關注學生的思維

趙龍

由《科學課》雜志承辦的中國教育學會科學教育分會第五屆小學科學特級教師及名師論壇，其主題是“發展學生思維能力的課堂教學研究與改進”，筆者聽完全部展示課后，感觸良多。“如何緊緊抓住學生的思維”的確是科學課堂教學的關鍵所在，以下僅以本次年會中給筆者留下較深印象的幾節課為代表，談談收獲。

融環境、自然和科學于一體，提升學生思維

《丹頂鶴生活在哪里？》符合了廣州市近些年正在推動的STEEN（科學Science、技術Technology、工程Engineering、環境Environment、自然Nature）教育理念。STEEN提倡從學生身邊熟悉的自然現象或科學現象入手，在真實的情境中學習科學。本課樸實無華，又實實在在地使學生的思維一步步升華。

《丹頂鶴生活在哪里？》主要環節和學生思維發展分析如下：

1.導入：分析名畫《松鶴延年》中的科學性錯誤

通過與學生的簡單對話，引發學生的知識、經驗與觀察到的事實相沖突，誘發他們探究的欲望，自然而然地進入有關動物的生活環境與動物的身體形態特征的探究主題。教師引申提問“沼澤與森林有何不同”后，為了進一步幫助學生展開思維，特意為學生搭了腳手架——“它們（沼澤與森林）能提供哪些食物？”“食物不同，環境會有什么不同？”從而引導學生積極思考。

2.深入探究，建構概念

活動1，采取資料分析、推測的方法探究丹頂鶴的生活習性、身體特征與生活環境是否關聯。

活動2，通過觀察標本等形式探究不同禽鳥的足也適應相關的生活環境。

很多學生其實并沒有見過丹頂鶴，對丹頂鶴也不夠了解，通過閱讀教師提供的資料并加以分析，就有了判斷的依據。對實物標本的觀察遠遠優于圖片觀察，使得學生的概念建構更牢固。兩個活動可以通過丹頂鶴足的特點進行內容承接和邏輯過渡，從丹頂鶴的足適應沼澤地等生活環境，導出不同禽鳥的足也適應相關的生活環境。這既是一種知識遷移應用的結果，也是學生從科學現象深入科學本質的認知升華過程，是他們思維培養和發展的結果。

3.拓展

將學科與生活關聯拓展，根據所學知識送鳥回家，加強對知識的遷移應用，讓學生體會到全面觀察、深入分析、科學判斷的好處。

技術與數學融合，提升學生思維

筆者沒有把這節《設計制作包裝盒》看成簡單的技術工程課，主要原因有三：

一是這節課不是工程課，與工程無關。工程講究的是不同的各個子項目之間的統籌安排、合理計劃，工程是一個系統內的種種考慮和協調。

二是這節課也不是技術課。技術課，一般是通過需求、設計、制作、調試、改進、評估等基本流程，完成一個產品。

三是這節課是STEM中的技術與數學結合的課，體現了“經驗型技術”向“應用型技術”的過渡。

《設計制作包裝盒》主要環節和學生思維發展分析如下：

1.任務驅動

提出需求任務“用邊長20厘米的正方形包裝卡紙，做一個無蓋包裝盒，用來裝棱長為2厘米的正方體巧克力，要求能裝下盡可能多的巧克力”。任務驅動下，學生有競爭、有壓力，更有興致。

教師引導學生討論如何做基本的設計（如盒子底部應該是正方形），還要考慮設計的基本問題（如巧克力不能超過盒子邊緣，盒子不能擠壓變形，盡量利用空間）。教師交代基本規則、基礎方法，讓學生有章可循。

2.學生嘗試設計制作包裝盒，匯報交流心得

學生嘗試做出幾種包裝盒，發現1層高的包裝盒能裝64塊巧克力，2層高的包裝盒能裝72塊巧克力，3層高的包裝盒能裝48塊巧克力。引發沖突：1層的比較多，2層的最多，3層的反而少了，那么4層呢？這個問題還是有一點難度的。層數的增加，可以使得向上的空間增加而增加容量，卻會減少底面積，并損失了較多的邊角材料。這一段分析抓得好，學生還是能夠理解的。

其實做成幾層，對應的最多容納巧克力的數量，是可以用數學方法計算的。教師帶領學生理解計算方法：容積=長×寬×高。（學生通過圖示能很快明白。）學生已經擺脫了一個個的試制包裝盒的過程，而是直接用數學方法得出：1層64塊;2層72塊;3層48塊;4層16塊;不可能超過4層。并且，通過數據比較，做2層的包裝盒是最佳選擇。

