持續(xù)探究教學(xué)組織體系助推 拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)

科學(xué)教育對拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要價值。研究員張雙南認為，科學(xué)的本質(zhì)是“刨根問底”，即一而再、再而三地追問“為什么”。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，我們可以構(gòu)建推動持續(xù)探究的教學(xué)組織體系，以有效培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，助力他們發(fā)展拔尖創(chuàng)新潛能。

一、構(gòu)建推動持續(xù)探究的教學(xué)組織體系

為開發(fā)學(xué)生拔尖創(chuàng)新潛能，我們以激發(fā)學(xué)生探求欲為切入口，以助推學(xué)生持續(xù)探究、培養(yǎng)學(xué)生批判性思維為導(dǎo)向，構(gòu)建了“聚焦一探索一論證一深究”四環(huán)節(jié)課堂教學(xué)組織體系。

“聚焦”是學(xué)生學(xué)習的起點，教師通常以情境問題或挑戰(zhàn)性任務(wù)激發(fā)學(xué)生的探究興趣?！疤剿鳌笔亲寣W(xué)生先根據(jù)自身經(jīng)驗預(yù)測問題解決的過程或結(jié)果，接著制訂探究計劃，然后收集信息，組織、呈現(xiàn)證據(jù)，最后形成初步解釋?！罢撟C”是在按照一定標準對上一階段探究過程和結(jié)果再思考的基礎(chǔ)上，或進一步完善解釋，或調(diào)整探究計劃。“深究”旨在引導(dǎo)學(xué)生通過進一步論證形成新的認識或產(chǎn)生新的、更深入的探究問題。

該體系本質(zhì)上是引導(dǎo)學(xué)生在運用批判性思維不斷修訂認知的過程中開展持續(xù)探究，增強持續(xù)探究能力。其中，批判性思維為持續(xù)探究提供了必要的認知工具和態(tài)度傾向，而持續(xù)探究是批判性思維的實踐表現(xiàn)，兩者相輔相成，共同促進學(xué)生認知發(fā)展和問題解決能力提升，能有效開發(fā)學(xué)生的拔尖創(chuàng)新潛能。

二、持續(xù)探究教學(xué)組織體系下的教學(xué)策略

為賦能拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，支持學(xué)生在學(xué)習中持續(xù)探究，增強批判性思維，我們基于“聚焦一探索一論證一深究\"的教學(xué)邏輯，針對認識自然、改造自然、與自然和諧相處三類科學(xué)教學(xué)內(nèi)容，提出“認知修訂、解決問題、集體議事”三種教學(xué)策略。

1.以多輪斷言修訂認知，實現(xiàn)從知識接受者向 新知創(chuàng)造者的轉(zhuǎn)變

“認知修訂\"策略指向?qū)ι弦粋€認識過程或認識結(jié)果的再思考，關(guān)注的是批判性思維的準確性。認知修訂過程中，學(xué)生要經(jīng)歷個人斷言、小組斷言、班級斷言、基于實證的集體修訂斷言、基于反例的持續(xù)修訂斷言的持續(xù)探究過程。每個環(huán)節(jié)，學(xué)生都要在保持獨立思考的同時，通過與他人對話或在實證基礎(chǔ)上做出理性判斷、提出質(zhì)疑，最終通過持續(xù)探究實現(xiàn)自我覺醒。該策略主要適用于“認識自然\"科學(xué)內(nèi)容的教學(xué)。

教學(xué)教科版科學(xué)三年級上冊《水到哪里去了》時，為讓學(xué)生經(jīng)歷持續(xù)修訂認知的探究過程，教師運用模擬論證方式教學(xué)。課堂上，教師以“碗里的水去哪兒了\"引入，讓學(xué)生先獨立思考，初步斷言，再小組討論，修訂認知，二次斷言。一名學(xué)生初步斷言“水被陽光曬干了”。小組討論后，學(xué)生二次斷言：高溫天氣讓水變成\"空氣\"（水蒸氣）。在觀察通過不同溫度條件下水分蒸發(fā)實驗收集的水量變化數(shù)據(jù)、思考教師提出的溫度降到零攝氏度以下時濕衣服也會慢慢變干的反例之后，學(xué)生提出“碗里的水在常溫下慢慢變成肉眼看不見的微粒跑到空氣中了”，這是第三次斷言。教師緊扣第三次斷言，引導(dǎo)學(xué)生圍繞溫度這條線索，依次開展“給水持續(xù)加熱會怎樣”“讓水的溫度持續(xù)下降會出現(xiàn)什么情況\"“如果給冰持續(xù)加熱會出現(xiàn)什么現(xiàn)象”等內(nèi)容的教學(xué)，不僅讓上一次探究結(jié)果成為下一次探究的基礎(chǔ)和條件，還讓學(xué)生在自我認知修訂過程中建立起水的形態(tài)與環(huán)境溫度緊密聯(lián)系的認識，進而理解了“水是一種特殊而重要的物質(zhì)”的核心概念。

持續(xù)探究教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生“刨根問底\"的科學(xué)精神提供了支點。這樣持續(xù)探索與論證，學(xué)生就能從知識接受者變成知識內(nèi)在關(guān)系的探索者，甚至是新知創(chuàng)造者。這正是拔尖創(chuàng)新人才應(yīng)有的特質(zhì)。

