青岛版小学《科学》教科书“思维导航”板块解析

韩玉明

各国科学课程标准都强调将“思维与创新”列为核心素养和教育目标。例如，加拿大《安大略课程（1～8年级）：科学与技术》对学生知识和能力的评估包括思维和探究：批判性思维和创造性思维、探究技能和过程能力。英国《国家课程标准》强调思维能力以及发现运用创造性的手段解决科学问题的方法。新加坡《小学科学课程大纲》提出小学阶段需要培养的基本技能和综合技能包括分析、评价、创造性地解决问题。澳大利亚物理课程标准强调模型建立的科学思维过程、分析、综合、评价等。韩国的科学教育目标要求培养学生科学的思考能力和创造性解决问题的能力。

我国的《义务教育小学科学课程标准》也非常注重学生科学思维能力的培养。教科书是培养学生思维能力与品质的载体，青岛版小学《科学》教科书把培养学生的思维能力作为编写的主要原则与目标之一，设计的探究活动强调让学生的思维积极参与，学习科学思维的方法，经历思维的过程，提高思维的品质。为了将这一目标落到实处，在设计探究活动时，教科书设置了“思维导航”板块，在学生进行探究活动的“拐角处”与学生思维的“障碍处”，进行问题引领与点拨，促使他们的科学探究活动有序、深入地进行，实现思维能力顺利进阶。

引领探究活动

“思维导航”中设置的问题与提示，聚焦对应的探究活动，给学生以方向和目标，引领、保证探究活动有序有效地进行，为学生的探究活动保驾护航。

小学科学课程把科学探究作为学生学习科学的重要方式。探究式学习是指在教师的指导、组织和支持下，学生主动参与、动手动脑、积极体验、经历科学探究的过程。因为师资水平不同，学生的知识储备、技能方法各异，在科学探究活动中，学生经常会出现盲目、无序、顾此失彼等情况。设置“思维导航”后，教师利用其中的问题，引导学生按照正确的步骤进行实验操作，提醒学生观察实验时发生的现象，记录实验数据，并引导他们分析实验中的现象，交流与归纳这些现象后面的共同特点或规律。

例如，三年级上册《空气占据空间吗》一课，第一个探究活动是“快速倒水，有什么发现”。活动中，学生把烧杯中的水利用漏斗往锥形瓶里倒（漏斗紧紧地插入橡胶塞中并且塞紧瓶口）。这个活动的“思维导航”是：

1.水流不进瓶内，是谁阻碍了水的流动？

2.要使水很快地流进瓶里，应该怎么做？

3.这种现象说明什么？

通过这些问题的引领，学生对这个简单的小实验产生了浓厚的兴趣，他们根据“思维导航”中的要求与提示，按照步骤进行实验，在观察现象的同时，思考、交流“思维导航”中的问题，对这个小实验的条件、现象、原因以及解决的方法产生新的思考，从正、反两个方面体验到空气占据空间。

这个“思维导航”中的三个问题可以起到三个方面的作用：

指导学生正确地完成实验操作，使实验的目的性与层次性更强。

指导学生对实验中的现象进行观察、对比与分析，对各个层次的问题进行深入思考，归纳总结出空气占据空间的结论。

指导学生继续观察与交流生活中类似的现象，并验证所总结出来的规律。

“思维导航”引领下的科学实验，不仅让学生观察到实验中空气占据瓶内空间的现象，而且讓他们动手操作时目的性更强，能够深入思考，认识到生活中更多的空气占据空间的现象，在“现象—思维—认识”之间建立了联系。

再如，三年级下册《鞋底花纹的启示》一课，设计了科学探究活动：摩擦力的大小与什么因素有关？教科书上呈现的是一幅小组同学在实验之前猜测与制订实验方案的场景图，下面是三个实验的特写图：

实验1：使用测力计在光滑的木板上水平拉动木块。

实验2：使用测力计在铺有毛巾的木板上水平拉动木块。

实验3：使用测力计在光滑的木板上水平拉动放有重物的木块。

图片的下面就是与这个实验有关的“思维导航”：

1.实验1和实验2相比，相同条件是什么？不同条件是什么？哪个实验中的摩擦力大？说明了什么？

2.实验1和实验3相比呢？

学生在这两个问题的引导下，按照正确的方法测量物体所受到的摩擦力，有效地完成这个对比实验，总结出摩擦力的大小与哪些因素有关。

“思维导航”不仅可以为对比实验的顺利完成保驾护航，还能引导学生交流生活中的一些摩擦力的现象与应用，培养学生的动手操作能力和科学思维能力。更重要的是，学生通过分析、对比实验中的相同条件与唯一的不同条件，以及所观察到的不同实验现象，知道什么是自变量，什么是因变量，什么是对比实验，如何进行对比实验，进而使分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法得以内化。

培养思维能力

科学探究的方法又是思维的方法，学生对“思维导航”中的问题进行思考、分析、对比、质疑、碰撞、归纳与总结，能够培养、发展他们的思维能力。

在日常的科学课中，我们经常会看到：学生的探究活动往往会重实验、轻思考;重知识、轻思维;重过程与方法、轻分析与结论。教学中，许多教师为学生提供了大量的器材，尽情地让他们去玩、去动手、去操作、去体验，好像只有这样才会达成教学目标，才能符合新课改的精神。其实，这样往往会使探究活动停留在嬉戏玩闹的阶段。“思维导航”的设置，能够引导学生在问题的驱动下去实验、去交流、去体验，并对实验中的现象与发现进行思考、分析、对比、归纳，总结出符合他们认知水平的结论。更重要的是，学生在这些探究过程中运用的探究方法也是思维的方法，可以培养他们分析现象、解决问题的能力。

例如，四年级上册《沸腾》一课，设计了探究活动“给水加热，有什么发现？”与这个活动有关的“思维导航”是：

1.给水加热的过程中，温度是怎样变化的？有哪些现象？

2.水烧开后，继续加热2～3分钟，温度会怎样变化？会出现哪些现象？