思維型課堂教學模式探究

◇魏振江 李明容 高志元（甘肅：蘭州市城關區雁寧路小學）

小學科學是一門發展學生科學素養，提高學生科學能力和培養其科學態度的綜合性課程。在小學科學教學中采取有組織的“教”和有目標的“學”相互配合的教學方式，滲透科學思維方法培養，是課堂教學的核心。如何構建科學思維型課堂教學模式，促進科學課堂教學目標的落實，體現“做中學、做中悟、做中建、做中評”，是科學教學實踐中的重要問題，也是每一位科學教育工作者迫切需要解決的問題。

小學科學課堂教學的特點是：以真實問題情境為導向，以學生合作探究為研究方法，以歸納、總結、遷移、應用知識為目標。作者通過不斷豐富和完善小學科學思維型課堂教學模式的研究和實施途徑，提出了小學科學思維型課堂教學流程：“認知沖突—自我建構—自我監控—遷移應用”和“創設情境—提出問題—做出假設—設計方案—探究驗證—解釋交流—反思評價—遷移應用”。

一、科學課教學現狀分析

實踐證明，沒有好的課堂教學設計就不會有好的課堂教學效果。就現階段而言，許多教師在小學科學課堂教學中除了單純和片面地依照課本上的教學環節，循規蹈矩地進行教學活動設計外，沒有整體考慮教材各知識點間的關聯，沒有仔細揣摩編者的意圖，沒有更多地關注學生知識和能力的培養目標，沒有思考單元知識的可行性教學策略，也沒有合理安排學生探究、反思、評價活動。教師講授內容偏多，對學生的合作感知和抽象概括能力培養不夠，導致其知識應用遷移能力不足。

那么，小學科學該怎樣進行課堂教學設計呢？就是要依據現代教學技術理論，構建以項目學習、問題解決為導向的思維型課堂教學模式，倡導跨學科學習，利用線上線下融合方式，培養學生的創新精神和實踐能力。按照思維型科學教學理論的要點，根據學生的年齡、興趣、已有知識和認知特點，結合其生活實際創設真實情境，引發認知沖突，提出有層次關系的系列問題；利用信息技術等手段開發教學資源、虛擬混合現實結合開展合作探究；創造開放交流環境、促成科學解釋；反思探究發現、實現知識遷移。思維型科學課堂的教學設計必須符合《義務教育小學科學課程標準》總體要求和階段目標的具體要求，各要素之間要形成相互連接、相互助力，促進目標的實現。這樣才能有利于學生真實的學習發生，有利于學生能力的提高，更有利于高效完成教學任務，收獲好的教學效果，真正落實學生核心素養培養。因此，思維型課堂教學設計需根據課程內容選擇適切的教學形式，追求真實有效的教學效果。

“科學始于好奇”思維是從問題開始的，有了需要解決的問題，方可調動學生思維的積極性，只有讓學生帶著問題去探究，思維才能“活”起來，探究才能“動”起來。教學從矛盾中開始，在爭議中進行，在有效解決沖突中建構，在知識遷移應用中結束。教學時創設情境，提出問題，做出假設，讓學生自主探究，既有助于激發學生的求知欲望，還能更好地發展學生的高階思維。

二、思維型課堂教學模式的建構

小學科學教育是以形成科學素養為核心，以保護學生的好奇心和培養學生愛科學、學科學、用科學為基礎，強調以科學思維思考問題、以動手實踐探究問題、尋找證據形成認識，強調自我探索、建構知識的教育。因此，思維型課堂教學模式的目標是以“做中學、做中悟、做中建、做中評”為理念，以“創設情境—提出問題—做出假設—設計方案—探究驗證—解釋交流—反思評價—遷移應用”為基本過程要素，以探究、合作、評價、應用為核心活動，以“提問、設計、選擇、分析、交流、評價”為學習形式?；舅悸肥亲裱茖W思維教育理念，構建符合學生認知規律，能充分體現“做中學、做中悟、做中建、做中評”的基本課堂教學環節，以此構建具有高階思維的課堂教學模式，提升課堂教學的可操作性、有效性，體現科學探究與課程內容的深度融合?；谝陨夏繕伺c思路，構建以“創設情境—提出問題—做出假設—設計方案—探究驗證—解釋交流—反思評價—遷移應用”為特點的課堂教學模式，能有效銜接核心素養的培養目標，大范圍提升學生綜合素養的落實。

三、思維型課堂教學片斷

（一）片斷一《杠桿》

例如在教學《杠桿》課堂導入時，提出發散性問題：父子倆體重不同，如果到公園去玩蹺蹺板，怎么玩？通過學生根據生活經驗回答、教師視頻展示和分析杠桿原理，使學生從中進一步了解杠桿三個作用點（支點、施力點、受力點）之間的關系，更加明確杠桿的作用。此環節通過創設真實情境激發學生的好奇心，引發學生的探求欲，進而提升其行動能力、驅動思維發展。

（二）片斷二《水生植物》

以教科版三年級上冊第一單元第四課《水生植物》為例。該片斷教學設計采用以“創設情境—提出問題—做出假設—設計方案—探究驗證—解釋交流—反思評價—遷移應用”為特點的課堂教學模式，所有教學活動以“任務—策略—反思”三個維度創建八個教學環節，環節與環節間采用層次逐漸遞進的活動設計。該第一單元學習內容包括《校園的樹木》《大樹和小草》《水生植物》《植物的葉發生了什么變化》四課，主要培養學生看、聽、摸、問、量、聞等科學研究的基本方法，并通過觀察、實驗、對比、類比進行科學探究，培養其講求實證的科學態度，激發他們研究生命現象的興趣，培養學生的合作能力和實踐能力。

