基于學習進階思維型探究的“電”單元教學思考

〔摘" "要〕" 科學思維是小學科學核心素養中的核心，而科學探究活動是其重要載體。本文旨在通過“電”單元教學，提出一種基于進階式學習的策略，提升小學思維型科學探究設計的有效性。通過設計一系列進階式的思維型科學探究活動，促使學生逐步深入科學領域，將感性認知與理性認知相結合，以實現科學思維的深度培養，激發學生的興趣，促進其科學思維的發展，并全面提升他們的核心素養。

〔關鍵詞〕" "小學科學；學習進階；思維型科學探究

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）14" " 0052-03

《義務教育科學課程標準（2022年版）》中提出了四個方面的核心素養發展要求，即科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任。在這些素養要求中，特別強調了科學思維在小學科學教育中的核心地位。

學習進階是指學生在一段時間內對某一主題的學習逐步深化和深入探究的過程。基于這一理論，通過設計小學思維型科學探究教學，幫助學生獲得有意義的學習體驗，推進他們的科學思維和科學素養的提高。教學設計可包括創設有趣的情境，鼓勵學生提出假設并進行質疑，開展實踐探索并尋找證據，以提升學生的科學思維。這些具體策略將有助于培養學生的科學思維能力，并激發其對科學的興趣。

一、學習進階與思維型科學探究

（一）學習進階

學習進階是一個連貫和漸進的思維方式描述，指學生在一段時間內對某一主題的學習逐步深入的過程。這個概念源于《加拿大科學數學與技術教育雜志》，并得到了美國國家研究理事會的權威界定。學習進階理論強調學習者在持續認知建構中逐步深化對核心概念的理解，是學習持續發展的表現。

（二）科學探究

科學探究是獲取科學真理和知識的過程，涵蓋提出問題、搜集資料、做出假設、進行實驗或實地觀察、分析數據、得出結論以及展開進一步研究環節。思維型科學探究則專注于培養學生的科學思維能力，強調發展批判性思維、創造性解決問題的技能，以及對科學概念和原理的深刻理解。

二、基于學習進階思維型科學探究教學的設計

（一）分析學情找準核心概念，進行學習進階頂層設計

2017年版《義務教育小學科學課程標準》明確列出18項學科大概念，強調圍繞大概念來架構教學體系。學習進階理論指出，科學教學需以核心概念為中心進行整體設計，由此實現學生的認知由淺入深。基于此，在進行小學思維型科學探究設計時，教師應仔細分析教材與課程教學目標，立足教材內容和學生學情，系統梳理科學概念與探究活動的對應關系，這是實現有效教學的核心邏輯。

以教科版科學四年級下冊“電”單元教學為例。教材內容分析表明，“電流”是該單元的核心概念，由此衍生出其他概念，如電源、電路、閉合回路、導體、絕緣體等。因此，教師需要抓住“電流”這一核心概念進行與電相關的思維進階探究活動的設計。

（二）分析學生思維，鞏固學習進階基礎

學生通常會在未經引導的情況下保持“內隱”的思維模式，即他們已有的知識和能力往往不會自發地展現出來。維果茨基的最近發展區理論將學生的發展水平劃分為當前水平和潛在水平，兩者之間的差距即為最近發展區。因此，在小學思維型科學探究設計中，了解學生的現有水平并找到他們的發展潛力，可以幫助我們更好地設計和引導思維型科學探究活動，以促進學生的認知發展。

教師可以引導學生通過思考、表達和繪畫等方式，展示他們的思維過程，為后續針對學生思維盲點和難點的科學探究設計做好準備。如，教師可以讓學生回憶學校和家里的電燈是如何安裝的。在這一過程中，學生用語言呈現自己的思維，把膚淺、零散和模糊的想法進行整理，實現從凌亂到有序、從零散到完整、從模糊到清晰的轉變，這也是從形象思維向抽象思維發展的過程。

