基于思维型教学理论的小学科学课堂教学实践研究

赵甜甜，谭佳玉

“双减”背景下，教学正在发生变革。知识本位论逐渐淡出视野，人们更加关注的是学生的发展性学习和终身学习素质。思维型教学理论指导下的教学策略注重课堂教学中师生的思维活动，并提出了明确的课堂要求，对如何实现学生的深度学习和深度思考，最终实现其深度发展，提出了实操性强的办法。本文结合了笔者应用本理论的实际教学体验，是对思维型教学理论在科学课堂的实践，为一线教师将思维型教学理论应用于课堂提供例证，以便进行持续的探索实践研究。

一、问题提出

《小学科学课程标准（2017年版）》明确了科学学科的核心素养。［1］从政策指引到具体落实，如何找到方向精准、操作容易、易于推广、适应性强的途径，成为教师心中亟待解决的问题。部分教师在讲授为主的教学理念指导下设计的教学，在教学中问题逐渐浮现，如：教学设计程式化生搬硬套，少有关于课堂设计的思考；学生开展深入科学探究的机会少；科学学科与其他学科被割裂，导致学生只能为了考试学习，掩盖了学习的真实意义。

思维型教学理论的目标与核心素养的要求高度一致，是把学科素养落到课堂实处的有效途径之一。思维型教学理论认为互动是课堂外在的表现，而思维互动才是真正核心。教学活动是教师“教”的活动和学生“学”的活动的有机统一。对学生“学”的活动来讲，从明确目的、理解知识、掌握方法、迁移运用，到提出问题、分析问题、互动交流，其核心都是思维；对于教师“教”的活动来讲，进行设计、创设情境、组织活动、反思过程等，其核心活动也是思维。因此，教学的本质是思维，学生的学习也是思维。［2］核心素养下的科学课堂要求教师重视情境教学，保护学生的好奇、求知的天性，高质量的科学课堂需要教师引导学生主动思考、自主探究，开展研究型、合作式学习。［3］

小学科学课堂在实践思维型教学方面具有先天的优势。小学科学课程中，科学探究贯穿一至六年级教科书中，科学课堂具有很强的操作性和灵活性。科学探究与实验教学对于教师培养学生核心素养具有重要作用。开展探究教学的频次与创新意识水平之间具有显著的正相关，开展动手实验教学的频次与创新意识水平之间具有显著的正相关。［4］科学教育在教师培养学生科学的思维方式、创新意识和动手能力方面具有不可替代的作用。［5］本文以思维型教学理论为指导，以具体课例展示教师在课堂教学中从哪些方向创设学习情境，触发学生认知冲突，锻炼合作探究能力，保护学生求知欲和批判思维，培养学生科学素养。

二、思维型教学理论的基本原理

思维型教学理论包括知识和方法的理解应用、合作与交流能力的提升、批判性思维与创造性思维的培养、内在学习动机与自主学习能力的培养及学生创新素质的发展五个方面。［6］要有效实施思维型教学，须做到以下几点。

第一，动机激发。合适的情境可以迅速激发学生的学习渴望，带学生走入思维中。因此，课堂教学情境需要精心设计。在课堂设计时，教师要在引入课堂时引起学生兴趣，连结新图式和学生已有的生活经验，创设与生活相关联的认知情境，解决生活中的实际问题。教学设计要突出学生的新知识形成过程，激发学生的内在学习动机。

第二，认知冲突。教师要以与生活相关联的情境中出现的不符合学生已有认知的现象为认知冲突点，激起学生心理上的矛盾，激发学生的参与欲望，引导学生主动完成知识结构的构建。

第三，自主建构。自主建构包括认知建构和社会建构［2］，教师要让教学从探究出发，以学会为目标，视学生的学习情况，提出学生最近发展区内的高认知问题，以学生思维发展为第一要义，努力为学生的思维发展提供良好环境，以高认知问题推动学生深入思考。值得注意的是，教师要在教学过程中留心创设平等的互动情境，为学生营造自由的思考和讨论氛围，以思考和讨论促进学生自主学习，打破学生对授课教师的心理依赖，使学生能够主动探究知识，寻找事物发展的规律，形成自主探究学习的习惯。

第四，自我监控。教师需要在学生的自我监控能力上给予关注，自我监控能力体现在对自己参与的学习活动进行积极的检查、评价、反馈和调节。［2］学生自我监控能力的提升有利于发展核心素养。［2］自我监控能力不仅是学生学习能力的核心，而且是教师教学能力的核心。良好的自我监控能力不仅有利于学生课堂知识的自我建构，更有助于教师化解学科之间培养效果的互相抵消现象，教师监控能力是教师自我革新过程中必备的能力之一。

