在实验活动中培养学生的高阶思维

刘云

布卢姆教育目标分类法，把思维学习分为六个层次，自低到高依次是：记忆、理解、应用、分析、评价、创新。其中分析、评价和创新被称为高阶思维。本文以一年级下册《让纸张更结实》这一课为例，就小学低年级实验活动中高阶思维的培养进行一些探讨。

基于真实的现象聚焦问题，激活学生的思维

教学片段：聚焦问题

师：孩子们，老师要在一（6）班开展跳长绳活动，可是我没找到长绳，却找到了这几种纸，你们认识吗？

（教师出示四种纸张，给学生观察。）

生：报纸、打印纸、作业纸、美术纸。

师：观察真仔细，这些纸能帮助到老师吗，它们结实吗？如果让你选择一种来做纸绳，你会选哪种？

生：我会选择美术纸。

师：为什么？

生：因为它粗糙。

生：我选打印纸，它比较厚。

师：看来大家都有自己的想法，你们的猜测跟事实一样吗？那我们就来比较看看哪一种纸最结实。

我校基于深度学习的小学科学“现象教学”中强调现象的真实性，将现象分为生活现象和实验现象。本节课教师创设真实的生活情境，激活学生的思维和探究兴趣。低年级学生的思维比较发散，思路不是很清晰，表达不完整，因此，聚焦问题尤为重要。教师从贴近学生的真实情境——跳“长绳”的活动出发，调动学生的积极性，让他们迅速地融入科学探究中，成为一个探究者去发现问题，思考问题。

重视对实验对象的分析，培养学生的分析思维能力

1.提供生活化的有结构的探究材料

《让纸张更结实》这一课教师选取的是报纸、打印纸、作业纸、美术纸，这几种都是学生平时学习和生活中熟悉又经常使用的几种纸张。这可以唤起学生的已有经验，找出材料与实验活动的内在关联。有效的探究不仅要关注学生的探究结果，更要关注他们的探究过程，鼓励他们在探究开始前仔细观察实验对象，大胆地提出疑问，以及在教师的引导下思考“为什么”。

教学片段：观察纸条

师：纸条在密封袋中，先看一看、比一比，你发现了它们的相同和不同之处吗？

生：它们是不同的纸。

生：它们一样大。

师：你们都有一双善于发现的眼睛，它们是什么形状呢？（教师两手捏住纸条的两端将其横着举起。）

生：长方形。

师：其他三种呢？

生：都是长方形。

师：观察得真仔细，为什么要把它们剪成大小一样、形状相同的长方形呢？先自己独立地想一想，然后和同组的小伙伴用一级音量讨论一下。

教师可以提前准备好两张长短一样，但宽度不同的纸条，追问学生这样是否公平？为什么？低年级学生的年龄尚小，教师巧妙地提供材料搭建学习的脚手架，隐含在材料中的控制变量会在学生脑海中建立起直接的形象感知，通过观察与交流意识到实验的公平性，在他们懵懂而好奇的世界里播下规范实验操作的种子。初探“控制变量”体会到“对比”是一种重要的探究方法，培养他们严谨的科学态度，为以后深入学习对比实验奠定基础。

教学片段：提纸条

（教师课件出示实验材料：四种形状、大小相同的纸条，两头穿有棉线的透明的一次性小碗，钩码，实验记录单。要求学生将纸条首尾捏住，形成纸环，再提起小碗的绳子，往小碗中依次加入钩码，直至纸条断裂。）

师：你们如何用这些材料来做实验，比较它们的结实性？你打算怎么做？

生：把钩码放到小碗里，然后用纸条提起来。

师：表扬你，真会思考！怎样放钩码呢？一次放入多少个？

生：一个一个地放。

师：为什么这样放？

生：放很多会马上断掉的。

师：怎样提比较合适？请同学来示范一下。

根据低年级学生的年龄特点和认知规律，控制变量实验方法需要一定的抽象思维能力，显然低年级学生还不具备设计实验的能力，教师不能为了追求教学的高效而揠苗助长。在教师的引导下，学生通过思考和口头设计实验步骤，转动自己分析思维的发条，通过教师的有效追问，在认清自己现有的思维点后向所要达到的目标迈进。

