指向高阶思维发展的乡土科学教学

摘要：小学科学课程聚焦学生高阶思维和问题解决能力的培养。面对当前科学教学重知识轻实践、重课本轻生活、重活动轻思维的现象，乡土科学教学因地制宜、因势利导，通过挖掘乡土科学资源、躬身研思實践、实施多元展示等方式，进一步拓宽、融合、丰富科学教学内容，点燃学生的科学学习兴趣，诱发其学习的内驱力、思考力和创新力，全面提升其科学素养。

关键词：乡土科学；高阶思维；小学科学教学

中图分类号：G623.6 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2023）23-0082-04

美国教育学家布鲁姆将思维分为六个层次，自低到高依次为记忆、理解、应用、分析、评价、创新，其中分析、评价和创新属于高阶思维。科学课程聚焦学生高阶思维和问题解决能力的培养。教师要结合实际设计适合学生学习的路径，促进学生核心素养的提升[1]。我们在关注课本知识的同时，还要能够将学科知识与学生所身处的地域环境和生活经验结合起来，进一步拓展、融合、丰富科学教学的内容，让乡土化的特色科学教学成为小学生高阶思维发展的路径。

一、挖掘乡土科学资源，建立学科知识与日常生活连接点

乡土科学资源是指地域资源中能够为科学学科教学利用的各种物质要素的总称，主要分为自然科学资源和社会科学资源两大类。由于每个人所生活的地方都存在着大量的科学教学资源，所以挖掘和利用好这些资源不仅能够开阔学生视野，还能够启迪学生智慧，建立起学科知识与日常生活的连接点。

（一）聚焦镇域产业

“稻虾养殖”项目是学校所在的泗洪县龙集镇的主要特色产业。学校一方面组织学生一起收集有关水稻的种植、培育以及稻米烹饪、制作、营养成分等资源；另一方面带领学生从鱼虾的生活特性、营养价值等方面入手汇总相关知识，建立科学教学资源库。

（二）欣赏渔具制作

一是定期带领学生参观学校“洪泽湖文化馆”，欣赏各种渔民老物件等藏品，领略原汁原味、多姿多彩的洪泽湖文化风貌，积累相关的科学资源。二是不定期走访渔家村庄，欣赏老渔民娴熟的渔具制作技巧，在学生心中种下设计、制作等工程思维的科学种子。

（三）游览湖区湿地

湿地现有多种多样的植物和微生物，这些都是宝贵的科学教学资源，不仅具有鲜明的地域特点，而且其多样性、系统性深受学生的喜爱。教学中通过游览等方式，指导学生亲身经历体验过程，有针对性地选择自己喜欢的植物或微生物，全面了解它们的生长特性等，激发学生对乡土科学教学的兴趣。

（四）制作特色教具

针对湖区生产生活实践，指导学生就地取材，制作和使用具有湖区特点的乡土科学教具，帮助学生更好地了解区域特点和相关科学知识。实践中可利用湖区的石头、竹子等材料制作成天平、杠杆等实验器材；引导学生观察不同的湖水中微生物的特点，制作展示湖区生态的科学教具；指导学生收集荷叶、芡实及一些动物标本来开展观察等系列学习活动，做到生活与课本、知识与实践相结合。

二、躬身研思实践，寻找思维发展和能力提升交汇点

科学教材不是一个孤立的文本，它需要拓展、延伸。延伸的内容、容量、深度、时机要基于教学目标，围绕科学探究来展开，契合学生的年龄特点与认知[2]。研思实践是拓展、延伸的重要途径之一。我们要善于根据实际地域条件，有计划地带领学生到自然环境中，引导他们通过观察、调查、实践等方式，在研究过程中迸发智慧火花，培养实践操作力和思维认知力，从而实现课内外教学的有效贯通。

（一）研讨激趣，投入情境化学习

义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性[3]1。要突出学生的主体地位，利用学校、家庭、社区的各种资源，创设良好的学习情境，设计适宜的探究问题，引发学生认知冲突，激发积极思维[3]3。

情境使儿童的科学学习更形象、更直观、更真实、更具体。因此，教师应充分发挥情境“整合、启智、激励、熏陶”的作用，有意识地瞄准情境设计中的思维目标，通过提问引导、探究实践、反省验证等方法，促进儿童的思维由低阶向高阶逐步演进[4]。

