关注学生的思维

赵龙

由《科学课》杂志承办的中国教育学会科学教育分会第五届小学科学特级教师及名师论坛，其主题是“发展学生思维能力的课堂教学研究与改进”，笔者听完全部展示课后，感触良多。“如何紧紧抓住学生的思维”的确是科学课堂教学的关键所在，以下仅以本次年会中给笔者留下较深印象的几节课为代表，谈谈收获。

融环境、自然和科学于一体，提升学生思维

《丹顶鹤生活在哪里？》符合了广州市近些年正在推动的STEEN（科学Science、技术Technology、工程Engineering、环境Environment、自然Nature）教育理念。STEEN提倡从学生身边熟悉的自然现象或科学现象入手，在真实的情境中学习科学。本课朴实无华，又实实在在地使学生的思维一步步升华。

《丹顶鹤生活在哪里？》主要环节和学生思维发展分析如下：

1.导入：分析名画《松鹤延年》中的科学性错误

通过与学生的简单对话，引发学生的知识、经验与观察到的事实相冲突，诱发他们探究的欲望，自然而然地进入有关动物的生活环境与动物的身体形态特征的探究主题。教师引申提问“沼澤与森林有何不同”后，为了进一步帮助学生展开思维，特意为学生搭了脚手架——“它们（沼泽与森林）能提供哪些食物？”“食物不同，环境会有什么不同？”从而引导学生积极思考。

2.深入探究，建构概念

活动1，采取资料分析、推测的方法探究丹顶鹤的生活习性、身体特征与生活环境是否关联。

活动2，通过观察标本等形式探究不同禽鸟的足也适应相关的生活环境。

很多学生其实并没有见过丹顶鹤，对丹顶鹤也不够了解，通过阅读教师提供的资料并加以分析，就有了判断的依据。对实物标本的观察远远优于图片观察，使得学生的概念建构更牢固。两个活动可以通过丹顶鹤足的特点进行内容承接和逻辑过渡，从丹顶鹤的足适应沼泽地等生活环境，导出不同禽鸟的足也适应相关的生活环境。这既是一种知识迁移应用的结果，也是学生从科学现象深入科学本质的认知升华过程，是他们思维培养和发展的结果。

3.拓展

将学科与生活关联拓展，根据所学知识送鸟回家，加强对知识的迁移应用，让学生体会到全面观察、深入分析、科学判断的好处。

技术与数学融合，提升学生思维

笔者没有把这节《设计制作包装盒》看成简单的技术工程课，主要原因有三：

一是这节课不是工程课，与工程无关。工程讲究的是不同的各个子项目之间的统筹安排、合理计划，工程是一个系统内的种种考虑和协调。

二是这节课也不是技术课。技术课，一般是通过需求、设计、制作、调试、改进、评估等基本流程，完成一个产品。

三是这节课是STEM中的技术与数学结合的课，体现了“经验型技术”向“应用型技术”的过渡。

《设计制作包装盒》主要环节和学生思维发展分析如下：

1.任务驱动

提出需求任务“用边长20厘米的正方形包装卡纸，做一个无盖包装盒，用来装棱长为2厘米的正方体巧克力，要求能装下尽可能多的巧克力”。任务驱动下，学生有竞争、有压力，更有兴致。

教师引导学生讨论如何做基本的设计（如盒子底部应该是正方形），还要考虑设计的基本问题（如巧克力不能超过盒子边缘，盒子不能挤压变形，尽量利用空间）。教师交代基本规则、基础方法，让学生有章可循。

2.学生尝试设计制作包装盒，汇报交流心得

学生尝试做出几种包装盒，发现1层高的包装盒能装64块巧克力，2层高的包装盒能装72块巧克力，3层高的包装盒能装48块巧克力。引发冲突：1层的比较多，2层的最多，3层的反而少了，那么4层呢？这个问题还是有一点难度的。层数的增加，可以使得向上的空间增加而增加容量，却会减少底面积，并损失了较多的边角材料。这一段分析抓得好，学生还是能够理解的。

其实做成几层，对应的最多容纳巧克力的数量，是可以用数学方法计算的。教师带领学生理解计算方法：容积=长×宽×高。（学生通过图示能很快明白。）学生已经摆脱了一个个的试制包装盒的过程，而是直接用数学方法得出：1层64块;2层72块;3层48块;4层16块;不可能超过4层。并且，通过数据比较，做2层的包装盒是最佳选择。