（三）制定教學目標，找準學習進階節點

學生的認知過程是十分復雜的，在思維發展的過程中，需要不斷地進行自我博弈，出現反復。教師在教學中應基于學情與學科特點，分層設定教學目標（單元、課時、活動目標），構建階梯式的教學設計框架，推動學生科學思維的系統化發展。科學探究方案需明確能力發展指向，每一個方案聚焦一個特定的探究維度，如觀察記錄、假設驗證等能力進階。比如，在“電”單元，學生需描述某些材料的透光性和導電性，并說明其主要用途；了解構成電路的電源、導線、用電器和開關；知道某些材料是導體，某些是絕緣體；列舉電的重要用途，以及了解交流電對人體的傷害和如何安全用電等。

（四）精心組織探究活動，搭建學習進階的臺階

創情境，激發思維積極性。在講授《簡單電路》一課時，教師可以通過多媒體進行課程導入，展示晚上街道上五光十色、燈火輝煌的場景，并引出問題：“你們知道這些燈是如何被點亮的嗎？”接著，教師可以帶領學生親自動手搭建簡單電路，讓他們親身體驗電流的工作原理，從而巧妙地激發學生的思維并促進他們的思維發展。

這一情境創設通過展示吸引人的場景，帶出引人入勝的問題，以及實際操作搭建電路的方式，由此激發學生對電路知識的興趣。同時，讓學生親自動手操作，有助于加深他們對電流和電路的理解，促進思維的活躍和發展。

敢猜想，培養思維靈活性。教師向學生介紹電的概念，例如電的基本性質和日常應用，之后設計探究活動鼓勵學生提出和討論對電的認知和猜想。例如，教師可以提供一個簡單的實驗裝置，包括電池、導線和小燈泡，并鼓勵學生猜想不同材料對電的傳導能力，如金屬、木頭、塑料等。學生將嘗試用這些不同的材料連接電池和燈泡，觀察燈泡的發光情況，并記錄實驗結果。然后，學生可以根據實驗結果分組或全班討論，梳理各種材料對電的傳導能力，對比實驗結果并理解其中的道理。

通過這種探究互動，學生將有機會根據自己的猜想進行實驗，從而鍛煉他們的觀察力、實驗設計能力和思維能力。同時，這樣的活動也能培養學生勇于探索和提出假設的科學精神，激發他們的興趣和好奇心，使學習過程更加活躍和生動。

勇質疑，發展思維批判性。在教學小學科學中“電”單元時，為了鼓勵學生勇于質疑，教師可以設計一個探究活動，引導學生發現、質疑和驗證電的傳導情況。

具體做法為：設計一個小規模的實驗，將一個簡單電路分成數個部分，讓學生提出假設并推測哪些部分會影響電路的通路。比如，使用不同材質的導線或者斷開電路中的某一部分進行猜想。學生利用提供的實驗器材，根據自己的猜想進行實驗，并記錄實驗過程和結果，找到并驗證電的傳導通路。在這個過程中，鼓勵學生分析實驗結果，了解電的傳導規律，并引導他們對實驗過程中的發現提出更多的疑問，進而用實驗驗證。依據這一探究路徑，學生系統梳理研究邏輯鏈，明確證據采集方向，實證思維能力在問題解決中得到發展。

勤實踐，提升思維深刻性。實踐是提升學生思維深刻性的重要途徑之一，因此讓學生主動進行實際嘗試，以驗證原有的觀念和假設，是科學教育中的重要原則之一。

在探究點亮小燈泡的方法時，學生自發地探索并嘗試不同的連接方式，這有助于激發他們的好奇心和探究欲望。為了加強學習效果，教師可以要求學生將嘗試過的連接方式用電路圖的形式記錄下來，這有助于他們從具象思維向抽象思維的過渡，并促進其對科學模型的構建以及理論觀念的形成。這樣的學習過程，不僅培養了學生的科學思維和問題解決能力，還加深了學生對實驗和概念的理解，對學生的思維深化起到了積極的作用。

