尋覓思維型探究教學路徑

◇林 浩（浙江：舟山市普陀區沈家門第一小學）

一、思維型探究教學存在的問題

（一）對科學思維認識不足

小學科學課堂重視探究式教學，教師試圖讓學生在豐富的探究實踐中獲得概念認知與重新建構，而概念的建構離不開思維。很多教師對科學思維缺乏清晰的認知。2017 年版和2022 年版科學課程標準有了許多變化，其中2022 年版課標首次提出了“核心素養”導向，并將科學學科核心素養分為四方面：科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。新增了“科學思維”，其余三個概念也進行了更新。課標制定組組長胡衛平教授也在解讀新課標中多次提到：要認清探究式教學發展至今，表面上提的是探究，實際上關注的是思維。

（二）對學生思維水平關注不夠

1～2 年級的學生以具體形象思維為主，而5～6 年級學生則處于具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段。小學生的思維特點決定了其在觀察和認識事物過程中，習慣以知覺主導思考，缺乏運用比較、分析、推理、聯想等思維方法進行科學學習的習慣。而教師在教學備課中往往會忽視這方面的準備，對于學生所處的思維水平認識是比較模糊的。

（三）對發展思維教學認識模糊

由于很多科學教師本身對科學思維的形式和方法并不熟悉，導致在很多科學課堂教學中，動手實踐活動豐富，卻忽視了活動背后思維層面的設計，以至于學生的科學探究流于表面，缺少了思維的發展。

二、尋覓思維型探究教學路徑

（一）利用板書幫助學生運用思維模型

板書作為課堂教學設計中的重要組成部分，具有提綱挈領的作用。一方面板書突出了教學的重難點，使整節課的科學概念框架一目了然；另一方面板書還可以作為提煉思維模型的支架工具，通過層次性、結構性地呈現板書內容，幫助學生在梳理過程中掌握和運用一些基本的思維模型。

1.有序呈現板書，讓學生學會分析

教師在設計板書時，除了要設計整個板書的內容、結構外，也要設計板書內容的呈現次序及其在教學中的呈現時間。通過板書呈現的先后順序，帶領學生經歷觀察現象—分析現象—解釋現象的過程，逐步培養學生學會運用分析的思維開展科學活動。如在二年級下《測試反應快慢》一課中，教師可以借助幾個主要活動有序呈現板書，以“翻拍手游戲”聚焦感官運用，引出關鍵在于反應能力；以“抓住尺子次數”指導反應能力的測試，并認識到反應有快慢；以“統計測試分數”進一步測試反應快慢，并使學生意識到訓練可以提升反應能力；最后以“大腦功能”解釋反應功能的原理，提升學生對人體器官協調發展的認知。以幾項主要活動為主線，使學生不僅學會觀察器官和運用器官，更能通過教師板書的提示，運用思維分析器官和解釋器官。

二年級學生的思維仍處于具體形象思維階段，所以教師在設計本課時，要著重關注主要活動的設計，使學生有充分的活動體驗。板書的價值在于幫助學生理解每一個活動背后的意義，并且可以通過這樣的形式強化學生在今后活動中建立運用分析思維解釋活動現象的科學習慣。

2.結構排布板書，讓學生掌握正反思維

傳統的線性板書格式呆板，內容上也是側重知識點的記錄，缺乏科學思維的浸潤與梳理。通過有結構地排布板書，不僅可以呈現概念之間的聯系，更重要的是傳達一些科學思維方法的運用。

如五下《溫度與水的變化》一課，學生在主要活動中要經歷加熱和撤去加熱兩個階段，觀察水溫變化和沸騰情況。這個過程其實就是在通過搜集數據來佐證熱量變化（有無火加熱）直接影響水的溫度變化這一觀點，而這兩個階段其實是運用正向和反向的思維方法來達到論證目的。在本課的板書中，教師主要設置兩條線：一條是水的形態之間的轉變；另一條是熱量、溫度和物體形態變化之間的關系。學習過程試圖以第一條線為活動載體，通過不斷觀察和分析來收集證據，并判斷和解釋主要概念：熱量變化導致了物體溫度變化，而物態變化取決于溫度。教師在主要活動中通過提煉正向和反向的思維方法，并借助板書呈現，幫助學生理解和掌握活動中的思維方法。

（二）利用記錄引領學生思維歷程

考慮到小學生的思維特點和科學課探究實踐的性質，學生探究活動中的記錄顯得尤為重要。記錄的形式和內容都需要基于學生現有的思維水平和課程的教學目標，精心設計。好的活動記錄設計，既可引領學生更好地完成實踐活動，也可在對接核心概念的同時，聚焦思維歷程。

1.在記錄單中體現信息價值

記錄單是科學實驗中常用的記錄工具，教師會根據對不同年級學生的學情分析來設計記錄單的記錄形式和記錄要求。比如1～2 年級的實驗記錄單，常常以畫一畫和勾一勾的形式進行觀察和選擇的記錄，3 年級以后則慢慢以數據、文字和圖畫等多種形式記錄觀察對象或現象，并要求在分析的基礎上進行歸納與總結。但很顯然，記錄單的功能不僅限于此，它在某種程度上也可以說是學生的思維在活動過程中的外顯。那么逆向思考，是否可以通過記錄單的設計引領學生思維的歷程呢？

