深度研讀實驗教材啟迪學生科學思維

許麗雙

〔摘? ? 要〕? 2022年版《義務教育科學課程標準》指出，科學課程要培養的學生核心素養的四個維度中，科學思維是關鍵能力，是素養核心。本文以教科版小學科學四年級下冊《里面是怎樣連接的》為例，教師深度研讀教材，立足科學課堂，從“設計進階任務”“優化探究材料”“聚焦核心問題”三個方面闡述在小學科學實踐教學中，如何幫助學生啟迪科學思維，讓科學素養真正落地。

〔關鍵詞〕? 小學科學；深度研讀；學習進階；優化材料；核心問題

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 12-0058-03

科學學科的核心素養內涵分為四個方面，分別是科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。其中科學思維指的是從科學的視角對客觀事物的本質、規律與關系的認識方式，也是適應現代社會發展的核心思維方式，而且可以遷移到其他領域，這是科學課程中最重要的核心素養發展要求。2022年版科學課程標準將科學思維的總目標確定為：掌握基本的思維方法，具有基本的科學思維能力。但現階段部分科學探究教學仍然聚焦于操作技能的訓練，學生思維能力的培養不足導致學生無法真正理解科學研究的本質，無法靈活地解決現實情境中的真實問題。為此，筆者結合實踐教學，落實新課標理念，聚焦學習進階與材料優化，讓學生的科學思維外顯，深化。

一、設計進階任務，形成思維方法

學習進階通常由較為具體、簡單的生活現象出發，逐步發展為復雜、抽象的概念理解，在呈現學生認知發展過程的同時，也揭示了一些日常生活經驗，可以幫助學生更好地學習。學習進階關注了學生的認識發展和已有的知識經驗，是教育研究與教學緊密結合的橋梁，是設計少而精、連貫一致的中小學科學課程的必然需求。目前2022版本《義務教育科學課程標準》的頒布，也標志著學習進階已進入應用與實踐層面。以《里面是怎樣連接的》一課為例，在前面幾課中，學生基本建立了電路的相關概念，而本課將檢驗學生在一個真正的電路中對于電路概念的理解。“電路中各個部件都是以不同的方式連接的，如果看不到電路，我們能知道各個部件是怎樣連接的嗎？”教師要組織學生帶著此問題進行科學探究。基于以上思考，我依據新課標理念一共設計三個進階式的教學任務。

任務一：研究3個接線柱暗盒。教學以三個接線柱的暗盒為載體，初步講解檢測的順序。再引導學生利用電路檢測器以及通路、斷路的概念進行檢測，并根據檢測結果推測暗盒里面的連接方式。為下面研究4個接線柱暗盒的內部連接奠定基礎。

任務二：研究4個接線柱暗盒的內部連接。教學中，先是引導學生觀察暗盒特點，發現接線柱有4個，檢測器接頭只有2個，要如何檢測才能做到有序，不重復也不遺漏？四年級的孩子在上學期已經有了“有序思考”的活動經驗。所以在交流中，重點引導學生理解兩個問題。其一是有序的檢測順序應該是先確定1號接線柱，按順序數出1～2、1～3、1～4后，再確定2號接線柱，以此類推。其二則是讓學生理解1～2、2～1兩種方法是重復的，所以確定2號接線柱，就只有2～3、2～4兩種。當學生明確了有序的檢測順序，依次有序檢測，再引導學生根據檢測結果，推測4個接線柱暗盒的內部連接。

任務三：設計5個接線柱暗盒的內部連接。該任務融入技術工程思維，以課堂提升練習的形式呈現，考慮到學生的能力水平不同，以小組合作形式進行，讓小組交流討論，自主設計5個接線柱暗盒的內部連接來實現相應的檢測效果。

三個進階式任務，學生能主動利用上一個任務學到的知識、方法遷移應用到下一個任務中，激活了學生科學思維的靈性，幫助學生形成正確的科學思維方法和思維習慣。

二、優化探究材料，引發思維互動

思維活動是課堂教學的核心活動，科學思維是科學學科最本質的特征，科學教學要實施基于思維的科學探究，圍繞核心素養的培養，聚焦科學問題，引發學生認知沖突，設計結構化材料，激發學生自主思維，重視師生互動和生生互動，突出知識與方法的應用和遷移。下面筆者主要以活動記錄單、課堂練習單和結構化教具的優化來談談如何引發學生的思維互動。

