培養學生高階思維，促進其科學概念的精致化建構

余晴

小學科學課程涉及許多基本而重要的科學概念。這些概念是學生掌握科學知識、體會科學思想、形成科學核心素養的重要載體。因而引導學生自主建構科學概念是科學教學的重要任務。在實際教學中，不少科學教師雖然很重視引導學生在經歷科學探究活動的基礎上進行概念的建構，課堂上也為學生準備了活動材料和記錄單，并為學生提供交流、相互質疑的機會，但教學效果卻不盡人意。學生在課堂的交流效果缺乏指向主要概念進行有效質疑，思維活動也較為簡單，建構的科學概念不全面、不到位。有時學生即使能描述出本課的主要概念，但一轉變情景，就不能對科學概念進行應用，更難以在課后應用科學概念去解決生活問題。實際上，學生對概念的理解結果并不是直接來源于外部提供的信息，也不是對原事物的長時記憶，而是個體思維過程的產物。認知過程中的思維方式決定著概念建構的精致化。在科學概念的學習中，“精致化”的實質是對概念的內涵與外延進行盡量詳細的深加工，是對科學概念立體的、系統的認知。科學概念的精致建構需要學生啟動高階思維從不同角度、不同層次進行反復思考，不斷產生新的認識。當學生建構了精致的科學概念時，他們就能靈活地在各個情景中識別與相關科學概念有關的信息，并靈活應用科學概念。因此，教師有必要在教學過程中采取有效的教學策略培養學生的高階思維，促進學生科學概念精細化的建構。

一、高階思維及其對科學概念的建構作用

高階思維（highorderthinking）是與低階思維（loworderthinking）相對的概念。依據布盧姆學習目標分類（修訂），認知過程維度主要分為六類：記憶、理解、應用、分析、評價、創造六項，其中記憶、理解和應用被認為是低階思維，分析、評價和創造被認為是高階思維。高階思維超越簡單的記憶和信息檢索，是一種以高層次認知水平的思維方式，能對看似散亂的知識結構進行意義建構。高階思維能力表現在對事物認知過程中的質疑能力、獨立客觀判斷能力、求真能力，以及自我反思、調整和重新建構的能力。

目前大量的學生依然沿用以記憶力為主導的低階思維學習方式。這種碎片化、復制化的思維認知方式，表面上能對知識進行的精細認知。實際上，由于不具備系統性、批判性的認知能力，低階思維學習者對信息的深度加工能力不足，不能對事物形成系統認知，也無力對知識進行重構與創造。他們對概念的掌握是零散而片面、雜亂而僵化的，這導致在課堂上能描述出本課的知識概念，卻不能遷移所學的概念應用到現實生活情景中。現代社會，人們每天都會接受大量的碎片化信息。培養學生的高階思維能力，不僅能促進學生現階段對科學概念的精致化建構，更為他們終身習得高效的學習方式打下基礎。

哈佛大學心理學教授D.Perkins（1992）認為良好的思維能力是一種技術或技巧上的訓練結果，需要相應有針對性的練習。在實際教學過程中，通過恰當的教學策略可以有效訓練和培養學生的高階思維能力，同時促進其對科學概念的精致化建構。

二、培養學生高階思維，促進其精致化建構科學概念的教學策略探討

1.重視學生的高階思維培養，設置精致化的教學目標

清晰、精致的教學目標是教師引導學生精致化建構科學概念的指航燈。如果我們的教學目標欠缺精致化，模糊不清，那么課堂上就無法精準地對學生在自主建構科學概念的過程中給予到位的指導。這將導致學生對科學概念的建構往往只停留在“領會、大概知道或好像理解了”階層，對科學概念的“應用、分析、評價”階層，特別是“創造”的高階思維明顯夠不著。精致的教學目標包括了科學知識目標、探究技能目標、科學態度目標、科學、技術、社會與環境目標等四維目標，也包含了“理解”、“應用”、“評價”、“分析”和“創造”等多個思維階層。精致的教學目標引領著教師更加精準地引導學生自主建構科學概念，并能運用本課科學概念解釋周圍相關現象，甚至能解決現實生活中的問題，而且還包括學生在探究與交流中，能分析和評價自己和他人的學習，并不斷改進。