在《溫度與水的變化》一課的教學中，教師首先引導學生關注火（熱量）與水形態變化的關系，并基于此設計相關的驗證實驗進行佐證。此時，教師可以將學生需要觀察和記錄的加熱中的現象用“信息收集”與“觀點佐證”的形式加以呈現，要求學生在實驗觀察中盡可能地收集關鍵信息，并有意識地分析這些信息，判斷哪些信息與自己的假設（觀點）相關聯。

同樣的設計思路也可以運用到其他記錄單的設計上。如教學《聲音是怎樣產生的》一課時，學生對于尺子和皮筋的振動有了感官上的認知，而這種體驗實際上是為收集“聲音是由物體振動產生的”這一觀點的證據而進行的，所以教師可以在設計記錄單時，就強調觀點假設與證據收集，要求學生關注收集證據，并借助畫出幾種物體的振動現象和比較幾種物體的振動共性進行匯報論述。

2.借趨勢圖進行推理分析

記錄單本身就是學生活動的一種思維痕跡，學生根據記錄單匯報的過程就是運用思維進行整理分析的過程。怎樣讓分析的過程更清晰，并且有助于學生據此進行橫向比較或縱向發展推理？目前已有很多思維可視化設計的相關研究，比如觀察圖、概念圖、思維導圖等的設計與運用策略，都是為了更好地幫助學生梳理概念的產生或聯系，從而實現思維的發展。

在五下“溫度與水的變化”和二下“測試反應快慢”的探究活動中，學生都需要記錄一串連續的數據，而數據的分析直接關系到學生對本課核心概念的理解程度。如在“水溫變化折線圖”中，燒杯里的水經歷了加熱與停止加熱，水溫的變化趨勢可以非常清晰地呈現出熱量與溫度之間的關系。學生可以很好地理解兩者的聯系，并學習如何推斷接下來水溫的變化。教師可以提問引導學生：如果把燒杯放進冰塊里，水的溫度會如何變化？此時學生就可以根據已經掌握的概念進一步推理分析。同理，在“測試反應快慢”實驗中，以兩人一組進行反應快慢的測試，利用類似折線圖的點狀記錄方式，既能反映出兩人反應水平的高低，又反映了個體在訓練后反應水平得到提升的趨勢。

（三）利用對話培養學生思維品質

胡衛平教授在《科學思維培育學》一書中提出：科學思維的品質是在學習研究的過程中逐漸形成和發展的，其主要包括思維的深刻性、靈活性、批判性、敏捷性和獨創性五個方面。在小學科學的課堂教學中，板書、記錄單、實驗材料等均可以作為學習支架，輔助學生在探究活動中實現思維品質的提升。但值得注意的是，師生、生生之間的對話，相比于這一類學習支架來說，顯得更為靈活機動。從表現形式上看，對話更像是思維發展的動態呈現。

1.問題對話：建立概念通道，培養思維深刻性

教師的問題鏈作為課堂對話的常用教學策略，常常可以引導學生從局部走向整體，加強主要概念之間的聯系，實現思維品質的提升。如《溫度與水的變化》一課，主要概念包括：“熱量變化導致了物體溫度變化”和“物態變化取決于溫度”。對于學生而言，容易觀察到的是水溫的變化和水升溫過程中的現象，而如何建立起形態變化、溫度變化、熱量變化幾個概念之間的聯系，就需要借助教師有層次、有指向的問題鏈加以引導。比如，教師可以設計這樣幾個問題來遞進概念關系：水在什么時候變成水蒸氣？是什么讓水持續升溫直至沸騰？這種能力是什么？從哪里來？

盡管問題鏈都是多個問題的組合，但教師心里要明確這一組問題都是指向同一個核心概念的，本質上是要解決一個大問題。只不過教師要基于學生原有的概念認知水平和理性思維水平進行問題的分解，通過問題鏈的形式放慢腳步，用有邏輯的思維提問幫助學生走向最佳發展區。

2.情境對話：激活概念遷移，培養思維靈活性

從思維品質的靈活性方面來看，它要求學生能從不同方面、不同角度思考問題，并善于將所學概念進行有效的正遷移，即思維遷移能力。課堂教學時間有限，教師在組織學生完成實踐和研討后，往往以拓展問題的形式留給學生思考。這雖然能在一定程度上延續學生的探究興趣，但也容易流于形式，造成走過場的局面。

在《溫度與水的變化》一課結尾，教師可以在梳理總結的基礎上進一步聯系生活中的熱學現象，在與全班學生簡單有效的對話中繼續思考，既是從整體上與能量大概念的對接，也可以讓學生在情境中遷移所學，進一步掌握熱學現象中的基本規律。

三、結語

顯然，發展學生的科學思維不是一蹴而就的，教師只有不斷地在備課中關注教材背后的思維內涵、在設計中關注學生學習前的思維水平、在實施中關注探究活動中的思維發展，學生的實踐探究才是真實進行的，學生的科學思維才能得以真正長足有效的發展。