談小學科學實驗教學中培養高階思維的策略

代麗麗 金碩

【摘要】實驗探究是學習小學科學的重要方式，同時也是培養學生高階思維的重要途徑。引導學生開展有效的實驗探究，具有十分重要的價值。本文介紹了當前小學科學實驗教學的現狀，面對這種現狀，筆者談小學科學實驗教學中培養高階思維的策略。

【關鍵詞】高階思維? 實驗教學? 思維層次? 設計要點。

【中圖分類號】G623.9 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）41-0068-02

一、高階思維的解析

高階思維是一種以高層次水平為主的心智活動，最終體現在解決復雜問題的能力。所謂高階思維培養即是將分析、評價、創造融入教學目標，以此開展教學，通過教師的教與學生的學最終提升學生高階思維的教學活動。

二、小學科學實驗教學的現狀

隨著新課程改革的深入，廣大教師越來越重視實驗教學，但由于教學觀念、教學條件、教學評價等多方面因素影響，小學科學實驗教學現狀主要表現為：

1.“講授+驗證”模式仍占統治地位，教師仍然是課堂的主角，講得仍然很多。而且實驗以演示實驗為主，學生分組實驗，探究實驗很少。

2.教師偏重于實驗現象和實驗結論，而忽視讓學生分析現象和結論間的內在聯系，學生的思維未得到應有的訓練。

3.教師實驗指導過細，教師將實驗器材、實驗方法、實驗步驟、注意點等規定的一清二楚，學生只能按著教師的安排去做。

4.教師將學生實驗時間控制得很短，有的學生實驗還沒有做完、現象還沒有看清楚、數據還沒有來得及搜集，就被迫停止實驗。

5.由于實驗器材欠缺、或實驗周期過長、需要調查、觀察和實驗的內容比較多等原因，直接從網上下載相應的實驗短視頻代替學生的分組實驗。

以上現象剝奪了學生自由探究、自主發展的權利，扼殺了學生科學實驗的興趣，也使教學活動喪失了對學生高階思維能力的培養。為此，如何在新理念指導下，開展小學科學實驗教學，培養學生的高階思維，從而形成科學的思維方式和思維習慣，是擺在我們面前的重大課題。

三、小學科學實驗教學中培養高階思維的策略

基于布魯姆、安德森等的高階思維層次分類，高階思維的思維層次分別是分析思維、創造思維和評價思維。如何開展小學科學實驗教學活動以達到培養學生的高階思維能力，筆者結合日常教學經驗，總結如下基本策略：

1.分析學情，確定具有高階思維含量的活動目標

在活動中設計高階思維環節，首先要確定具有高階思維含量的活動目標。活動目標是教學活動設計的依據，只有活動目標具有高階思維含量，活動才可能是高階思維活動。

所謂具有高階思維含量的實驗活動目標，就是通過實驗活動，最終達成的目標不僅有知識技能的掌握、能力的提升、態度的形成，還有高階思維的發展。結合教學內容，分析學情，針對學生欠缺的高階思維能力，教師可將其作為活動目標加以培養。如：“做一頂帽子”這一教學內容，一般情況下，教師會將這一活動的思維能力發展目標定為能根據需求畫出一頂結構和功能的帽子，通過制作一頂帽子，提高動手操作的能力。如果教師關注學生的高階思維能力的發展，就應該對學生的相關能力全面分析。能夠發現，評價思維能力是學生較為欠缺的，而結合這一活動內容，剛好可以發展學生的評價思維能力。因此可以將這一活動目標定為設計和制作自己的帽子，并能評價自己的帽子，能依據標準檢驗帽子是否符合需求。加入發展學生評價思維的目標，為學生經歷評價過程奠定基礎，給學生提高評價思維能力提供了機會。

2.設計具有挑戰性、開放性的探究活動環節

探究活動是由多個環節組成的。要重視學情分析，設計符合學生實際的挑戰性的探究活動環節，以促進學生高階思維能力的發展。可選擇對學生而言既有學習基礎，又存在錯誤的前概念或缺乏全面認識的內容。如在學生學習“物體在水中是沉還是浮”這一內容時，先讓學生預測蘋果和回形針是沉還是浮時，學生憑借生活經驗覺得大的沉小的浮，于是覺得蘋果是沉的，回形針是浮的。通過實驗觀察發現蘋果是浮的，回形針卻是沉的，形成頭腦風暴，促使他們積極思考，自覺運用已有的各種思維技能解決問題、發展認知結構。再如我們在學習“探究馬鈴薯沉浮的原因”這一節內容時，學生已經通過實驗發現同一個馬鈴薯在不同液體中受到的浮力大小不同，接下來探究為什么同一個物體受到的浮力不同？猜測同體積的馬鈴薯、清水和濃鹽水輕重不同。如何取與馬鈴薯體積相同的清水和濃鹽水？成了一個難題。這里學生雖然有思維基礎，但缺乏高層次思維技能的內容，這個環節可設置成開放性的探究環節，讓學生小組討論交流方案，幫助學生逐步掌握相關的高階思維技巧。

