小学科学教学中激活学生思维的策略

【摘 要】思维是课堂教学中师生的核心活动，科学思维是科学学科最本质的特征。研究者扎根课堂，在思维型教学理论的浸润下，总结出激活学生思维的四个策略：创设情境，丰富思维方法;搭建支架，推动思维进阶;联结情感，持续思维动力;复盘过程，提高反思能力。从而使学生的思维活动在课堂学习中真正发生。

【关键词】小学科学;科学思维;策略

【作者简介】张芯蕊，一级教师，南京市玄武区学科带头人，南京市优秀青年教师。 科学精神包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点，而科学思维与创新是科学学科核心素养的重要组成部分。胡卫平教授提出了思维型教学理论，强调教学的核心是思维，学习的关键是思考[1]。《义务教育小学科学课程标准解读》中也明确指出，思维是课堂教学中师生的核心活动，科学思维是科学学科最本质的特征[2]49-50。笔者根据长期以来的课堂教学实践经验，提炼出切实有效激活学生思维的四个策略。

一、创设情境，丰富思维方法

南京市小学科学教研员杨健老师在一次讲座中建议，科学教师应当经常审视自己的教学设计，认真思考有没有把思维活动与实验、观察、记录、讨论、交流等活动联系起来，使外显的操作活动与内隐的思维活动保持高度统一。也就是说，如果学生在活动中只是观察与描述现象，那么他的思维便没有真正启动。真正的思维课堂，需要运用分析、综合、比较、分类、抽象、推理、概括、類比等思维方法，使学生的思维真正启动。创设情境是丰富思维方法的有效策略，一个好的情境会包含一个亟待解决的问题，并且贯穿整节课的始终。学生想解决这个问题，不仅“费力”，而且“费脑”。

比如对于苏教版科学四年级上册“常见的岩石”一课，教材的编排顺序是先了解岩石的分布，再观察岩石标本的特征。一般情况下，教师出示岩石标本后会问学生：“你准备从哪些方面来研究岩石的特征？”表面上看，这是让学生自己提出研究方案，貌似尊重了学生的主体地位。可是从学生的立场看，“我为什么要研究岩石？是老师让我研究的”。教师象征性地征求学生意见，只是走了一个“主体化”形式，并没有激发学生研究的内在需求。

笔者从生活出发，创设了一个厨房装修的情境：“老师准备安装厨柜台面，装修工人给了四块样品供选择，有大理石、石灰岩、花岗岩、砂岩，该怎么选择呢？”为了获取更多信息，学生询问了台面的使用情况。笔者给出如下细节：（1）台面上有电热水壶，经常烧水;（2）每天要做饭，炒菜经常放白醋;（3）希望台面耐用，并且美观。学生对应台面的使用情况，列出了自己想要研究的岩石特征以及研究方法（见表1）。

在这个情境中，学生的思维被激活了。他们从台面的使用情况出发，分析出需要研究的岩石特征，在潜移默化中建立起生活经验与科学知识和方法之间的联系。真实情境使学生乐于探索，在活动中能够细致地观察、积极地交流，并且因为帮助教师解决了难题而充满成就感。在汇报环节，学生不断地将实验现象对照需求，评价每块岩石，力图以证据为基础，设计不同的选择方案。在这样的分析、评价和创造过程中，实现了对学生高阶思维的训练。

二、搭建支架，推动思维进阶

根据维果茨基的最近发展区理论，教师需要知道学生“原来在哪里”，通过学习能够“到达哪里”，这样才能准备适切的教学支架，帮助学生跨越最近发展区，实现知识和能力的进阶。在科学学习中，能力的进阶包含从科学观察到科学实验、从简单描述到复杂描述、从现象描述到分类辨识再到因果关联[2]81。支架式教学能够在学生原有认知的空白处、迷思点给予新的启发，促进学生思维活动的发生，推动学生思维能力的进阶。

比如通过苏教版科学四年级上册“运动与位置”一课的学习，学生要学会用一种新的方法来判断一个物体是否在运动——看这个物体相对于另一个物体的位置有没有发生变化。这是学生“将要到达的地方”，是学生已有经验中不曾掌握的方法。课前，笔者通过与学生交流，发现学生判断一个人有没有运动，主要是看这个人的身体有没有动作行为的发生。例如，学生认为站在扶梯上的人没有运动，因为他们没有做出迈腿、挥手等具体动作。也就是说，学生判断一个物体是否运动的依据只有这个物体本身，这便是学生的前概念。想要引导学生能够借助另一个物体来判断一个物体运动与否，这中间的差距就需要支架的帮助。

支架可以是图片。比如，图1和图2就是很好的支架，但使用方法略有讲究。如果同时展示图1和图2，学生虽然也能通过位置的变化判断物体是否运动，但是思维的火花较小。如果先展示图1，并让学生判断哪些物体在运动，则能激起学生讨论的思维火花，因为学生无法直接判断物体（如汽车、鸭子、乌龟）是否在运动，便会产生获取更多信息的迫切感。此时再展示图2，学生恍然大悟，争先恐后地想说一说自己的发现。

支架也可以是问题——促进学生从感性具体上升到思维抽象的问题。比如，教师可以先将上述案例中学生的回答集中展示出来（见表2）。

接着，教师可以用问题来启发学生思考，让学生说出表2中判断物体运动的方法有哪些共同点。一开始，学生回答：“都是将这个物体与一个不动的物体作比较。”教师给出概念：汽车从小路的左边行驶到小路的右边，就说汽车相对于小路的位置发生了变化。然后要求学生用“位置变化”这样的科学语言重新总结。学生经过思考、讨论，最终得出运动的物体都是相对于另一个不动的物体位置发生了变化的结论。

