shí)，學(xué)生結(jié)合太陽(yáng)能電池板與智能照明系統(tǒng)的特點(diǎn)，創(chuàng)新性地引入光感傳感器與儲(chǔ)能裝置，使照明裝置能夠根據(jù)環(huán)境光線自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度并在夜間持續(xù)供電。學(xué)生突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，靈活運(yùn)用不同類型知識(shí)與技能，充分激發(fā)科學(xué)類型化思維的創(chuàng)新潛力，創(chuàng)造出具有獨(dú)特功能與應(yīng)用價(jià)值的作品。

3.科學(xué)閱讀與表達(dá)課程：提升科學(xué)類型化思維的表達(dá)與整合能力

在科學(xué)閱讀與表達(dá)課程中，教師精心挑選一系列與科學(xué)分類相關(guān)的科普讀物，運(yùn)用以下教學(xué)方式。

框架構(gòu)建法：學(xué)生閱讀過(guò)程中，教師引導(dǎo)其構(gòu)建科學(xué)分類框架。以動(dòng)物分類為例，以“動(dòng)物界”為頂層框架，逐步細(xì)分到門、綱、目、科、屬、種等層級(jí)，將每種動(dòng)物的形態(tài)特征、生活習(xí)性、繁殖方式等信息填充到相應(yīng)框架節(jié)點(diǎn)中。通過(guò)這種方式，系統(tǒng)梳理動(dòng)物分類，形成清晰的科學(xué)類型化思維框架，提高對(duì)知識(shí)的整合與分類能力。

實(shí)例剖析法：教師在講解昆蟲(chóng)分類時(shí)，以蝴蝶和蜜蜂為例，詳細(xì)對(duì)比它們?cè)谏眢w結(jié)構(gòu)、生活習(xí)性、社會(huì)行為等方面的異同點(diǎn)。通過(guò)對(duì)具體實(shí)例的深度分析，學(xué)生更加準(zhǔn)確地把握昆蟲(chóng)分類的關(guān)鍵特征與依據(jù)，提升分類思維的精準(zhǔn)性與邏輯性，學(xué)會(huì)從細(xì)節(jié)中識(shí)別不同類型生物的本質(zhì)差異并進(jìn)行合理分類。

表達(dá)深化法：閱讀后，教師布置“探索科學(xué)分類之美”主題任務(wù)，要求學(xué)生選擇自己感興趣的領(lǐng)域，運(yùn)用科學(xué)類型化思維方法撰寫科普短文。一位學(xué)生在描寫生態(tài)系統(tǒng)類型時(shí)，詳細(xì)介紹了森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)等的生物組成、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)特點(diǎn)以及它們?cè)诘厍蛏鷳B(tài)平衡中的獨(dú)特作用。通過(guò)這樣的表達(dá)訓(xùn)練，學(xué)生不僅加深了對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解與記憶，更在文字表達(dá)中不斷提升科學(xué)類型化思維的邏輯性、條理性與系統(tǒng)性，學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確、精練的語(yǔ)言將復(fù)雜的科學(xué)類型化信息有效地傳遞給他人，實(shí)現(xiàn)思維與表達(dá)的協(xié)同發(fā)展。

二、研究方法與實(shí)施過(guò)程

（一）研究對(duì)象：平行班級(jí)的精準(zhǔn)選取與對(duì)照設(shè)置

本研究選定本校六年級(jí)四個(gè)平行班級(jí)作為研究對(duì)象。其中兩個(gè)班級(jí)設(shè)定為實(shí)驗(yàn)班，全面推行“1+X”課程群教學(xué)模式，著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)類型化思維；另兩個(gè)班級(jí)作為對(duì)照班，沿用傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)方法。在實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)前，綜合評(píng)估四個(gè)班級(jí)學(xué)生在基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)掌握水平、思維能力以及學(xué)習(xí)態(tài)度等多方面的狀況，并借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確保四個(gè)班級(jí)在各項(xiàng)指標(biāo)上無(wú)顯著差異，為后續(xù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?duì)比研究筑牢根基，排除其他無(wú)關(guān)因素對(duì)研究結(jié)果的干擾，使研究聚焦于“1+X”課程群對(duì)學(xué)生科學(xué)類型化思維培育的影響。

（二）研究工具：多維度評(píng)估科學(xué)類型化思維發(fā)展水平

1.科學(xué)類型化思維測(cè)試量表：精準(zhǔn)量化思維成長(zhǎng)軌跡

編制小學(xué)六年級(jí)學(xué)生的科學(xué)類型化思維測(cè)試量表，涵蓋分類準(zhǔn)確性、分類依據(jù)闡述的邏輯性、基于類型的推理能力深度、類型創(chuàng)新應(yīng)用的靈活性（如下表）。在實(shí)驗(yàn)前與實(shí)驗(yàn)后分別對(duì)四個(gè)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，使其能夠準(zhǔn)確捕捉學(xué)生科學(xué)類型化思維在不同階段的細(xì)微變化與成長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

2.學(xué)習(xí)過(guò)程觀察記錄：動(dòng)態(tài)捕捉思維發(fā)展細(xì)節(jié)

在實(shí)驗(yàn)班，教師對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行觀察，記錄學(xué)生運(yùn)用科學(xué)類型化思維解決實(shí)際問(wèn)題的表現(xiàn)，深入分析后洞察學(xué)生科學(xué)類型化思維的形成機(jī)制與發(fā)展脈絡(luò)，真實(shí)反映學(xué)生在日常學(xué)習(xí)進(jìn)程中科學(xué)類型化思維的實(shí)際運(yùn)用與動(dòng)態(tài)發(fā)展情況，與測(cè)試量表的靜態(tài)評(píng)估相互補(bǔ)充，共同構(gòu)建起全面、立體的學(xué)生科學(xué)類型化思維評(píng)估體系。