3.組織引導要得當，呈現思維支架

小學生的邏輯推理能力有限，在很大程度上必須依賴具體的形象來支持和幫助。他們往往只注意現象特別明顯的幾個方面。小學生對因果關系的考慮更為線性，但這并不意味著他們的思維沒有邏輯性、批判性和創造性。他們能通過觀察結合自己的認知和經驗，提出個人的理解或不同于他人的觀點。鑒于以上分析，教師在實施教學策略時要組織引導得當，什么時候放手，什么時候引導，幫學生搭建思維階梯。能做到”扶放得當”，才能有效地培養學生的高階思維能力。微果茨基認為：在成人適當的幫助下，兒童常常可以完成獨自無法完成的任務，所以要根據兒童的思維水平提供靈活的思維支架來幫助他們[1]。思維支架不僅是為了產生直接的效果，更是為了慢慢培養學生獨立解決問題的能力。

提問是讓學生呈現思維過程和引導學生思維的重要方式，教師可以提問引導學生分析，如“木塊浮在水面上，鐵塊沉入水底，鋼鐵做的萬噸巨輪為什么能浮在水面上？”引導學生分析出如何改變橡皮泥的形狀讓它浮起來。如“如何測量泡沫塊受到的浮力”當學生設計實驗出現困難時，教師可以適時引導“怎樣做就能實現向上拉測力計而泡沫塊在水中向下運動？”這時會有學生想到升國旗，借助滑輪改變拉力的方向。隨后學生設計實驗，根據小組交流討論開展“分析”“創造”思維活動。這樣，在這樣的活動中，借助教師的引導，呈現思維支架，學生經歷了高階思維“分析”“創造”，高階思維能力得到了有效的培養。教育就是經驗的改造或改組，既能增加經驗的意義，又能提高指導后來經驗進程的能力[2]。如“感受空氣”這一教學內容，可以鼓勵學生借助更多的物體設計找到感覺空氣的方法。因為對于空氣學生的生活經驗豐富，這時候教師就可以放開手，讓學生小組討論設計實驗方法，看哪組設計的實驗方法最多。這對于培養學生的創造思維非常有利。

4.設計具有高階思維含量的評價表

具有高階思維含量的評價表應包括至少三部分內容：評價內容、評價量規和評價結果（見表1）。

表1? 具有高階思維含量的評價表

評價結果的反饋能指引教師和學生今后努力的方向。在小學科學實驗教學中培養學生的高階思維時，評價是教學的重要部分，及時、恰當的反饋，能夠讓學生明白當前自己的優勢和問題所在，從而明確努力的方向，進行自我調整。同樣的，教師從反饋中能夠發現學生存在的問題以及自身教學改進的方向。例如，在經過一個階段的創造思維能力的培養后，兩名學生都獲得“良好”的等級，那么他們在這些活動中的行為表現有沒有差別呢？教師將他們兩個人的評價結果進行匯總和分析，發現一名學生的假設水平強于設計水平，而另一個同學則相反。這樣，在反饋時就能指引學生去思考“我在哪些方面需要改進”“我要如何進一步改進”等問題，只有這樣，才能使學生成為評價的真正受益者。

四、總述

在小學科學實驗教學中設計高階思維活動時既需要考慮活動目標、活動內容、活動器材、活動環節、活動記錄、活動評價這些活動設計的基本內容，又要特別關注活動中對學生思維的要求，這些構成了高階思維活動設計的要素。它們不是孤立存在，而是相互依存、環環相扣的。

教師的適時引導，學生形成頭腦風暴，促使他們積極思考，自覺運用已有的各種思維技能，交流討論形成探究小組，然后共享各小組的活動設計方案。在這樣的活動過程中，學生自主積極運用高階思維，最終訓練和培養了學生的高級思維能力和行為習慣能力。

參考文獻：

[1]韋鈺.[加]羅威.探究式科學教育教學指導[M].北京：教育科學出版社，2005.

[2]陳樂樂，孫蓉鑫.回到“兒童的經驗”——對杜威哲學中“經驗”的再審視[J].教育探索，2016（9）：12.