以三个“支架”促成学生思维的进阶

鲁婷

〔摘    要〕  “双减”背景下，每位教师都应思考如何构建高效课堂。科学思维作为核心素养的核心，是落实素养课堂的关键。教师在教学中需要搭建可视化思维支架，帮助学生将隐性的思维过程直观地表现出来，使思维走向更深处，实现科学探究能力和科学思维能力的双螺旋向上发展。本文主要从实验单支架、材料支架、问题链支架三方面，结合具体案例，阐述如何让学生的思维在课堂上“显”出来、“画”出来和“说”出来，以此促成学生思维的进阶。

〔关键词〕  小学科学；支架；思维；进阶

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  16    010-012

2022年版《义务教育科学课程标准》明确指出，科学课程要培养的学生核心素养，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任。其中，科学思维作为核心素养中的核心和关键，首次被明确提出。它是一种从科学的视角认识客观事物的本质属性、内在规律，并运用思维方法解决科学问题的能力。课标修订组专家胡卫平教授曾说过：凡是不能促进学生思维的教学行为，都不能促进学生素养的发展；凡是能有效促进学生素养发展的教学行为，一定会促进学生的积极思维。由此可见，有效培养科学思维，是落实“素养课堂”的关键。

在科学探究活动中搭建适当的可视化思维支架，可以使学生的隐性思维过程直观地表现出来，促进深度学习的发生，实现科学探究能力和科学思维能力的双螺旋向上发展。

一、现状 · 分析

新课标提出科学思维后，有关科学思维的解读和理论研究纷纷出现。然而，一线教学教师在经过各级培训后发现，科学思维的培养真正落实起来挑战性非常大。现阶段小学科学课堂教学现状如下。

学生：“低阶”式学习依赖。他们更喜欢通过识记、刷题等方式学习科学，在探究活动中懒于动脑。

教师：“树梢”式教学观念。他们聚焦于知识的传授，探究重结论而轻过程，常常淡化学生思维的培养、解决问题能力的提升。

教学：“孤岛”式教学模式。程序化的探究实践过程，活动时间长，思考时间短，交流过程缺乏思维碰撞，整个过程缺少高阶思维的参与。

由此可见，以知识传授为主的课堂教学传统模式，给予学生独立思考和思维碰撞的机会少，以至于在课堂教学中，学生的思维很难被挖掘，思维进阶受阻。

二、改变·出路

科学思维的培养是一个长久的过程，需要在每节科学课中去落实。探究活动是培养学生科学思维的重要途径，在活动设计时，我们可以搭建可视化思维支架，促使学生的隐性思维过程得以外显，帮助学生思维走向更深处，以此推动学生科学思维能力的发展。那么在小学科学探究活动中，如何有效搭建思维支架来促成学生思维进阶？这值得我们摸索和实践。在课堂教学中，笔者尝试从实验单支架、材料支架和问题链支架三方面探寻思维可视化的实施路径。

三、实践·探索

（一）实验单支架——把思维“画”出来

新课标提出，要设计并实施能够促进学生深度学习的思维型探究和实践。

为了促使学生的思维外显，为后期的交流研讨做铺垫，探究活动开始前，教师就需要精心设计实验单支架，使学生的思维能够在实验单中呈现。交流研讨中，学生可以借助这张实验单，不断内化科学知识，持续挖掘思维的深度。

例如，教科版二年级下册《磁铁的两极》一课，本课从“条形磁铁各部分磁力是怎样的？”这一核心问题出发，引导学生利用有结构的材料（条形磁铁、回形针、钢珠、铁粉等），用多种方法来证明条形磁铁上磁力大小的分布情况。因为二年级学生还处于具体形象思维阶段，他们更喜欢通过形象的方式进行思考和学习，所以本节课的探究活动，我为他们提供了一张看似非常简单的实验单。实验单上虽然只画了条形磁铁，但却能够让学生的思维过程在实验单上留痕。探究活动前，学生可以将想到的实验方法画出来；探究活动中，学生可以将观察到的现象（如磁铁两端吸引的回形针最多或小钢珠总是往条形磁铁两端“跑”等），以简图的方式记录下来；探究活动后的研讨环节，学生可以借助这张实验单进行交流，从而帮助他们把思维外显。通过全班交流研讨，最终生成多个证据，在思维碰撞中进一步内化成学生的核心概念，促成思维进阶。

（二）材料支架——让思维“显”出来

探究活动中，我们除了需要精心设计实验单外，还需要为学生准备有结构的材料。在1～2年级的科学教学中，我发现，学生探究欲望很强、特别喜欢动手，但动手之后的“思维表达”对他们而言则比较困难。为了培养学生的表达能力和实证意识，教师需要准备有结构的实验材料，引導他们借助直观可见的现象，将其转化为证据来证明自己的观点，帮助他们将思维过程“显”出来。

