高阶思维视角下设计问题式探究活动

吕晓怡

〔摘    要〕  小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。学生的探究活动应当从知识立意走向能力立意，关注学生思维品质和综合素养能力的提升，从低阶思维走向高阶思维。本文通过创设问题情境、搭建问题支架、架构交流模式三方面阐述如何以问题式的探究活动驱动学生主动探究、持续探究，活化学生高阶思维能力，促进思维的有效进阶。

〔关键词〕  小学科学；高阶思维；问题式；探究活动

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  10    052-054

高阶思维，是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，它在教学目标分类中表现为分析、综合、评价和创造。在小学科学课程教学中，就是通过学生的思维发展建构科学概念的，但是在目前的小学科学课堂上，学生参与的探究活动都是以教师的设计为主，学生在活动探究中缺乏对问题的主动思考以及清晰的内在思辨，因而导致在交流研讨阶段也缺乏精准的联系表述和深度论证，思维单一化、碎片化、形式化，从而无法动态生成以“分析、评价、创造”为主的高阶思维。

本文结合教学中的实践案例，探讨如何设计问题式的探究活动，驱动学生自主探究、持续探究、深度探究，发展高阶思维，培养高阶思维技能。

一、问题式探究活動设计的策略

（一）创设问题情境，促进思维生发

导入环节是一节课开始的关键，通过真实有趣的问题情境，激发学生的探究兴趣，调动学生的知识储备，进而引起学生积极探索的愿望。我们可以采用这样几种方式创设问题情境，驱动学生主动探究，促进高阶思维的生发。

1.以演示实验创设问题情境

如在进行《电磁铁》一课教学前，学生对于电磁铁这个装置是陌生的，如果直接告知学生这个新装置的名称，就失去了一些“神秘感”，学生探究的兴趣不高，思维能力只停留在“知道、了解”的低阶水平。为了促进学生思维能力的有效生发，我以演示实验来创设问题情境，以下是我设计的导入环节。

出示一枚铁钉（引导学生认识铁钉的钉尖和钉尾），出示一根导线，演示把导线缠绕在铁钉上。

观察：这个装置由几部分组成？

演示：将新装置靠近回形针，观察现象（预设：发现不能吸引回形针）；在导线两端接上一节干电池，再靠近回形针（预设：回形针被吸起来了）。

提问：看到这个现象，你有什么问题产生？可以怎么去证明？

在此环节，学生能根据现象提出可探究的问题，为接下来的探究活动提供了方向。教师通过清晰地演示，吸引了学生的注意力，让学生看到电磁铁通电前后靠近回形针的对比，产生了“它是不是像磁铁一样具有磁性”的思考。同时，教师引导学生不仅要提出问题，还要思考怎么去检测证明，让学生明白任何一个推测都需要经过检测证实，培养学生的问题意识、推理能力和实证意识。

2.以微课创设问题情境

《谁先迎来黎明》是教科版小学科学六年级上册“地球的运动”单元第四课的内容。为了快速聚焦探究主题，引发认知冲突，我以一段自制的微课视频导入这节课。视频内容为当地晚上9点拍摄的夜景和乌鲁木齐某地区晚上9点的夜景对比。

学生观看了这段有趣的视频，马上产生了问题：为什么同样是9点，乌鲁木齐天还亮着，而本地已经天黑了？这个问题正是本节课需要探究和解决的重点问题，接下去的探究活动正是围绕问题的解决而展开的。随着多媒体技术的发展，学习资源和形式更加丰富，借助优质的媒介资源，可以迅速地吸引学生，引发认知冲突，聚焦科学探究的主题，有效驱动学生的主动探究。

3.以生活现象创设问题情境

科学来源于生活，服务于生活。教师可以利用学生身边的生活现象来创设问题情境。如四年级下册“岩石和土壤”单元第七课《比较不同的土壤》中，教师以生活中的情境导入这节课。

老师从花木市场买了三盆植物——荷花、仙人掌、绿萝，可是老师不知道这三种植物应该种植在什么样的土壤里，你们可以帮帮我吗？课件出示三种不同的土壤——沙质土、黏质土、壤土，应该怎么选择呢？这三种土壤各有什么特征？

由生活现象产生的问题，可以很好地暴露学生的前概念。这三种植物都是学生身边经常见到的，但是这三种土壤学生并不是非常了解，从字面上去分析，也只是一种猜测，因此问题的解决就指向了对这三种土壤的特征进行研究分析。基于生活实际产生的问题，更容易激发学生的主动探究意识。

除此之外，还可以通过呈现结果、典故或故事、游戏等方式来创设问题情境，激发学生自主提问，唤醒学生的自主探究意识。学生提的问题多而杂，教师要学会甄别学生的问题，哪些问题是重复的，哪些问题是有价值的，如果学生提“为什么+事实性现象”的问题，如“为什么通电后会吸引回形针？”这样的问题，说明学生的思考方向是模糊的，接下去怎么研究是不清楚的，教师要把学生提的这一类问题转化成学生可思考和研究的问题，从而促进思维的进阶发展。