3.完成新挑战

把边长20厘米的正方形包装卡纸换成边长30厘米的正方形包装卡纸，又能装多少巧克力，最佳方案如何？有了以上的数学思维方法，学生就可以很轻松地计算出来了，已经不需要一个个、一层层地试制包装盒了。在有了数学思维的武器之后，可以直接推导得出结论，并用于指导生产！

借助信息化技术，提升学生思维

信息化技术的使用，并不是说以此代替实际的观察，而是在于它能把大家平时不经意、不系统的观察重现或模拟，使其变得更系统化、细致化。

《四季更迭》主要环节和学生思维发展分析如下：

1.提出问题

调取学生已有的关于四季的前概念（主要为气温冷暖程度不同），提出问题：四季除了依据冷暖不同来划分，还可以按照什么来划分？这里体现了教师的主导作用，迫使学生思考，找四季中其他的明显不同。

学生刚学习完昼夜的知识，教师引导学生从昼夜长短变化中找规律，进一步聚焦问题：“四季昼夜交替，而昼夜的长短一样吗？”学生调取生活经验，汇报夏天昼长夜短，冬天昼短夜长，春秋则居中。

昼夜长短真的是这样变化的吗？如果有规律，那么可以利用昼夜长短的变化规律划分四季吗？学生对四季过程中的昼夜长短变化，有生活经验，这是一种定性的认识。通过模拟器的观察，采集具体的昼长数据，做统计，找规律，这是定量的研究。从定性走向定量的研究，也是科学研究的重要方法之一。

2.展开探究

各组做计划，选取数据采集点（有的组选每月的月初，有的组选每月的月中……），按自己的计划观察采集昼长和温度数据，生成图表。本课采取了信息技术工具，选取数据采集点后，能将学生“需要”的数据从数据库里方便地“调取”出来（代替记录），并自动生成图表。

手工采录数据、手工作图，在数学课中已经训练过，此能力并非本节课要训练的重点，本课的重点是培养学生的思维。各组分析后发现，昼长变化和气温变化其实是在做基本同步的规律性变化（反映变化规律的统计图，是一致的）。学生自发地开始用昼长变化对应的日期来划分四季，然后汇报交流。

教师补充各月平均昼长、各月平均气温数据以及统计图，巩固学生的认识。学生的数据采集点为每个月相同的一个日期点，不同组的日期点選择不同，但大家得到的结论相同。教师补充月均数据，说明得更科学，也能找到昼长最长日期、最短日期与昼夜平分日期所在的月份。

3.拓展延伸

教师补充武汉2018年的数据，带领学生分析数据图。学生发现，尽管地区、年份不同，但是规律依旧。

接着，教师补充认识春分、夏至、秋分、冬至确切日期的知识。因为以上教学中学生的思维不断深入，他们能够很清晰地认识这四个日期点，从而为将来学习四季形成的原因打下坚实的基础。

观课有感

简单回顾了本次年会中的几节课，可以看到各课都非常重视学生的思维，契合了活动的主题，契合了科学课教学。当然其他的一些课，也各有亮点，篇幅所限无法一一细谈。

笔者认为一节好课应该是：活动前有明确的目的，学生有明确的问题和假设;活动中要带有任务，学生不仅要动手去做，而且要在此基础上动脑思考;活动后要有结果，学生应该有比较明确的收获。

笔者非常推崇心理学家维果茨基在说明教学与发展的关系时，提出的“最近发展区”理论，即教学必须要考虑学生发展的两种水平：一是现在的发展水平，二是在有指导的情况下借助教师的帮助达到解决问题的水平，或是借助他人的启发达到较高的水平，这两者之间的差距，就是“最近发展区”。

“最近发展区”理论要求教师重视观察和反思，了解学生的现有发展水平，让教学活动处于“最近发展区”之中，只有这样才能真正促进学生的发展。把握学生的“最近发展区”，最实际的做法就是要抓住学生的认知规律和心理特点，了解他们的已有知识水平、生活经验，这对审视教学目标以及围绕目标选择教学方法有着重要的指导意义。

强调在课堂中发挥学生学习的主体作用是新课程改革倡导的精神，已经深入人心。用新课程改革的理念指导课堂教学，也要求教师深入分析学生的认知发展水平和认知发展规律，根据学生已有的认知水平，确定“最近发展区”，再通过一系列的教学，帮助和引领学生达到一个新的认知高度。做到这一点，实质上就是在着眼学生的思维发展！