例如，教科版一年级下册《认识一袋空气》一课，我通过依次呈现有结构的材料，培养学生的思维表达能力和实证意识。聚焦环节，我出示一个快递箱，依次取出装有木块、水的密封袋，同时复习所运用的观察方法，为本课后续的探究活动做好知识和方法的铺垫。之后，我出示一个鼓鼓的空袋子，引出本课要研究的空气，激发学生的思维动机。探索环节的第一个活动，首先为学生提供一个透明保鲜袋，引导学生设法收集一袋空气，并通过看、摸、闻等方法观察这袋空气的特征，在观察过程中说一说用了什么方法，观察到空气有怎样的特征。第二个活动，出示水槽、烧杯、自封袋、水、木块等更为丰富的活动材料，引导学生借助实验材料，使用一定的方法，将空气与水、木块进行对比观察，在对比观察中，发现空气与它们的相同点和不同点。在有结构的材料支架的支撑下，学生从对空气的单独观察到与其他物体的对比观察，从观察到的现象中，不断寻找相关证据来进一步认识空气的特征。交流研讨环节，学生再次借助实验材料，边演示边介绍空气具有的特点，借助直观的现象，帮助他们有序、有理地描述空气的特征，促成学生研讨环节的思维碰撞。

（三）问题链支架——将思维“说”出来

问题链是推进思维进程的一个个脚手架，在交流研讨环节，教师可以通过设置几个彼此关联的问题，在一个个问题的引领下，组织学生展开深度的思维交流。通过问题链的层层推进，帮助学生像科学家那样去思考、去实践，在“有声”的交流和表达中，将思维推向更深处。

如六上“能量”单元《电和磁》一课，学生在模拟奥斯特实验的过程中，观察到“指南针发生微微偏转”。针对这一现象，我组织学生展开了以下研讨。

师：是什么讓磁针发生了偏转？

生1：可能是导线内的金属丝让磁针发生了偏转。（拿出一根导线去靠近指南针，但磁针并没有偏转。）

师：为什么导线内金属丝靠近指南针，磁针没有偏转？

生2：导线内的金属丝是铜丝，是不能让磁针偏转的。

生3：我觉得应该是导线内的电流使磁针发生偏转。

师：为什么电流可以让磁针发生偏转，这又能说明什么？

（这里需要引导学生回顾能让磁针发生偏转的物质可能是铁、钴、镍制品，或者有磁性的物品。）

……

生：通电导线中不含铁、钴、镍这些金属，所以可能是电流产生了磁性，让指南针发生偏转。

师：如果你是奥斯特，当你发现这个现象并做出推测之后，你会把它公布于众吗？

生：不会。因为没有充分的证据，而且这个偏转角度还不够明显。

师：怎样才能让指南针偏转角度更明显？

学生进一步设计实验并探究，发现短路和增加线圈可以使指南针偏转角度更明显。

师（继续追问）：这个现象说明什么？

生：当加大电流后，电流越大，磁针偏转角度越明显，所以磁针的偏转是导线中的电流引发的，这说明电流是有磁性的。

师：现在我们可以把这个发现（电流可以产生磁性）公布出去了吗？

此时再通过一段阅读资料，学生明白了原来科学家的发现并没有那么容易，他们需要经过长期的反复实验和研究，在充分证据的支持下，才能得出结论。

上述案例中，学生针对“磁针发生微微偏转”这一现象，在问题链的引导下，首先推测分析出使指南针发生微微偏转的可能是导线内的电流，接着对这一推测进行验证，最后通过阅读资料，明白科学家得出一个结论是多么不容易，进而强化实证意识。案例中呈现的是问题链中的主要问题，它是推动学生深入思考的关键。在交流研讨中，通过设计一个个问题支架，层层深入，抽丝剥茧，促使学生产生思维碰撞，学生在“有声”研讨的过程中，思维得以内化。

四、结语·展望

在思维支架的探索和实践中，我们发现，按照教学环节递进路径适时搭建可视化的思维支架，可促使学生将思维“画”出来、“显”出来、“说”出来，能够为他们的思维进阶提供有力的支持。但学生科学思维的培养是一个漫长的过程，思维支架的构建也是一个不断学习和积累的过程。只有不断地探索和实践，才能将其更好地应用于日常教学之中。

参考文献

[1]刘濯源．基于思维可视化的教学效能提升策略［J］．基础教育参考，2016（19）：3-7．

[2]喻伯军.义务教育课程标准（2022年版）课例式解读科学[M].北京：教育科学出版社，2022.

[3]胡卫平．思维型科学探究教学的理论建构[J]．课程·教材·教法，2021（6）：123-129．