在教学教科版科学教材三年级上册《水》这一单元时，笔者首先给学生播放展示了身边“水资源”的情况，让学生谈谈观看后的感受和认识；其次带领学生走进镇区“成子湖水资源基地”进行实地参观，指导他们分组设计调查问卷，了解、掌握身边水资源的现状，从而提出节约用水的合理化措施与建议，指导他们养成节约用水的好习惯。在教学教科版科学教材五年级下册《解决垃圾问题》这一课时，笔者带领学生调查镇区垃圾分类的现状和实施效果，对生活中存在的问题，有针对性地提出优质的解决方案，积极践行垃圾减量和分类回收的绿色生活方式。浸入式、情境化的学习，不仅有效嫁接了生活化的科学知识，还更好地激发了学生研讨学习的兴趣，让他们获得身临其境的感受。

（二）研学实践，推动跨学科学习

跨学科学习是促进学生思维发展，提升自身综合能力的有效途径之一。《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求。”[3]4鉴于此，教学中我们可以充分利用学校周围的自然资源和社会资源，通过实地考察、研学实践、环保行动等途径，引导学生开展跨学科科学学习活动。

学习教科版科学教材三年级上册《天气》这一单元时，笔者组织学生到镇区风力发电场地参观，设计好实验记录单，引导学生认真观察，掌握注意事项，在工程师的引导下，学会准确记录气温、风力、风向等气象数据的方法。在完成这些基础知识的学习后，笔者引导学生进一步了解风力发电的原理，尝试创新改进风力发电的装置。通过明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果的流程，调动科学、技术、工程、数学等思维，弥补实际的缺陷和不足。课堂展销会上，一件件构思新颖的作品展现在眼前，让人耳目一新。有的在风叶上进行了改进，有的在动力上进行了改装，有的在线路上进行了优化。既实现了跨学科学习，又激发了学生主动探究的兴趣，有效提升了他们的思维分析和研究能力。

（三）研思共生，开展项目化学习

小学科学项目化学习是立足学生，以科学学科为载体，以问题串为抓手，具有一定独立性的课程组织样态。众多学者研究认为，小学科学项目化学习有利于保护学生的好奇心[5]。项目化学习被认为是现代最为重要的一种学习方式。教学中，教师要善于整合相关资源，将课程内容从相对碎片化、封闭式状态，转化为系统化、开放性的项目设计。通过综合、开放、自主的学科实践活动，完成项目学习任务，丰富学习经验，培养学生学科核心素养，产生研思共生的效果。

教师要创设真实问题情境，通过学生的体验、操作和制作，引导学生在解决问题的过程中感受技术与工程的基本特点，体会技术与工程对人们生产生活的影响、对社会进步的推动，以及科学、技术、工程之间的相互促进关系[3]93。学习教科版科学教材六年级下册《小小工程师》这一单元时，学生对技术与工程类的项目化课程非常感兴趣。于是，笔者带领学生在校园中开展了《兔舍建造》项目化学习。

一是明确需要去解决的问题。项目始于问题，问题来源于生活。创造始于问题，有了问题才会思考，有了思考，才有解决问题的方法，才有找到独立思路的可能。当学生看到可爱的兔子没有住所时，一个急需解决的问题马上就摆在了眼前——如何给兔子们建造兔舍。随后笔者组织学生展开研讨，进行思维碰撞，指导学生逐步明白：兔舍应该建在什么地方，建多宽多高的兔舍比较合理，可以使用什么样的材料，需要经费有多少……全面梳理和明晰自己要去解决的相关问题。

二是提出有创意的解决方案。实施中，笔者以“你会做一个什么样的兔舍？”的问题为主线，一方面引导学生思考如何评价自己的兔舍造型成果，另一方面指导他们先根据自己的设想提出验收标准，形成科学合理的“评价量表”，再依据“评价量表”绘制兔舍造型设计图，将头脑中建构的造型结构呈现在纸上，做到一目了然、有的放矢。

三是在实践操作中习得技能。工程与技术实践中，自主建构新的知识，习得新的技能就是一个创新、创造的过程。在《兔舍建造》项目学习中，笔者首先出示和带领学生认识各种材料、工具，然后引导他们分组开展自主实践活动，鼓励他们尝试用不同的方式建造兔舍。引领他们在经历分工协作、沟通交流、使用各种工具过程中，令自身的操作技能、科学思维、态度责任等都得到充分的发展。