（三）實(shí)施過(guò)程：課程教學(xué)的有序推進(jìn)與資源保障

在一個(gè)學(xué)期內(nèi)，實(shí)驗(yàn)班嚴(yán)格遵循“1+X”課程群教學(xué)方案推進(jìn)教學(xué)，每周合理規(guī)劃教學(xué)時(shí)間分配，確保學(xué)生在扎實(shí)掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，有機(jī)會(huì)在拓展課程中深度培育科學(xué)類型化思維。對(duì)照班則依照傳統(tǒng)教學(xué)大綱與既定進(jìn)度實(shí)施常規(guī)教學(xué)，聚焦于科學(xué)知識(shí)的傳授與簡(jiǎn)單應(yīng)用，缺乏對(duì)學(xué)生科學(xué)類型化思維的系統(tǒng)性培養(yǎng)。為切實(shí)保障實(shí)驗(yàn)班“1+X”課程群教學(xué)的順利實(shí)施與高質(zhì)量開(kāi)展，學(xué)校提供豐富多彩的教學(xué)資源支持，營(yíng)造優(yōu)越的教育環(huán)境，確保“1+X”課程群的教學(xué)理念與方法能夠有效落地生根。

三、研究結(jié)果與分析

（一）科學(xué)類型化思維測(cè)試成果：課程群顯著促進(jìn)思維提升

實(shí)驗(yàn)前，四個(gè)班級(jí)學(xué)生在科學(xué)類型化思維測(cè)試量表各維度得分相近，處于相對(duì)均衡狀態(tài)。一個(gè)學(xué)期實(shí)踐后，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在科學(xué)類型化思維測(cè)試量表各維度得分均有顯著提升，與對(duì)照班形成鮮明對(duì)比。在分類準(zhǔn)確性維度，實(shí)驗(yàn)班平均得分從實(shí)驗(yàn)前的1.98分大幅躍升至2.85分；分類依據(jù)闡述維度，得分從2.11分顯著提高到2.65分；基于類型的推理能力維度，得分增長(zhǎng)突出，從1.78分提升至2.75分；類型創(chuàng)新應(yīng)用維度進(jìn)步顯著，從2.04分上升至2.75分?！?+X”課程群在科學(xué)思維培育方面的獨(dú)特價(jià)值與顯著優(yōu)勢(shì)如下圖。

（二）學(xué)習(xí)過(guò)程觀察分析：思維發(fā)展呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)進(jìn)階

課程初期學(xué)生面對(duì)科學(xué)分類任務(wù)時(shí)，多局限于依據(jù)單一、直觀的特征進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，分類依據(jù)闡述粗糙、不夠全面，基于類型的推理與創(chuàng)新應(yīng)用能力薄弱。伴隨課程逐步深入推進(jìn)，在經(jīng)歷多次不同類型探究活動(dòng)、創(chuàng)意制作項(xiàng)目以及閱讀表達(dá)訓(xùn)練后，他們開(kāi)始能夠綜合運(yùn)用多種特征進(jìn)行精準(zhǔn)分類，分類依據(jù)闡述更加準(zhǔn)確、詳盡且富有邏輯性，并且能夠基于已構(gòu)建的類型體系進(jìn)行復(fù)雜推理與創(chuàng)新應(yīng)用。

四、結(jié)論與展望：研究成果總結(jié)與未來(lái)研究方向

“1+X”課程群在培育學(xué)生科學(xué)類型化思維方面發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，為科學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)與創(chuàng)新能力開(kāi)辟了一條行之有效的路徑。通過(guò)精心構(gòu)建的課程體系以及系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)實(shí)施與評(píng)估，學(xué)生科學(xué)類型化思維在分類、歸納、推理與創(chuàng)新等多維度均取得令人矚目的顯著提升，且在學(xué)習(xí)過(guò)程中呈現(xiàn)出從低階思維向高階思維逐步演進(jìn)的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)。

在研究與實(shí)踐進(jìn)程中，我們亦認(rèn)識(shí)到存在的有待深入探索與妥善解決的問(wèn)題。例如：如何更加精準(zhǔn)地依據(jù)學(xué)生個(gè)體差異設(shè)計(jì)“1+X”課程群中的拓展課程內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同學(xué)生科學(xué)類型化思維發(fā)展的個(gè)性化精準(zhǔn)培育；如何進(jìn)一步優(yōu)化課程群中各課程之間的銜接與融合機(jī)制，使科學(xué)類型化思維的培養(yǎng)更加連貫、高效且系統(tǒng)；如何全方位加強(qiáng)教師在類型化思維教學(xué)方面的專業(yè)素養(yǎng)提升，確保課程群教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提高等。

展望未來(lái)，我們將持續(xù)關(guān)注學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展，建立跟蹤評(píng)估機(jī)制，深入研究小學(xué)階段類型化思維培養(yǎng)對(duì)學(xué)生未來(lái)中學(xué)乃至更高層次科學(xué)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力發(fā)展的深遠(yuǎn)影響，為小學(xué)科學(xué)教育改革與拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)事業(yè)貢獻(xiàn)更多的智慧與力量，引領(lǐng)學(xué)生在科學(xué)探索的道路上不斷砥礪前行，開(kāi)啟一扇扇通往科學(xué)創(chuàng)新殿堂的大門。

參考文獻(xiàn)

[1]楊清.學(xué)校課程群構(gòu)建：為何、是何與如何[J].教育理論與實(shí)踐，2023（34）：40-44.