学生要从现象描述进阶到因果关联是有困难的，教师的问题是启发学生思维的第一个支架，教给他们“位置变化”这个科学术语是第二个支架。有了这两个支架的帮助，学生便能从现象中归纳方法、总结规律，实现思维层面的飞跃。

三、联结情感，持续思维动力

在科学学习中，学生经常存在动力难以持续的问题，尤其是需要长期观察的活动，如栽种小葱、看月相、做肥料袋等。创设师生之间的情感联结，可以激发学生情感和行为的高投入，使学生的思维动力得以持续和内化。

比如在教授苏教版科学二年级上册“看月亮”一课时，笔者指导学生用月相盒观察月相之后，有学生问：“月亮只有在中秋节才会出现满月吗？”这个问题引起了全班的讨论，大约有一半的学生不确定，有四分之一的学生认为只有中秋节才会出现满月，还有四分之一的学生认为每个月都会出现满月。于是，笔者与学生做约定：“从现在开始到期末，只要哪位同学发现了满月，就拍照发给老师，或者打电话、发信息都可以。”学生的眼睛顿时亮了起来。

在接下来的日子里，学生每天都注意观察月相，心里痒痒的想给老师打电话、发信息。虽然真正能打电话、发信息的日子很少，但是学生一直兴致勃勃，并且笔者每周都会询问学生看到的月相情况，加强与学生的情感联结。这样一直到满月的日子，学生高兴极了。笔者还为参与的学生准备了奖品，学生很是惊喜。这个活动持续了三个多月，学生一直动力十足。他们不仅发现了每个月的农历十五或十六都会出现满月，还发现了月相的变化规律。

课内就这样延伸到了课外，一开始吸引学生的是打电话、发信息等，这无疑是一个“特权”，是联结情感的纽带。但是随着观察的持续，真正吸引學生的事情转变为月相变化的规律，外在刺激带来的动力逐渐被认知内驱力所取代。

四、复盘过程，提高反思能力

建构主义认为，学习者必须对自己的学习过程进行计划、检查、评价、反馈、控制和调节，这种自我监控能力不仅是学习能力的核心，也是21世纪人才所必备的素养之一——批判性思维能力。复盘是围棋术语，指对局完毕后，复演该盘棋的记录，以检查对局中招法的优劣与得失关键。模仿围棋复盘的方式，教师引导学生对探究过程进行反思与评价，有利于培养学生的批判性思维，提高学生的科学探究能力。

例如，2020年线上教学期间，笔者针对谣言诸如：5G会传播引起新冠肺炎的新型冠状病毒（以下简称“新冠病毒”）;坚持少量多次饮用60℃的温开水，可以杀死新冠病毒等，设计了线上专项课。学生进行自主探究，科学论证，最终学会辨别谣言的方法，树立科学思想。

开设线上总结汇报课的时候，笔者引导学生进行了复盘。

1.各小组按照以下标准进行自我评价

（1）信息来源是否可靠，如是否官方发布、亲身体验等。

（2）是否运用了多种方法或从多种途径收集信息。

（3）是否综合考虑了每位成员的信息，并进行充分的线上交流和讨论。

2.反向论证

师：难道高温对新冠病毒一点影响都没有吗？

生：高温能杀死新冠病毒，但是温度要足够高（56℃以上）、时间要足够长（30分钟以上）。

师：我们今天得出的结论就一定正确吗？

生：我们收集了那么多可靠的证据，结论应该是正确的吧。

教师出示从古至今，人类对地球形状的认识过程。学生发现，随着时代发展、科技进步，人类对地球形状的认识也逐渐完善。

师：这对我们今天的研究有什么启示？

生：有可能我们现在对新冠病毒的认识也不全面。因为医学一直在进步，对新冠病毒也会有越来越多的了解。

批判性思维强调自我监控与评价反馈，不断调整论证的思路与方案，从而获取更有力的证据，形成更合适的决策。本案例中，师生的反思秉承审慎的态度，做到了内容全面、实事求是。学生回溯证据，检查信息来源是否可靠，取证方法是否多样，并复盘、交流过程，反思面对丰富的信息，是否经过分析、综合、评价等而得出结论。这些反思过程帮助学生形成自己的认知策略，提高元认知水平。

教师还创造性地运用了反向论证。通常，学生具有思维定式，会沿着自己假设的方向论证，一旦假设某个观点是错误的，就会搜集各种证据证明它的错误。而反向论证是思维的难点，学生很少涉及。因此，教师从对立面切入论证，提出高温是否对新冠病毒没有任何影响，探索可能翻证的信息，以此发展学生的创造性思维。再通过人类探索地球形状的历程，促进学生对科学本质的认识，初步了解科学知识在一定阶段是正确的，但是随着时代发展、科技进步，会不断完善和深入，甚至会发生改变。这一系列的反思过程使学生的思想更具包容性，认识事物的角度也更全面。

培养科学思维是提升学生科学素养的关键，教师应善于创设真实情境，提供支架帮助学生学习，并加强与学生的情感联结，注重过程性评价与反思，运用多元策略激活学生思维，促进学生思维的发展。

参考文献：

[1]胡卫平.思维型教学理论及其应用[J].教育家，2018（48）：13-16.

[2]义务教育小学科学课程标准修订组.义务教育小学科学课程标准解读[M].北京：高等教育出版社，2017.

（责任编辑：罗小荧）