运用探究问题串 培养小学生科学思维品质

黄威

（厦门市翔安区海滨小学，福建 翔安 361101）

一、问题的提出

随着课程改革的不断深化，小学科学课堂教学现存“二元”矛盾。一是以教师为中心的“灌输式”课堂教学现象仍不同程度地存在；二是教师们无法准确把握以学生为中心的“探究式”教学精髓。例如，一部分教师未将学生提出的问题有效引导到课堂教学的核心，只顾自己“自导自演”，缺乏激发学生有效提问，为学生答疑解惑的意识；另一部分教师对学生的问题“有问必答”，无法统整归类，缺乏培养学生逻辑、批判与创新思维的意识，课堂教学进度与效率大打折扣。鉴于此，笔者结合自身的教学实践，提出在小学科学课堂中运用“探究问题串”提升学生思维品质的实践研究，即以学生为主体，通过设计彰显学生思维层级发展的问题串，激发学生自主探究欲望与深层思考方式，提升其寻找、研究与解决问题的能力，进而打造促其思维发展的小学科学思维课堂。

二、理论基础

（一）思维与思维品质

人脑对客观事物本质属性及其规律性联系的间接、概括的反应称做思维，它涵盖了人脑对信息的接受、加工、储存与传递进行处理的全过程。［1］近一个世纪以来，国内外心理学家、教育家分别从不同视角对思维进行研究。美国教育家约翰·杜威（John Dewey）早在《民主主义与教育》一书中就提出了对思维的研究，他把“思维”界定为明智的学习方法，呼吁教师在课堂上提供引起学生思维的经验情境，并提出了“思维五步”，即“联想—问题—假设—推断—验证”五个步骤。北京师范大学林崇德教授认为，思维在智力表现中处于的核心位置，并提出三棱智力结构模型（见图1）［2］。

图1 三棱智力结构模型

一是思维的目的。思维是个体有目的地解决问题的保障，具有意识性、自发性、能动性与导向性等特点。二是思维的过程。其基本流程为“制定目标→找寻信息→加工编码→概括归纳→运用实施→取得成效”。三是思维的材料。思维材料由描述“具象、感觉、体验”的感性材料和描述数量与形式“规格、组合、编码”的理性材料构成。四是思维的监控。它是智力活动过程中的管控意识，突出“定位、监控、调适”三种功能。通过实现自我调控目标从而达到智力结构中的顶点。五是思维的品质。思维品质是智力发展的关键，它具有“深刻性、广阔性、批判性与独创性”等特点。六是思维活动中的认知因素。诸如好奇、开放、自信、正直、坚毅等思维特质，它具有动力作用、定型作用与补偿作用。

（二）探究问题串的定义与设计原则

“探究问题串”是教师为完成科学课程目标，围绕某个科学探究主题，按照一定逻辑顺序精心设计的一系列“问题链”，旨在激发学生主观学习能动性与学习潜能，起到科学课堂思维可视化、生态化作用。王露萍［3］等学者在此基础上提出“探究问题串”教学法，探讨了“问题链”类型、教学功能以及设计原则。笔者在前期的研究中提出了并列式、探究式、递进式以及延展式等四大探究问题串类型（见表1），取得了一定的教学效果。

表1 科学探究问题串类型［4］

探究问题串类型已设定的基础上，建构科学实效的探究问题串应遵循以下原则：

1.基础性原则。在科学探究教学过程中，教师要充分考虑学生的认知水平、心理规律以及学习难度等来设计问题，事先预设与铺垫好问题链，兼顾科学知识体系的可视化、学生认知过程的简约化、学科核心素养的渗透化。

2.延伸性原则。问题的设置不仅要立足于学生心智发展现状，还要辐射至学生心智发展的最近发展区，创设合适的问题情境，引发学生主动思考与学习，让学科知识的激发、联想、串联、创造与实践的过程贯穿于学生整个学习过程，增加学科思维训练的深度与广度，使课堂教学向扩展化与纵深化发展。

3.反思性原则。反思是审视教学行为、策略、过程与结果的科学性、严谨性的检验过程。教师巧妙设计“问题链”有助于提高课堂的思维含量，进而提升学生的思维品质，它有助于促进学科知识的迁移、同化与理解，将学生的思维向纵深发展方向引导。