（一）活動記錄單——用心設計

活動記錄單是重現學生思維過程的重要載體。在教學中，原本使用圖1記錄單，但學生不理解記錄方法，在小組匯報時，經常出現錯誤的連接方式。為此，我對記錄單進行優化。

鑒于學生的能力水平不同，我將推測暗盒內部的連接方式分兩個層次進行呈現（如圖2所示），經過改進后的記錄單層次分明，記錄方便，還便于學生根據檢測結果進行演繹推理。

（二）課堂練習單——精心分層

教師在教學中要深度研讀教材，創設有利于合作互動的教學情境，面向全體學生，組織合作交流活動，注重教師的引導和學生的相互激發，以情感互動為基礎，實現思維互動。因此，在教學中我精心設計課堂練習，共分為基礎練習和提升練習兩個層次。

基礎練習：選一選

經過實驗后，小明推測接線盒內的連接情況如下圖所示。下列實驗現象不支持這一結果是（?????）。

提升練習：小小設計師

請你設計盒內電路連接，滿足以下的電路通斷情況。（通路用√表示，斷路用×表示）

兩道習題均是考查學生的分析推理能力，其中提升練習是以小組為單位，通過交流討論設計5個接線柱的暗盒內部連接，這是一個適合學生合作互動的認知問題。教師還精心設計了“思考、操作、檢查”等文字提示，為學生思維的獨創性搭建腳手架。其次本道習題融入技術工程思維，將推測暗盒的內部連接方式改為設計暗盒的連接方式，讓學生由學習者變成創造者。

（三）結構化教具——細心準備

結構化材料是指與教學目標、內容和任務相匹配的，具有一定邏輯關系、結構完整的學習材料。當學生遇到結構化的材料時，可以產生自主探究的興趣，激發學生創新精神，提升科學素養。例如任務二中，當學生呈現了4種可能出現的連接方式（如下圖所示），其中后面三種屬于簡化連接方式，這是本課學生學習的難點。為此，我對演示教具進行改進，以實現“運用比較分析的思維方法，根據檢測結果推理接線盒內部的連接方式”這一教學目標。

例如最后一種簡化連接，部分學生對2～4沒有導線連接，是否能從2號接線柱流通3號接線柱后，再到4號接線柱。針對學生的這一認知的困惑點，我巧妙設計了結構化教具，利用磁性膠條和導電膠制作成可導電的教具，從而代替導線，可便于學生進行操作，同時也為現場驗證提供了便利，學生可直接驗證電流是否可從2號接線柱流到3號接線柱，再到4號接線柱。用心準備的結構化材料讓學生的科學思維從抽象變為具體、從無形變為可視，引發了學生的思維互動，有效培養學生的證據意識。

三、聚焦核心問題，提高思維深度

問題是一切科學探究的起點，也是科學思維的源泉，而科學課的核心問題則是這一節課的“課眼”。為此，教師要正確解讀課程標準理念和教材，力求把握科學探究的本質，設計直指科學概念、科學思維、科學探究能力等內容的核心問題。在教學中教師在每個任務中都設計核心問題引發學生思考，并利用追問這一教學策略來引導學生進行深層次交流，提高思維深度。

例如在任務一中，教師設計核心問題“將電路檢測器的兩個接頭分別接到1號和2號接線柱上，那電流能從1流到2，從而點亮小燈泡嗎”，引發學生思考辨析，理解當1號接線柱和2號接線柱有導線連接，是通路狀態，會點亮小燈泡；反之，沒有導線連接，是斷路狀態，不能點亮小燈泡。接著，當學生檢測出1～2、1～3、2～3的通斷情況后，讓學生推測三個接線柱暗盒的內部連接這一環節時，教師沒有止步讓學生連一連，而是繼續追問“請說說你這樣連的依據是什么”，引導學生結合檢測結果來說理由，有效培養學生推理能力。

又如任務二介紹基礎連接和簡化連接時，教師先讓學生觀察第一種連接方式，當發現第一種是最簡單的連接方式，有幾個通路就用幾根導線連接，教師引出基礎連接的概念。緊接著教師再繼續追問學生，后面三種和第一種有什么不同？通過對比觀察，學生發現雖然少了一根，但是也能實現一樣的效果，教師再適時引出這種連接方式叫作簡化連接。整個探究過程聚焦核心問題來展開教學，并在教師的追問中，逐步培養了學生觀察、分析、比較、歸納、概括的高階思維，提升科學思維的深度。

總之，教師在教學中要認真研讀教材，用心解讀教材編寫意圖，精心設計具有學習進階的教學任務，以激活學生科學思維的靈性；要細心準備課堂活動記錄單、實驗材料、課堂練習單等探究材料，為生生之間的思維互動搭建好腳手架；要設計核心問題，善用追問策略，聚焦科學本質，提升學生的思維深度。

參考文獻

[1]喻伯軍.義務教育課程標準（2022年版）課例式解讀科學[M].北京：教育科學出版社，2022.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育課程方案和課程標準[S].北京：教材（2022）2號，2022.4.8.