（五）指向學科大概念，促進學生思維的發展

經由探究和實踐獲得豐富信息后，教師引導學生對信息進行整理、交流和研討。在探究電路圖的活動中，學生經過觀察和分析，有了一些重要發現：能夠點亮小燈泡的電路圖展示了電流從電池的正極流出，經過小燈泡后返回到電池的負極，并確立了閉合回路所需的特征。在此過程中，學生逐步懂得了閉合回路的基本特征，同時理解了電能轉換的重要概念。這一過程不僅幫助學生探尋事物隱藏的規律和特征，也促進了他們的思維發展和概念的建構。

（六）注重階段性評價，實現對學生科學素養的動態評價

階段性評價應采用教師評價、學生自評與互評相結合的方式，強調形成性評價理念。評價維度需覆蓋探究興趣與習慣、過程與方法運用、能力發展水平及成果完成度四個層面，實現對學生科學素養的動態評價。

針對“電”單元的評價范圍包括學生在電路知識學習、實驗操作規范性、故障排查能力及電流模型推理思維等方面的表現。評價內容可根據學習目標設計具體的評價項目，包括課堂表現、作業完成情況、實驗報告等。同時，在不同學習階段設置不同的評價節點，確保對學生探究能力的動態評價和教學過程的有效調整。這樣的階段性評價方案，有助于全面評價學生在“電”單元學習中的探究表現，為教學提供有針對性的指導和支持，同時也能激發學生的自主學習動力。

三、幾點思考

（一）基于學習進階的思維型科學探究活動應以科學概念為載體

通過科學概念，學生在探究活動中可以深入理解和應用科學知識。科學概念是學科認知的基石，指導學生通過現象解析建構知識體系，從而促進科學思維與批判性分析能力的協同發展。因此，科學概念的深入學習，能幫助學生進行批判性思考、問題解決和科學探究，其作為學習的核心載體，能有效激發學生的探究興趣，促進其運用科學方法解決實際問題的能力發展。

以教科版二年級上冊《觀察月相》與三年級下冊的《月相變化的規律》為例。這兩課雖分屬不同年級，但存在認知發展的關聯——前期的月相觀察為后期規律總結奠定實證基礎。基于課程標準，教師應精準定位各階段的目標，通過確立核心概念框架，如天體運行規律，結合學生認知水平拓展知識學習，如月相形態、周期性變化、成因分析，形成有機的科學概念體系，以幫助學生更全面地理解學習內容和要求。

（二）采用進階式的培養方法，使學生的科學思維能力持續發展

教師在針對同一個學習內容設計探究活動時，應基于學生探究能力的發展水平構建進階式的培養路徑。例如，在二年級《觀察月相》課程教學中，通過組織月相觀測記錄活動，培養學生的觀察和描述能力，以及培養其對觀察結果初步解釋和思考的能力。在三年級下冊的《月相變化的規律》課程教學中，可以通過更加深入的實踐和分析，引導學生進一步理解月相變化背后的科學規律，并幫助他們進行更系統性、更深入的思考，從而培養更高級的科學思維能力，如推理、歸納和推斷能力。

通過這種漸進式的教學設計，學生可以在不同階段逐步提升科學思維能力，由最初的觀察和描述，逐步轉化為深入理解和分析，實現科學思維能力的持續發展。

小學思維型科學探究必須與學習進階理論相結合。基于學習進階的小學思維型科學探究設計是系統性的教學實踐，其核心在于通過良好的課堂教學效果推動學科教育目標的實現。教師需強化專業素養，跟蹤學習進階的理論發展趨勢，創新教學設計策略，從而推動學生在科學思維和探究能力方面不斷進步，最終實現學生科學素養的整體提升。

參考文獻

[1]丁一格，宋紅霞.基于學習進階的小學科學教學設計：以“雞蛋浮起來了”教學為例[J].學園，2023（21）：87-89.

[2]尹偉.基于學習進階的小學科學探究活動設計與實施：以“月相變化學習內容”為例[J].教學月刊小學版（綜合），2021（Z2）：31-33.

[3]周妍妍.學習進階理念下小學科學教學設計述評[J].教育界，2020（51）：81-82.

[4]符智榮，李雪峰.基于學習進階的小學科學教學評價[J].現代職業教育，2019（19）：150-151.