“水葫蘆漂浮的秘密”這一片斷教學是認識水生植物的典型例子，通過學生自己動手實踐和小組討論、比較、歸納、概括等方式，引導學生形成漂浮這一新概念。從中體現了科學思維型課堂實事求是的態度、對概念性知識的獲取途徑以及對科學探究方法的具體實踐應用。本片斷的教學設計目的是讓教師能夠認真分析學情，深入鉆研教材，并利用真實問題創設情境，造成學生的認知沖突，引導學生歸納、分析打破認知平衡，產生疑問：水葫蘆和金魚藻為什么一個漂浮，一個卻沉入水底？教師在對問題做出細致分析后設計活動方案，讓學生經歷提出假設、自主設計、選擇方案、合作探究、解決問題，從動手實踐剪開、觀察膨大的葉柄聯想到羊皮筏子，最終建構漂浮這一概念。之后，教師引導學生反思學習對象、學習過程、思維方式、學到的知識和應用的探究方法；學生總結學習中的經驗和教訓，形成自己的認知策略，發展自己的認知結構，提高科學學習過程中的自我監控能力。然后進行知識的遷移，學生可以說說生活中與水葫蘆漂浮原理類似的物品，如救生圈、救生筏、浮在水面上的潛水艇、漂浮的水生植物等。

本片斷教學設計思路是：在認知沖突中提出研究的問題，以“學生自主實驗—教師演示實驗—科學驗證實驗”為主要活動平臺；以“感知整體、提出假設、實驗探究、達成一致、交流評價、延伸探究、總結反思”為學生學習主線；以“感受、分析、探究、交流、評價”為學習形式；以感知體驗到抽象概括為學習路徑。通過思維型課堂教學的形象展示、經驗反思、動手實驗、合作探究、遷移應用等方法，創建多維互動的課堂教學形式，從而實現教學目標，充分體現“做中學”“做中悟”“做中建”“做中評”的科學理念。

（三）片斷三創新融合課《青蛙的生長變化》

本片段與小學科學“生命科學”領域《生命世界》教學中讓學生了解不同生物的生命過程是不一樣的，使之感受不同生物生命過程的復雜多樣性。本章節以青蛙的生命周期為例對生物的生命周期進行介紹，并展開研究。實驗意圖是讓學生將所學知識運用到動物與植物的生命周期學習中。

1.準備階段

——使用平板電腦中WeDo2.0App 軟件中所提供的視頻，引導學生深度思考：青蛙的生命周期是這樣的，那么其他動物呢？

——小組分工合作。（每小組4 位同學，操作平板、撰寫工程筆記、找樂高所需零件、搭建創造。）

——確定充足的教學和實驗時間，以達到最終的教學目標。

2.探究階段

——播放青蛙生長變化的視頻開始進行實驗。

——小組進行討論。

——小組記錄工程筆記：學生記錄實驗過程、需解決的問題、實現的目標等。

3.創新階段

——學生根據搭建指導，完成基礎模型。

——根據編程樣本，嘗試編程。

到這一步的時候要給學生充足的時間，并且要求學生根據小組階段性討論結果創造搭建一個幼蛙和成年青蛙。（一定要提出問題，讓學生在創造搭建的過程中，可以進行思維訓練并能清楚區分幼蛙和成年青蛙的重要標志性變化在哪里。）

4.思考階段

這個時候可以留一個深度思考問題。例如：“同學們可以思考一下其他生物或者動物的生長變化有什么重要的標志性變化？”

5.分享階段

這個時候要求學生以小組為單位將青蛙的演變過程記錄下來，并讓各小組為其他學生解釋本小組是如何通過修改模型突出青蛙生長過程的變化的。（要求用不同的方法讓學生做實驗介紹，并展示最終實驗模型。）

本片斷教學設計思路是：以創新融合課程為主，通過WeDo2.0 模型和簡單的程序編寫，鼓勵和激發學生學習小學科學、工程、技術、數學以及相關課程的興趣。強調學生以動手親自體驗和自我思考的思維訓練相結合樹立信心，敢于發現、提出和思考問題，善于思考運用工具尋找答案，并解決實際生活中的問題。

四、思維型課堂教學模式評價與反思

我們將科學思維型課堂教學模式運用到我校的科學課堂教學中，已經取得一定的教學效果，師生均反映體現了小學科學思維型課堂的“趣味性”“實踐性”“科學性”“創新性”，課堂表現出“有情境—有假設—有探究—有遞進—有建構—有應用”的有效結構模式。通過對此教學模式的不斷探索與實踐，課堂上教師講授得少了，學生自主探究得多了；教師的引導少了，學生的動手實踐多了；學生聽得少了，交流評價多了；課堂活躍了，學生興趣濃厚了；死記硬背的學生少了，實驗探究的學生多了。由此可見，學生對科學的興趣，需要教師精心設計教學流程和學生自主開展探究活動，改變傳統的說教式教學方式。

當然，在科學課程的教學實踐中我們也發現了更多存在的問題，需要不斷創新和改進。比如：如何利用真實情境設計有效的課堂導入？如何設計科學思維型教學模式深層問題？當學生數量較多時，如何進行有效的實踐組織達到教學效率最大化？……以上問題還需在科學教學實踐中不斷反思和研究。

總之，思維型課堂教學模式必然會對學生深度理解科學原理、培養科學素養、豐富科學方法、發展科學思維、培養科學態度等方面產生深遠影響，最終為發展學生核心素養奠定基礎。■