思维型教学理论的根本是教师要设计更符合学生认识规律和建构新知识的环境需要的，能将新知识与学生已有的知识经验连接起来的探究活动。在思维型教学理论指导下，教师应把更多的精力放在创设合理恰当的学习情境上，以精准的问题引导学生思维步步深入，协助学生在探究过程中主动追寻客观真理，教师的作用是为学生搭建“脚手架”以引导其达成学习目标。［7］课堂教学形式的设置不囿于发现式学习或传统讲授式教学，而是以教学设计是否能激发学生内在学习动机引起认知冲突为出发点，切实把教学改革的中心和重心都落在学生身上。

三、基于思维型教学理论的教学策略

（一）情境与问题

创设良好的教学情境，既能帮助学生利用自己平时的生活经验来提高自己对知识的理解程度，同时，也能有效地帮助学生提高学习科学知识的质量和效率。用基于真实情景的实际问题能带领学生迅速进入探究学习的状态。评价情境是否符合学生认知需求，教师应注意以下几个问题：问题情境是否基于生活实际？情境是否真实存在？课堂问题的设置是否能激发学生的积极思维？问题设计是否能紧扣课堂教学重点？问题设置是否适合学生水平，符合最近发展区要求？课堂创设的情境是否能引起认知冲突？问题是否具有形象性、具体性和探究性？

良好的情境应能够引起学生的认知冲突，促使其进入学习状态，积极提出问题，主动思考、解决问题，获得新知。［7］在教科版二年级上册“神奇的纸”一课的学习中，学生通过体验对纸的简单改造，感受瓦楞纸在弹性、承载力与隔热能力等方面的变化。本堂课的问题在于纸在生活中很常见，在创设情景设计问题时，教师更应该把注意力放在学生已有的关于纸的知识，以及他们期待学到关于纸的什么新知识。

聚焦环节的问题设计要体现开放性、适切性和挑战性，为学生留足思考时间，适当给予引导。在教学教科版四年级上册“直线运动和曲线运动”一课时，聚焦环节，笔者在黑板展示的是生活中常用的电子地图，提问：从慧谷学校一校区到二校区，你将怎样规划路线？用生活中的地图让学生解决实际问题，能够让学生在轻松的气氛中进入本课的学习。在提问时，问题要问得精准，问得明白，即用孩子的语言提问。如果角色转换太难，不如试着听听孩子怎么说。

（二）探究与合作

课堂合作应贯穿于每一次教学。合作是否有效，直接决定学生的学习效果及后续知识建构。课堂教学应是行为、思维与互动有机结合的生态系统。如今，被动的“填鸭式学习”已经弊端尽显，不多表述。然而还有一部分课堂“只得其形”，自主活动充满课堂，热热闹闹，生成极少，形成了“虚假繁荣课堂”。课堂应该有活动也有思考，学生可以较好地完成自主建构。这种课堂在行为之上多了一层思维，学生已经进入深层学习阶段，不再浮于表面。理想的课堂，是合作建构的课堂，行为、思维、互助，三者并重，思维型教学强调科学探究从自主研究到在自主探究的基础上强调合作探究，从而使学生实现深度学习。在“做一个测量纸带”一课的教学中，笔者最初设计的问题为“制作纸带第一步要做什么”，实践后发现：提出这个问题的结果大概率是一节探究课变成手工课。学生是学习的主体，他们有自己的思维和已有经验，教师可以试着相信学生。于是，笔者将问题变为：“请小组尝试并总结我们怎样制作一条测量纸带？”这样做，加入了思维，引导学生成为真正学习的主体。学生在学习过程中，教师可以适当放手，给学生有效探究与合作的机会，能够让课堂中每个学生都能获取新的知识技能。

合作探究阶段中，教师的作用是组织学生通过合作交流来构建对科学观念和科学探究的理解；帮助学生学会通过协作来找到最佳的问题解释或解决方案。［7］在设计合作学习时，教师需要关注的是在进行教学设计时预设了哪些方法，小组合作学习与本堂课或本学习阶段的学习目标匹配度如何。在小组合作过程中，教师要重视对组内学生学习方法的指导，关注合作学习的实施结果对学生建构知识是否真的有效。

在教科版二年级“做一顶帽子”一课的教学中，在明确课堂任务后，笔者设计了小组讨论环节。学习单上的问题是“你想做一顶什么用途的帽子？”从材料、制作步骤、装饰帽子的计划、需要工具、帽子的穿着体验等维度为学生提供了选择，但同时也给予学生加入自己想法的权利。这个过程从教师和学生的一对一问答变成学生之间依据教师的问题引导开始交流、商讨、协作，思考和互助也由此开始。