3.完成新挑戰

把邊長20厘米的正方形包裝卡紙換成邊長30厘米的正方形包裝卡紙，又能裝多少巧克力，最佳方案如何？有了以上的數學思維方法，學生就可以很輕松地計算出來了，已經不需要一個個、一層層地試制包裝盒了。在有了數學思維的武器之后，可以直接推導得出結論，并用于指導生產！

借助信息化技術，提升學生思維

信息化技術的使用，并不是說以此代替實際的觀察，而是在于它能把大家平時不經意、不系統的觀察重現或模擬，使其變得更系統化、細致化。

《四季更迭》主要環節和學生思維發展分析如下：

1.提出問題

調取學生已有的關于四季的前概念（主要為氣溫冷暖程度不同），提出問題：四季除了依據冷暖不同來劃分，還可以按照什么來劃分？這里體現了教師的主導作用，迫使學生思考，找四季中其他的明顯不同。

學生剛學習完晝夜的知識，教師引導學生從晝夜長短變化中找規律，進一步聚焦問題：“四季晝夜交替，而晝夜的長短一樣嗎？”學生調取生活經驗，匯報夏天晝長夜短，冬天晝短夜長，春秋則居中。

晝夜長短真的是這樣變化的嗎？如果有規律，那么可以利用晝夜長短的變化規律劃分四季嗎？學生對四季過程中的晝夜長短變化，有生活經驗，這是一種定性的認識。通過模擬器的觀察，采集具體的晝長數據，做統計，找規律，這是定量的研究。從定性走向定量的研究，也是科學研究的重要方法之一。

2.展開探究

各組做計劃，選取數據采集點（有的組選每月的月初，有的組選每月的月中……），按自己的計劃觀察采集晝長和溫度數據，生成圖表。本課采取了信息技術工具，選取數據采集點后，能將學生“需要”的數據從數據庫里方便地“調取”出來（代替記錄），并自動生成圖表。

手工采錄數據、手工作圖，在數學課中已經訓練過，此能力并非本節課要訓練的重點，本課的重點是培養學生的思維。各組分析后發現，晝長變化和氣溫變化其實是在做基本同步的規律性變化（反映變化規律的統計圖，是一致的）。學生自發地開始用晝長變化對應的日期來劃分四季，然后匯報交流。

教師補充各月平均晝長、各月平均氣溫數據以及統計圖，鞏固學生的認識。學生的數據采集點為每個月相同的一個日期點，不同組的日期點選擇不同，但大家得到的結論相同。教師補充月均數據，說明得更科學，也能找到晝長最長日期、最短日期與晝夜平分日期所在的月份。

3.拓展延伸

教師補充武漢2018年的數據，帶領學生分析數據圖。學生發現，盡管地區、年份不同，但是規律依舊。

接著，教師補充認識春分、夏至、秋分、冬至確切日期的知識。因為以上教學中學生的思維不斷深入，他們能夠很清晰地認識這四個日期點，從而為將來學習四季形成的原因打下堅實的基礎。

觀課有感

簡單回顧了本次年會中的幾節課，可以看到各課都非常重視學生的思維，契合了活動的主題，契合了科學課教學。當然其他的一些課，也各有亮點，篇幅所限無法一一細談。

筆者認為一節好課應該是：活動前有明確的目的，學生有明確的問題和假設;活動中要帶有任務，學生不僅要動手去做，而且要在此基礎上動腦思考;活動后要有結果，學生應該有比較明確的收獲。

筆者非常推崇心理學家維果茨基在說明教學與發展的關系時，提出的“最近發展區”理論，即教學必須要考慮學生發展的兩種水平：一是現在的發展水平，二是在有指導的情況下借助教師的幫助達到解決問題的水平，或是借助他人的啟發達到較高的水平，這兩者之間的差距，就是“最近發展區”。

“最近發展區”理論要求教師重視觀察和反思，了解學生的現有發展水平，讓教學活動處于“最近發展區”之中，只有這樣才能真正促進學生的發展。把握學生的“最近發展區”，最實際的做法就是要抓住學生的認知規律和心理特點，了解他們的已有知識水平、生活經驗，這對審視教學目標以及圍繞目標選擇教學方法有著重要的指導意義。

強調在課堂中發揮學生學習的主體作用是新課程改革倡導的精神，已經深入人心。用新課程改革的理念指導課堂教學，也要求教師深入分析學生的認知發展水平和認知發展規律，根據學生已有的認知水平，確定“最近發展區”，再通過一系列的教學，幫助和引領學生達到一個新的認知高度。做到這一點，實質上就是在著眼學生的思維發展！