2.精致化分析學情，針對學生認知上的難點給予有效的具體感知

小學生的認知以形象思維為主，對具體實物、現象進行直接感知是兒童的主要學習方式。通過對實物和現象的直接感知，兒童能充分獲取事物的基本特征、現象之間的聯系等信息，這些是兒童利用高級思維建構精致概念的基礎。建構不同層次的科學概念，需要教師提供不同的活動材料，以不同的形式呈現給學生進行感知。對于建構物質外部特征的科學概念，直接提供有代表性的實物即可滿足學生對此類科學概念的建構。但對于建構事物或現象之間相互關聯的科學概念，如結構與功能的聯系，天文現象與天體的運轉關系等抽象的概念，則需教師針對本課學生概念建構的難點，引導學生在實物或具體現象進行觀察的基礎上，設計與制作相關模型，并進行測試與改進，不斷深處地、充分地感知具體事物之間的關系。這種設計與制作模型的活動，需要學生把科學、技術與工程、數學等多個學科的知識、思維和技能進行了整合，實現跨學科概念的建構，挖掘更深層的科學本質和規律。

3.設計有結構的真實學習情境，幫助學生對科學概念進行反復的感知和遷移

人的認知過程即是人與環境的相互作用的過程。當人遇到問題情境，會啟動思維從環境中收集相關信息，建構相關的概念或者生成策略解決問題。教學情境就是以直觀方式呈現書本知識所表征的實際事物或事物的相關背景，使抽象的知識具體化、形象化。課堂上創設多個有結構的、與科學概念相關的真實學習情境，有利于學生對科學概念進行反復、充分感知，并促進學生進行分析、假設、預測、創造等高階思維活動，引領學生對科學概念進行建構和遷移。筆者在執教教科版一年級上冊《用手來測量》一課時，基于學生認為生活中只能用尺子來測量長度的前概念，在導入環節創設了一個沒有尺子的情況下卻需要進行測量門檻長度的生活情境，有效地喚醒學生原有的知識，并與學生的認知水平發生沖突，很好地激發了學生進行探究的欲望。在建構了用手測量的相關概念和掌握了技能后，筆者又“帶領”學生回到導入環節的生活情境，讓學生應用剛學會的科學概念和測量技能測量門檻模型的長度。接著，筆者進行情境遷移，為學生創設到商場為門檻挑選合適長度地墊的情景，讓學生體驗用科學概念與技能解決生活問題的成功感。最后，通過布置課外親子活動，讓學生體驗用更多的身體部位測量身邊生活物品的長度，使學生對本課的科學概念進行拓展與延伸。

4.預設學生表達探究結果的困難，引導學生應用多種表達方式提高課堂交流的有效性

交流是利用各種方式互相交換彼此想法。在匯報與相互質疑的交流中，學生需要啟動解釋、評價和創造等高階思維，這就促進了學生對概念更細致、更深層次的建構。日常教學中，許多教師為學生提供的交流方式較為單一，基本上以記錄單的形式進行展示與匯報。這種方式較為抽象的探究結果，不能夠很好地直觀形象進行展示。如《把種子傳播到遠處》、《月相》等課，對于表述能力有限的小學生來說，他們難以用圖文的形式和語言表述清楚其探究結果。這就阻礙了學生課堂上的互動交流，使得他們難以在交流中碰撞出思維的火花。對于這些較為抽象的探究結果，教師可以引導學生利用實物、模型，或是一些電教設備進行展示。多形式的交流方式能促使學生更全面、更深入地表達自己的想法，為生生之間的充分交流提供必要基礎。如在執教四年級下冊《把種子傳播到遠處去》一課，筆者先提供各種有代表性的種子實物給學生進行觀察，接著以驅動任務的形式讓學生根據觀察發現，設計與制作能傳播到遠處的種子模型。在交流匯報的過程中，學生用語言和圖文的方式展示對種子結構的觀察發現，用種子模型的設計圖和種子實體模型以及現場展示種子模型的傳播效果來表達種子結構與傳播方式的關系。基于各種直觀而有趣的展示，學生非常有效地表達了自己的觀察發現、推測和想法，生生之間的互動順暢無阻，思維非常活躍。學生不僅順利地建構了“種子的結構與其傳播方式相適應”的科學概念，還對“植物的結構與環境”、“植物的結構與繁衍”等科學概念進行了初步探討。可見，多種形式的交流形式可以有效促進學生高階思維的發展，使其建立更加系統、立體的科學概念。

責任編輯邱麗