四是对项目成效进行评价调整。项目化学习能否顺利开展，学生的学习效果怎么样，需要根据评价量表及时做出评估和判断，学生将根据评价内容、结果对项目进行适当科学调整，进一步完善自己的工程产品。同时，评价的过程也是学生学习的过程，不仅能反映学生核心素养的发展水平，而且能激发学生参与项目学习的积极性和主动性。

整个项目化学习过程，既符合学生年龄特点的真实情境，在工程实践中培养学生的工程思维，又让学生在历经较为完整的工程项目实践后，看得到自己的工程成果，听得到师生有效的反馈，真正实现了学习上的知行合一。

三、实施多元展示，彰显实践创新和评价过程闪光点

小学阶段的评价倡导跨学科融合、校内外结合，体现评价的综合性、增值性及过程性，尤其重视过程性评价。教师有针对性地布置有趣、有味、有乐的特色乡土科学实践作业，定期举行展示、交流和评价活动，既对学生巩固知识、形成能力、培养习惯、改进教学方法具有重要的价值，又能够鼓励学生质疑、创新，真正地实现课内外的有机融合，促进学生高阶思维的发展。

（一）设计自然笔记

用图画和文字等形式来写自然日记，记录下自己在大自然中的体验过程，鼓励学生与大自然进行深度对话，写好他们与大自然之间的美好故事。在教学教科版科学教材一年级《观察一种植物》这一单元时，笔者充分利用校园中现有的资源，带领学生观察校内微型成子湖中的荷花，围绕它的形状、颜色、大小等，开展系列化的观察记录活动；同时带领学生来到镇域荷花种植区域进行对比观察，从而发现不同的荷花特点，区分出彼此的异同，指导学生记录好自己的观察发现和感悟。通过定期举办自然笔记展评活动，有效激发学生的学习兴趣，满足他们的心理需求，提升他们的综合能力和创新能力。

（二）守护爱心区角

根据大部分学生的兴趣爱好，在班级设置一个爱心区角，有针对性地种植、养护一些乡土植物，分组进行观察、记录活动。引导学生全程参与播种、施肥、浇水等环节，指导他们写好班级的观察日记，重视每一次的科学发现和感想。学期结束，将这些班级观察日记进行汇总，让学生展示作品和讲述班级种植、守护的难忘故事。那一次次的发现、一次次的体验、一次次的心灵感触，不仅让他们耳目一新，更深化了他们对家乡植物的了解，进一步增强了自豪感和幸福感。

（三）评选科普能手

每学期前置评价标准，让每名学生都能够知晓细则，围绕评选目标，注重过程性的评价，做到人人参与。如举办乡土植物推介会、捕鱼工具设计大赛、小小科学家实验比赛、科普网络知识竞赛等活动，推选出优秀的选手担任家乡科普宣传小能手，既加强学生对乡土科学知识的学习，又有效提升他们自身的科学素养，激发他们不断挑战自我、不断创新的学习意识。

乡土科学资源是一种宝贵的教学资源。只有结合地域和学生实际，积极开发、利用和整合，有针对性地开展系列化、创新化的研思教学活动，才能够真正激发学生学习的内驱力，促进他们高阶思维更好地发展，真正地提升科学素养。

参考文献：

[1]王幼华.小学科学微项目学习样态的设计与实施[J].教学月刊，2022（12）：30.

[2]周玉华，刘剑.小学科学教学文本拓展的原则与方法[J].教学与管理，2023（2）：57.

[3]中華人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[4]王亦晴.科学情境学习中高阶思维的早期渗透[J].江苏教育，2023（3）：70.

[5]张勇.基于项目式学习的“逆向工程技术”课程教学[J].实验教学与仪器，2023（4）：94.

责任编辑：石萍

*本文系江苏省教育科学“十三五”规划立项课题“挖掘乡土科学资源  提升农村小学生科学素养的实践研究”（C-c/2020/02/57）研究成果。

收稿日期：2023-10-10

作者简介：陈然之，泗洪县龙集中心小学党支部书记、校长，高级教师，宿迁市学科带头人，主要研究方向为小学科学教学。