基于深度思維教學《刺激與反應》

科學課程標準將科學思維作為核心素養的重要內容。傳統教學中，有的教師把過程與方法也作為一種知識來教授，常導致以知識為重、機械模擬探究等突出問題，嚴重阻礙了學生好奇心的發展，不符合核心素養的基本要求。基于對以往教學的深層次反思，教師要精心組織、加強監控，讓學生經歷有效探究和實踐。在《刺激與反應》教學中，教師可嘗試開展基于深度思維的學習，促進學生核心素養發展。

一、立足核心素養設計思維目標

《刺激與反應》是五年級“人體的‘司令部’”單元的第一課，教學內容主要包括三個部分：第一部分通過真實場景的再現，引導學生正確理解刺激與反應之間的因果聯系；第二部分通過開展刺激和反應的游戲實驗，收集整理并分析數據，揭示反應速度存在差異；第三部分通過親身體驗，區分普通反應和本能反應。

科學思維既包括指導探究實踐的方法論，又包括學生在學習過程中形成的關鍵能力。強調科學思維目標的設計，是因為科學思維是指導學生開展探究實踐的方法先導，只有“想”得全面，才能“做”得準確。科學思維蘊含著學生學習科學的態度責任，還是形成科學觀念的關鍵，它關注學生的“想法”，是學生進行探究的“準備”和學習過程中大腦活動的軌跡。教師應基于核心素養和學生實際設計本課的科學思維目標。

學生基于生活經驗和已有知識，通過觀察、實驗等方式獲取數據信息，在討論分析的基礎上，歸納刺激與反應的特征與聯系，基于數據的比較，分析反應的個體差異性，通過對反應的分類，科學建構刺激與反應的模型。

二、強化思維進階注重思維過程

教師在對刺激與反應的認識中設計了兩個活動。

活動1：學生觀看一段無聲的視頻，一群學生正在室外玩耍，突然全部跑進教室，講臺上教師在講話，學生歡呼雀躍。視頻沒有聲音和旁白，于是教師巧妙地設計了三個問題：這群學生前后動作有什么變化？發生這個變化的原因可能是什么？哪些感官參與了這項活動？

活動2：請一名同學聞一聞和嘗一嘗杯子里的神秘液體，其他同學根據這個同學的表情猜測杯子里可能是什么液體，并說明猜測依據。

學生在低年級時對于眼耳鼻舌和皮膚等感覺器官有所了解，但沒有系統了解隱藏在人體內的神經系統，對于刺激與反應只停留在感知階段。在學習過程中，教師可引導他們用表格的形式將收集的信息進行分類整理：什么產生了變化、產生變化的原因是什么、哪個感官參與了活動。這個分析有助于學生將自己的生活經驗運用到學習中，他們在觀察的過程中對收集的信息進行加工，尋找視頻材料中發生動作變化的個別屬性，再將收集的信息分為什么產生變化、產生變化的原因、參與的感官三個大類（見表1）。學生在討論的過程中抽取這些活動的共同特點：感官接收到刺激就會隨之做出反應。學生通過“觀察—分類—抽取—概括”，經歷從形象思維到抽象思維的全過程。

在傳統教學中，由于教師缺乏對學生思維認知發展的關注，常常被簡化為簡單的問答環節。事實上，進階式的科學思維對于學生學習非常重要，教師要以活動和問題為主線，使學生的思維由發散到聚焦，經歷分析與綜合、比較與分類、抽象與概括的過程，讓他們在學習過程中不斷健全和完善思維鏈條系統，只有思維鏈條和課堂教學緊密結合在一起，才能驅動探究實踐的高效開展。

三、圍繞核心概念培養思維能力

《刺激與反應》一課對應課程標準“生物體的穩定與調節”學科核心概念下的“人體通過一定調節機制保持穩態”，這一核心概念主要讓學生通過真實情境的體驗，認識生物體的穩態，初步了解人體復雜的生命活動，從而初步認識物質與能量、穩定與變化等跨學科概念。本節課學習中，學生在已有的人體感官認識基礎上探究人體刺激與反應的關系，進而分辨一般反應和本能反應，建構人體通過自我調節維持穩態的核心概念，這也是他們科學思維發展的過程。學生在低年級時基于直接觀察簡單描述自己的身體，在中年級時結合直接觀察和圖文資料分析和表述人體結構的重要特征，在高年級時通過比較和概括等方法建構生命知識的簡單模型，在這樣的學習過程中，他們的科學思維得到了有效發展。

