在解決真實問題的學習中促進學生思維能力的提升

【摘 要】從學生身邊真實情境中的自然現象或科學現象入手開展探究活動，有益于促進學生思維能力的提升，從而更好地培養學生的科學素養。營造生活化的學習情境，可以啟發學生在熟悉的情境中自主地發現科學問題，自然形成具體的探究任務，在教師的指導下運用創造性思維和邏輯推理解決問題，實現思維的進階和發展。

【關鍵詞】小學科學 思維能力 真實情境 探究任務 解決問題

傳統的科學教材通常是根據單元結構中的知識體系來設計每一節課的內容，采取直奔主題的“單刀直入”形式組織學習內容。從知識邏輯體系而言，這種編寫方式并無不妥，但從引發小學生學習科學知識的動機的角度來看，這種“要我學”的呈現方式并不能較好地激發學生思考問題、開展自主探究活動的興趣。而從學生身邊的真實情境中的自然現象或科學現象入手開展探究活動，有益于促進學生思維能力的提升，從而更好地培養學生的科學素養。

一、真情境啟發思考真問題

生活中的自然現象或科學現象，是科學學習的天然素材。《義務教育小學科學課程標準》指出，科學活動需要探究學生身邊的問題，引導學生在好奇心的驅使下，對常見的動植物和物質的外在特征、生活中的科學現象、自然現象表現出探究興趣[1]12。

粵教科技版小學科學教材每一課均設置了“問題情境”欄目，以有情節的圖畫形式再現生活情境，并通過主題人物的對話引導學生對情境中的科學現象進行思考，產生“真問題”。比如，二年級上冊第3單元“磁鐵玩具”中“有趣的釣魚玩具”一課的“問題情境”欄目，通過畫面呈現了孩子們用磁鐵釣魚玩具進行釣魚游戲的情境。主題人物的一句問話“魚竿上沒有小鉤，怎么也能釣起魚呢？”引導學生將注意力從“釣魚”游戲轉向思考玩具釣竿和小魚是否有什么特殊的結構上，從而激發探究興趣。

學生學習科學，不僅僅是為了學習科學知識和科學方法，更重要的是激發、維持和培養自己對自然界的好奇心，保持對科學學習的興趣。

二、真問題驅動探究真任務

發現問題和解決問題這兩個過程，是科學探究活動中培養科學思維的關鍵要素。《義務教育小學科學課程標準》指出，要讓學生“知道科學探究需要圍繞已提出和聚焦的問題設計研究方案，通過收集和分析信息獲取證據，經過推理得出結論”“能運用科學探究方法解決比較簡單的日常生活問題” [1]9。在“提出問題”的學段教學目標中，要求學生在教師指導下能從對具體現象與事物的觀察、比較中，提出感興趣的問題（低年段目標）或提出可探究的科學問題（中年段目標），或者能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出可探究的科學問題（高年段目標）[1]10。在這里，科學知識的價值存在于“解決問題”的過程中，當知識被用來解決問題時，知識就將發揮它的思維訓練的價值[2]11。

比如，六年級上冊第4單元“遺傳與進化”中“生物的變異現象”一課，呈現了黃兔媽媽和花兔爸爸生的一窩小兔子的情境。通過觀察，孩子們可能會感到好奇，在這一窩小兔子里竟然沒有黃色小兔，反而有全黑色小兔，它真的是黃兔媽媽和花兔爸爸生的嗎？這種現象說明了什么？由此，教師再引導學生收集更多的資料，認識生物的變異在生活中普遍存在。

“任務驅動”的教學形式使教學活動情境化、問題化，探究任務因其源于學生自身的認識和思考，研究方法的選擇、對證據的分析和解釋、成果表達的方式等均由學生自主決定，學生真正掌握探究的主動權，因而更富有挑戰性[3]。

三、真任務促進發展真思維

科學思維的培養是探究學習的核心。在探究活動中，學生經歷的科學問題的提出、探究過程的設計、探究方法的選擇、科學證據的收集和整理、結果的分析和結論的形成等科學探究要素構成的探究任務實施過程，也正是其從科學現象入手所展開的理性思維的過程。思維的進階和發展體現在兩方面：一方面，通過經歷科學探究過程習得科學方法、自主建構科學概念;另一方面，在此過程中逐步形成基于證據和推理的實事求是的科學態度，科學素養得以提升。

粵教科技版小學科學教材設計由問題情境引發的探究活動，讓學生形成認知沖突，繼而尋找證據，與自己的初始想法進行比較，通過同化與順應過程逐漸轉變原有認知，在新的情境中運用新思維模型進行解釋，從而建構新概念，發展真思維。比如，六年級下冊第3單元“動物與環境”中“丹頂鶴生活在哪里”一課，由國畫“松鶴延年”中的丹頂鶴站在松樹枝上的情境，引發了一個平常不為人注意但值得探究的科學問題：丹頂鶴是生活在松樹林里嗎？由此，驅動了一個探究任務：觀察丹頂鶴的外形特征，了解它們的生活習性和食物特點，從而初步判斷它們更適宜生活在松樹林還是濕地。教材設計了一組活動引發學生探究，通過這組思維參與程度較高的探究活動，使學生初步建立“動物身體的外形和結構與環境相適應”的科學概念。接下來，本節課還安排了“探究適應環境的身體特征”的活動，以更多的鳥類作為學習素材，引導學生進一步認識鳥類的足、喙的外形和結構特點與其生活環境之間的聯系，建立“動植物之間、動植物與環境之間存在著相互依存的關系”的科學概念。

上述案例應用了美國教育家杜威提出的“五步思維法”（暗示—問題—假設—推理—檢驗） [2]80-81。在“暗示”階段，人們依靠經驗和知識儲備，對某種現象產生疑惑。對于以“松鶴延年”為主題的國畫，人們通常從人文角度對其加以欣賞，因此并沒有意識到這幅畫有什么問題。但在科學課中，這幅畫作為學習素材呈現出來，學生們從科學的視角對其進行再認識，會“突然”發現丹頂鶴站在松枝上的情境與自己初步了解的科學知識之間產生了矛盾，形成了認知沖突，從而產生了疑問—這就進入了“問題”階段。在這個階段，孩子們會嘗試用已有知識對問題進行解釋，提出假設。如果孩子們聯想到丹頂鶴的身體特征與松樹林的特點不相匹配，可能就會思考哪種環境更適合丹頂鶴生活。接下來，學生就會有目的地收集更多的證據，運用“推理”的方法做出判斷。最后一個階段是“檢驗”，用實驗或其他手段獲得更多的證據，檢驗假設是否合理，結論是否可信。在這樣的過程中，學習真正發生了，思維真切地發展了。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]郅庭瑾.為思維而教[M].北京：教育科學出版社，2007.

[3]馬學軍.讓孩子們做自己的探究[J].湖北教育：科學課，2014（4）：1.

（作者系廣東省廣州市教育研究院學前與義務教育教研室副主任，小學科學教研員）

責任編輯：孫昕

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