2.澄清問題并創(chuàng)造性解決問題，提高發(fā)展內(nèi)驅(qū)力

“解決問題”策略指向批判性思維的清晰性，適用于“改造自然\"科學(xué)內(nèi)容（如工程技術(shù)類內(nèi)容）的教學(xué)，特別是解決真實情境下復(fù)雜問題的課型。在解決問題過程中，學(xué)生將經(jīng)歷“提出和發(fā)現(xiàn)問題一重述和定義問題一設(shè)計和評估方案一實施方案和檢驗效果\"的持續(xù)探究過程。

對于教材中工程技術(shù)類內(nèi)容，教師一般采用“任務(wù)一設(shè)計一制作一評價\"的流程教學(xué)。根據(jù)管理學(xué)的“吉德林法則\"（把難題清清楚楚地寫出來，難題便已經(jīng)解決了一半），學(xué)生只有先認清問題，才能很好地解決問題。因此，教師可以在任務(wù)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生對任務(wù)進行個體和集體的“問題重述”，并組織學(xué)生解構(gòu)要解決的復(fù)雜問題。在評價環(huán)節(jié)，教師要強調(diào)問題解決的“標準”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合標準，跟解決問題的過程與方法對話，跟開展工程建造或技術(shù)改造的材料對話，跟他人解決問題的成果或過程對話，進而重新審視并改進設(shè)計方案和成果作品。這個標準是他們通過“改造自然\"解決復(fù)雜問題的過程中進行批判性思考的核心。

以教科版科學(xué)六年級下冊“小小工程師\"單元中“建造塔臺\"任務(wù)為例。教材在“探索\"板塊設(shè)置“想一想建造塔臺需要考慮的因素”“制定標書”“投標發(fā)布會\"等活動，教師可以基于教材編排邏輯，引導(dǎo)學(xué)生從建塔位置、使用材料、塔的設(shè)計、成本預(yù)算、人員分工、時間分配等方面解構(gòu)問題，并在個人轉(zhuǎn)述和集體轉(zhuǎn)述中澄清問題，抓住解決問題的核心一—結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與牢固。接下來，教材依次設(shè)置設(shè)計、制作、測試、評估、改進塔臺模型等活動，引領(lǐng)學(xué)生持續(xù)探究。尤其是《設(shè)計塔臺模型》一課，教材以“任務(wù) + 要求 + 標準”的表達模式呈現(xiàn)該活動，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計、反思、修訂、完善方案，發(fā)展創(chuàng)意物化能力。這一課教材給出的“塔臺模型制作評價表\"針對模型本身提出包括塔高、頂端承重、防風能力、防震能力、美觀、材料成本等方面的衡量標準。這些標準不僅是學(xué)生在制作過程中進行批判性思考的點，還是他們改進、完善方案和成果作品的批判性思考點。這些思考點可以延續(xù)到最后一課《評估改進塔臺模型》，引導(dǎo)學(xué)生追求“精益求精”的修訂過程。最終，學(xué)生會在測試中發(fā)現(xiàn)新問題，如塔的抗風等級不夠、抗震強度不足、建造成本過高等，從而進入新一輪問題解決。這種迭代過程能激發(fā)學(xué)生持續(xù)探究的內(nèi)驅(qū)力，開發(fā)其拔尖創(chuàng)新潛能。

3.以集體議事引導(dǎo)立場轉(zhuǎn)換，培育批判性思考者

“集體議事\"策略是為解決科學(xué)課程中“與自然和諧相處”方面的問題開發(fā)的，指向批判性思維的公正性。集體議事流程為“提出動議一辯論與修訂一提出決議一集體表決”。在多方博弈時，學(xué)生要直面挑戰(zhàn)、包容異見、理性判斷，不再著眼于“小我\"的得失，而是著眼于作為共同體一員應(yīng)承擔的使命。

教科版科學(xué)五年級下冊“環(huán)境和我們\"單元設(shè)有“分析一個實際的環(huán)境問題\"教學(xué)活動，教師借鑒羅伯特議事規(guī)則，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會站在對方立場思考并解決人與自然關(guān)系的問題。教學(xué)中，教師將學(xué)生分成普通市民、漁業(yè)養(yǎng)殖戶、游船船主、房地產(chǎn)開發(fā)商四個小組，請他們站在各自角色立場上談加劇W湖環(huán)境惡化的行為及解決辦法。各小組先依次就其他小組提出的解決方案尤其是與自己小組有沖突的方案進行詢問、質(zhì)疑，再平衡處理辯論環(huán)節(jié)其他小組的質(zhì)疑，不斷修訂認知，而后陳述小組決議。最后，教師組織學(xué)生集體表決各組決議。在此過程中，學(xué)生借助批判性思維，不斷調(diào)試包括自身利益在內(nèi)的多方利益平衡，最終獲得一致認識。

批判性思維與科學(xué)教學(xué)的融合，不只是簡單地教給學(xué)生思考技巧，而是重在培育學(xué)生基于公正立場進行批判性反思的思維品質(zhì)和學(xué)術(shù)素養(yǎng)。這樣的品質(zhì)和素養(yǎng)對學(xué)生成長為拔尖創(chuàng)新人才不可或缺。

（作者單位：華中科技大學(xué)附屬小學(xué)）