課程標準強調學生能在熟悉的真實環境中，通過分析、比較、抽象、概括等方法，抓住簡單事物的本質特征，利用歸納、演繹等方法，建立證據與觀點之間的聯系，構建對觀點的合理解釋，提升科學思維能力。在對刺激與反應的認識和模型建構中，學生需要通過對觀察和實驗中收集的信息進行加工、整合、概括、抽象等，并通過判斷、處理得出正確結論，然后建立對刺激與反應的客觀認識。

本課屬于單元起始課，是接下來神經系統學習的基礎和鋪墊，教師在教學中要注重知識的前后銜接，關注大單元設計，形成以概念為主導的有結構的知識體系，促進學生科學思維的發展。

四、基于實驗數據訓練思維品質

實證意識是科學思維的重要組成部分，在小學科學教學中，教師要鼓勵學生動手操作獲得數據，要讓他們意識到科學結論需要通過數據來推導和分析，驗證自己的猜想和假設。同時，還要讓學生意識到實驗結果可能存在誤差，需要多次實驗和觀察來驗證結論的正確性。

課堂中，“抓尺子”游戲讀取的數據具有隱性的內涵，通過對數據的解構可以看出一個人玩同樣的游戲和多人玩同一種游戲，以及他們的最短距離都不相同，學生通過對第一組數據橫向及縱向的分析可以抽象出反應速度具有個體差異性，這是他們思維深刻性的表現。“掐秒表”實驗數據是建立在第一組數據基礎上的，用最短時間比較反應快慢，既是基于賽跑時用時間評價跑得快慢的類比，也有基于數據的分析與綜合。學生在“抓尺子”和“掐秒表”兩個游戲實驗數據的采集、加工、處理過程中進一步明確了反應的個體差異，從解決測量反應速度快慢問題時采取了兩種以上的方法，體現了思維的靈活性（如圖1、2）。學生通過對比杭州亞運會田徑比賽成績（如圖3），能夠認識到微小的反應差距對于不同的人和場景其評價效果也是不同的，體現了學生科學思維發展的全面性。

教學中，教師要關注學生思維發展的外顯，精心設計小組活動和學習單，讓學生在與自己、與同伴的對話中，形成數據意識，學會建立證據鏈，從而不斷提升科學思維品質。

五、創設學習環境激發深度思維

學習環境對于培養學生的深度思維發展起著至關重要的作用。教學中，教師應該為學生創造積極、開放、多元的學習環境，調動他們探究的興趣和愿望，通過設計真情境、真問題、真研究，讓他們敢于表達自己的想法和意見，勇于嘗試和創新。

首先，教師應該營造自主、合作、開放、民主的課堂氛圍，尊重學生的個性和差異，鼓勵他們積極參與探究活動，敢于發表自己的觀點和看法。學生在交流中對自己的反應速度和本能保護都充滿信心，特別是在猜測和預估過程中心理數據都被放大，這對于正確結論的形成具有重要的意義。學生基于實驗數據的分析比較，改變了原有認知，進而形成科學的認知。

其次，在設計教學時，教師應該提供豐富的學習資源和工具，精心設計活動單，讓學生有足夠的探究空間和資源，為他們深度思考和創新實踐提供支架。無聲的視頻、運動員的起跑數據、實驗用到的直尺、秒表等器材，都支撐了學生進行深度思考和探究。

最后，教師應該建立科學的評價體系，在課堂教學中引導學生針對方案的設計、結論的推導進行分享交流，通過“你是怎么想的”“你打算怎么做”“你認為的觀點是什么”等問題發展他們的思維能力、探究能力和創新能力，通過“你思考得很全面”“你的分析有理有據”“你能聽取別人觀點調整自己的思路”等評價語促進他們的思維深度發展。

（作者單位：陜西省寶雞市陳倉區茗苑小學）