2.呈现、比较、分析“大数据”

各小组将实验记录单的数據填写好之后，将四种纸条的结实性按由弱到强的顺序进行排序，教师给每个小组发4张星卡，分别画有1、2、3、4颗星，按纸条的结实性由弱到强贴在黑板的比较图上。直观的“大数据”呈现，为学生对实验结果的分析提供了客观依据，通过比较和分析数据得出“不同的纸承受的重量不同，具有不同的结实性”。小学低年级科学课堂上培养学生的数据和实证意识，利用实验数据分析科学问题得出实验结论，从而使学生分析思维的幼芽得以萌发。

设计有梯度的探究实验，培养学生的评价思维能力

从实验一“探究纸条的结实性”到实验二“绕纸绳”，设计不同层次的实验活动，实验与实验之间前后关联，以“绳”贯穿整节课：阳光体育课需要长绳——能否用纸张做长绳，用哪种纸张做长绳——探究纸条的结实性——检验纸绳的结实性——用纸绳解决了跳长绳的问题。层层递进，每个环节都有深层链接，引发学生聚焦问题、积极思考。教师设计合理的实验活动，让学生在亲历科学探究与协同合作中开展建构和反思，发展学生的评价思维。

教学片段：纸绳更结实吗

师：你有办法让纸条变得更结实吗？

生：绕纸绳。

师：这个方法真不错。纸绳是怎样绕的呢？孩子们请看老师的动作。

（演示绕纸绳操作）一条纸绳绕好了，我们现在来看看作业纸绕成纸绳后结实吗？我们怎么证明它比原来的纸条更结实？哪位同学知道？

生：提钩码。

师：对，大家一起来绕纸绳提钩码，比较绕好的纸绳比纸条结实吗？

（课件出示任务：绕纸绳，再提钩码，记录纸绳能够承受钩码的数量。）

师：还需要像纸条那样一个一个地放钩码吗？

生：在原来对应纸条能够承受钩码的数量的基础上，再逐个增加钩码，这样既科学又高效。

（学生分组实验。）

师：谁来汇报一下你们的实验结果？

生：通过实验我们组发现原先报纸纸条可以提起4个钩码，绕成纸绳后可以提起6个钩码。

师：通过实践和比较我们证明了：纸绳比纸条更结实，所以我们可以试着用纸张做一条纸绳来代替跳绳。

（教师拿出课前用废旧报纸做的长绳，邀请三个学生在U形座位中间开展跳“纸绳”的活动，在愉悦的气氛中体验纸绳的结实性。）

知识的获得，最终要靠思维的引领，有学生提出多次对折纸条也能让它变得更结实，横着对折与竖着对折都能实现，学生演示，这其实就是学生分析思维向创新思维的延伸，教师趁机追问学生：“这两种折法都能增加纸条的结实性，但我们需要的是纸绳，可以将对折的纸条改进一下，变成绳子吗？”学生通过对比观察投影下的两种对折的纸条进行实验，发现竖着对折后再绕成纸绳是一种很好的方法。不拘泥于标准或者唯一答案，鼓励创新，让学生在实验中体会更多的成就感。

设置开放性的任务，培养学生的创造思维能力

课的结尾，教师布置学习任务，要求学生运用《让纸张更结实》一课所学的知识，回家以纸为材料，和爸爸妈妈一起，做一个既能承重又有创意的纸袋，并且不论是提手还是袋子都要用纸做的。同时约定，下节课将纸袋带来班里，跟同学们一起分享展示，评选既实用又有创意的纸袋。

环保纸袋与学生的生活密切相关，设计制作一个结实又有创意的环保纸袋让学生在探究中认识到科学课与现实生活息息相关，通过课后的拓展延伸，实现课堂无边界，突破时间和空间壁垒。学生运用所学知识选择材料，创造作品，检验了他们对“纸的结实性”的理解和应用的同时发展他们的创造思维能力。