（二）搭建问题支架，呈现思维过程

产生了可探究的问题，但是该用什么途径和方法去研究和解决，对于小学生来说存在一定的难度。因此，需要教师搭建问题支架，引导学生持续探究。搭建问题支架，可以采用以下几种方式。

1.支架一：驱动式学习单

如在《电磁铁》一课中，教师将学生提出的问题进行归纳整理，发现大多数指向以下几个问题：1.这个装置有没有磁性？2.这个装置是不是和磁铁一样，两端磁性强，中间磁性弱？3.它有南北极吗？4.它是不是和磁铁一样同极相斥、异极相吸？通过学生的提问，教师发现他们把这个装置和磁铁进行了对比，认为这个装置和磁铁很像，究竟它有没有磁铁所具有的性质呢？如何证实自己的猜测呢？这里，教师可以通过设计驱动式学习单的形式为学生搭建问题研究的支架，聚焦核心问题，持续、深入地推进学生的探究。下表是我为学生提供的学习单。

《电磁铁》一课学习单

借助驱动式的学习单，学习的探究活动更加有目标和方向。以学习单上的问题为导向，促使学生在活动中有目的地观察和检测，同时，在观察和检测过程中，发现和提出新问题。

2.支架二：问题链

在探究活动中，我们可以设计一连串有价值的符合学生最近发展区的问题，以“问题链”的形式搭建探究支架，引导他们发现和提出各种问题，在分析、解决问题的同时又产生新的问题，每个问题之间环环相扣、层层递进、前后呼应，从而建立按顺序解决问题的以逻辑链为特征的问题链模式。

如《电磁铁》一课中，教师可以以问题链的形式来引导，如下表。

《电磁铁》一课教学的问题链设计

遵循学生的心理特点和思维进阶过程，把这些问题按照顺序串成一条问题链，探究活动围绕这些问题的解决来展开，一步步验证，一层层推进，给予学生充分的时间观察、推测、检测、证实，“形成科学推测要用证据来证明”的意识。

3.支架三：图形组织器

我们可以利用韦恩图、Y形图、矩阵图、思维导图等，帮助学生强化某项思维技能，如比较、对比、分析或排序。例如，在研究电磁铁时，我們就可以利用韦恩图比较磁铁和电磁铁的异同点。借助图形组织器，将思维可视化，可以帮助一部分学生掌握相应的思维技能，提高学生在课堂上应用高阶思维技能的水平。

无论教师为学生搭建的是哪种支架，都是帮助学生在探究过程中不断地思辨问题、生成问题、解决问题。而教师在这个过程中需要厘清前概念，梳理思维逻辑，洞悉思维节点，一步一个台阶地引导学生进行科学思辨、充分探究，亲历实践过程，把内在的思维活动外显呈现，在内化、外化与活化的层层递进中，促进学生从低阶思维走向高阶思维的发展。

二、架构交流模式，活化思维能力

基于问题开展的探究活动，在解决问题的过程中，学生往往会有更多的思考和收获，而交流研讨阶段是一节课中呈现问题、解决问题最重要的阶段。因此，如何架构交流模式，引导学生将在探究活动中获得的发现、产生的问题进行深度研讨，对于活化学生的思维能力是非常重要的。

（一）基于模型建构的深度研讨

在《神奇的小电动机》一课教学中，解释磁极的相互作用和电动机持续转动的原因——磁极的变换，学生很难表述清楚。教师利用自制的电动机板贴模型，可以引导学生将实验中的发现以及产生的问题直观地表述出来。基于模型建构的研讨活动，可以呈现学生在主要活动中观察、推测、检测、解释的过程，将问题清晰地暴露出来并加以解决。

（二）基于数据图表的深度研讨

在交流研讨阶段，全班数据的汇总和呈现不仅可以展示学生在探究活动中的发现，还可以反映出活动过程中出现的问题。当学生出现争议和产生疑问时，就能引发更多的联想、思辨、猜测和解释，这时候也就有想法要说，有问题要提了。

例如，在五年级下册《温度不同的物体相互接触》一课教学中，我们将全班的数据汇总后以折线图的形式呈现，学生发现的共同点是：热量总是从温度高的物体传向温度低的物体，最终趋向于平衡，并且热量传递的速度是先快后慢的；不同点是：温度变化的曲线坡度是不一样的，两条曲线达到平衡的速度也是不一样的，温差越大就越快达到平衡。而为什么出现这样的现象，可以激发学生进一步的思考和猜测以及验证。基于数据图表的深度研讨，不仅提升了学生的研讨兴趣，更培养了学生深挖数据、深度分析实验现象的好习惯，学生的高阶思维技能得到了运用，高阶思维能力得到了提升。

三、结语

小学科学教学是一种生成问题、思辨问题、解决问题的探究过程，而学生的高阶思维正是由问题引发的，在思辨中发展，在创新中成长。我们在一线教学中，应当以学生思维能力训练为核心，通过激发学生的探究兴趣，增强科学探究能力，增强学生在解决问题过程中独立思考和实证研究的意识，最终内化为学生分析、创造、评价的高阶思维能力，全面提升科学素养。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]胡展赫.高阶思维[M].沈阳：沈阳出版社，2018.

[3]梁立斌.重视“问题链”设计 构建高效课堂[J].新课程（中），2016（3）：141-142.