三、教学案例评析与思考

教学过程

1.导入——探究式探究问题串（思维广阔性）

在导入环节，笔者通过设计探究问题串，利于激活学生思维的广阔性。思维的广阔性表现在调动多方面的知识与经验，既考虑到问题的整体性，又考虑到问题的细节性；既考虑到问题本身，又考虑到问题的其他条件，进而多维度、全方位地提升思维品质（见表2）。

表2 探究式问题串设计

设计意图：笔者在此环节设计了具有探究意味的几个问题，用到了“怎么样”“有什么”“为什么”“你们想……”等带有激发探究意识的提问句式，充分激发了学生的好奇心和探究欲望。

2.制作——并列式探究问题串（思维批判性）

并列式探究问题串有助于提升学生思维的批判性。它是一种基于独立思考、勇于质疑、思辨评价的思维品质。教师要引导学生通过个人思考与自我诊断学习科学，善于反思不同实验方案的利弊，进而形成正确的计划，修订错误的方案，从而提升自身批判性思维能力（见表3）。

表3 并列式问题串设计

设计意图：此时学生热情高涨，对“魔水”充满好奇，让他们自制紫甘蓝汁。教师设计并列式探究问题串，利于学生进行比较分析，评价判断，提升学生批判性思维。通过学生讨论思考、比较分析，手脑结合，帮助学生避免一些错误，更好地注意细节，增强学生的合作意识，从而逐步产生由学方法形成的思辩过程意识。

3.探密——递进式探究问题串（思维深刻性）

递进式探究问题串有助于激活学生的深层思维。它是一种表现于学生深入思考、探究一系列难度叠加的问题串，以利于准确把握事物的本质与规律，不被表象或其他因素所干扰的思维品质。教师在课堂教学过程中，要善于围绕教学的重难点提出“初始”问题，并对这些问题进行智能重组与深度加工，不断挖掘问题的本质特征，进而提出思维更加深入的系列问题，引导学生不断探索问题解决的新途径与新方法（见表4）。

表4 递进式问题串设计

设计意图：教师设计递进式探究问题串，按照“不同现象→不同反应→不同物质→得出结论”的递推关系，牢牢吸引了学生的注意力，引导他们一步一步由表及里，由现象到本质认清“变色”原理。符合科学认知观，学生在教师引导下对初始问题不断深入地充分挖掘，提高了思维的深刻度。

4.拓展——延展式探究问题串（思维独创性）

延展式探究问题串的设计有助于激活学生的独创思维。具体表现出突破常规、变式拓展、创新升华的思维品质。教师在课堂教学的巩固拓展环节可设计延展式探究问题串，对问题进行多维度、多方位的研究，利于培养学生突破常规的自我意识与创新精神，彰显思维的独创性（见表5）。

表5 延展式问题串设计

设计意图：教师通过设计延展式探究问题串，呈现出知识的宽度和广度，展现出定性检测实验的多样性和开放性。六年级的学生，正处于思维激荡，学习能力快速上升之时。他们能够采用归纳推理、演绎推理等逻辑思维方式解决问题，其思维发展水平与成人差异不大。因此，进行必要的思维深化拓展训练，对推进学生认知水平提高具有重要意义。

四、反思与总结

思维品质是区分一个人思维水平层次高低的指标，也是人的思维个性特征体现。［5］小学科学课程标准明确提出“以探究为核心”的教育教学理念。科学教师应在课堂上开展促进学生思维品质发展的科学探究活动，合理运用探究问题串，刺激学生思维运作，在分析问题，解决问题过程中逐渐发展其各种维度的思维品质。

当然，思维品质研究还是要将其放在儿童思维发展的重要层面进行研究。首先，教师在实际教学过程中，要结合不同的学情优选与整合探究问题串，突显“面向全体学生、倡导探究式学习、保护学生好奇心和求知欲、突出学生主体地位”等小学科学课程基本理念。其次，运用探究问题串培养小学生科学思维品质并非简单地使问题链模式化、程序化，而是借助多样化的提问方式与问题设置，将学生的思维逐渐引到新的高度。高质量的问题串不应只着重为学生掌握科学概念，理解科学原理，培育科学素养提供认知框架，还应适度提高问题串的变通性，即在保证问题本质属性固化的基础上，改变问题的呈现形式与叙述方式，引导学生在巩固旧知时产生新的认知冲突，不断促进学生思维品质的全方位提升。