科学探究应注重学生对科学知识科学本质及探究过程的理解，强调实践与学科核心思想与跨学科概念的整合。教材从科学、数学、美术三个学科方向为学生在低年级不同阶段认识物体质量编排了不同维度的知识，让知识更接近生活，能被应用于生活。但是实际情况通常是，学习之后，对于一颗苹果到底多重，三千克掂在手里大概多重，依然只有少数学生能有清晰的认识。科学探究是为学生建立理论联系实际的场景的绝佳时机。在教学过程中，教师要重视让学生体会物体的重量，达成科学概念目标，在小组活动、辨析思考的过程中发散思维，在表达和辩论的过程中强化思维的逻辑性。

（三）总结与发展

科学知识的建构与能力的提升，在探究与合作中生成，在总结与发展中强化。在探究和讨论后，课堂顺势进入总结阶段，教师要帮助学生将在课堂上生成的新的知识点，通过总结，连点成面，聚面成体，将知识点变成知识网，协助学生进行知识的又一次建构，使学生在知识的多次建构过程中，把知识内化，建构合理的认知结构，完整地完成学习的过程。教师总结应保证内容全面，详略得当，结构合理，引导恰当，要基于学生的总结能力，让学生积极参与，实现有效总结，发展学生的反思能力。

教学教科版一年级上册“观察一株植物”一课，教师要求学生用科学的方法，按照一定顺序观察植物，目的是帮助学生建立起初步的生命科学大概念。在观察和绘画环节之后，要进行总结研讨。一年级学生刚刚开始小学学习生活，很难成体系地对新学知识进行总结分析，对此，教师要依据学生的年龄特点设计有针对性、切实有效的方法培养发展学生的反思总结能力。这一课的总结设计可分为三个层次。首先是自我评价。课堂中，教师要鼓励学生积极进行自我评价，并采取公平的方式唤醒学生对自主反思的关注，以隐性的机制促进学生学会自主学习。其次，以自愿加推选的方式选择几位同学表达自己的观点，即结合自己的记录成果，用科学的语言描述所学的内容。低年级学生总结能力较弱，发言时多数以一两句话结束，这时教师为了引导学生有更多特征和发现，就要适时加入同伴间的评价。在学生发言后，教师可以请班级同学来说一说自己的看法，如刚才的描述是否完整，你还能为他补充哪些小智慧，你认为哪里能做得更好，旨在通过交流锻炼学生倾听和思考批判的能力。最后是引导学生将评价内化。在下课之前，学生结合刚才讨论分享的成果，将耳听的知识转化成笔下的知识。这样能够培养学生乐于思考、勤于反思、善于倾听的科学素养。

（四）应用与迁移

思维型教学的迁移强调打破学科间的壁垒，将学科的知识变成工具，解决生活中的实际问题。解决问题的过程中，能用到的学科越多，解决问题的方式就越多样化。教师应力求在解决实际问题中培养学生的积极态度和创新精神，最后的落点是把价值观以不同形式迁移到日常生活中。［2］学科融合是一条可行的路径。在学习“神奇的纸”一课之后，教师可以设计一堂STEAM课“搭建纸桥”进行拓展，以学科融合的方式巩固科学知识，培养学生动手制作的兴趣。学生通过搭建纸桥学习简单的工程力学知识，能激发创造精神，体会在探究中学习，锻炼小组合作能力。在课堂上，学生能用到数学的几何图形和基本测量、物理的承重结构和稳定结构、工程学的动手搭建、艺术的美感设计，消除了学科间的壁垒，推动了学科之间融合，促进了学生能力发展。

迁移不仅包括学科之间的迁移，也包括课堂内外的迁移。学习不能停留在教室里，书本上。在学习“水结冰了”一课时，部分同学经过多次实验发现水的凝固点有时是零摄氏度，有时是零上二摄氏度，这与书本给的知识不同。此时，教师可以就此布置实践性作业：利用家中现有材料，再做水结冰的实验，测量并记录结冰过程中冰水混合物在不同时间的温度。学生学习知识的作用不仅限于一张试卷和一份成绩单，而是为其终身学习发展提供支撑。

四、结语

思维型教学理论指导下的小学科学课堂教学，是依据学生现有经验基础因材施教，为核心素养下的课堂设计提供了一条切实可行的路径。从核心素养角度来讲，思维是核心素养中极其重要的成分，从教学的本质来讲，无论是在教师进行情景设计、关键问题的设计、探究模式的设计、拓展迁移的设计的过程中，还是学生在走入情境、产生兴趣、合作研讨、激发新问题的过程中，思维都起到了不可替代的作用。思维型教学理论对于刚走入教师岗位的教师有很强的实践意义。思维型教学理论更关注教师和学生在课堂上的真实表现，客观地反映教师的授课特点和教学行为，便于教师有方向地、有目的地改进教学措施，也便于教师对自我教学行为进行反思和迭代。思维型教学理论能为教师的自我提升和课堂教学实践提供有力支撑，有助于培养学生的科学素养。