高阶思维视域下小学科学“探究问题串”的创新设计策略

摘要：在小学科学课堂教学中，设计一系列“探究问题串”，引导学生在真实的情境中开展探究实践活动，并提出四条“探究问题串”的创新设计策略：接轨真实生活化设计，唤醒原有认知策略；关注角色情境化设计，激活学生个性思维策略；聚焦精细阶梯化设计，搭建学习支架策略；把握实时动态化设计，拓展思维纵深策略；与此同时灵活运用并列式、递进式、探究式及延展式四类探究问题串，助推学生有效建构科学观念、促进其科学思维发展和提高探究实践能力等科学素养，尤其是对其高阶思维的发展具有较高价值。

关键词：高阶思维" 小学科学" 探究问题串

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出：学生要掌握基本思维方法，具备初步的科学思维能力；掌握基本的科学方法，具备初步的探究实践能力。科学探究是探索和了解自然、获得科学知识、解决科学问题的主要途径。[1]科学探究实践以问题为起点，在问题研究过程中进行科学思维训练，提高学生科学思维能力。关于高阶思维，目前还没有一种公认的定义，我国学者钟志贤认为，高阶思维是发生在较高认知水平层次上的认知能力或较高层次上的心智活动，主要指问题解决能力、决策能力、创新能力和批判性思维能力。[2]美国教育家布卢姆在认知角度上将思维过程具体化为记忆、理解、应用、分析、评价、创造——前三者通常被称为低阶思维，后三者通常被称为高阶思维。

一、基于真实问题情境，进行问卷调查分析

现阶段小学科学探究仍存在以下不足：一是“讲解式”教学，教学中教师一味强化实验探究手段和实验操作技能，缺少对学生科学探究思维过程的指导与点拨；二是科学探究分组形式化，在整个过程中学生探究学习的思维方式仍然停留在认知、理解与运用等低阶思维维度，分析、综合与评价等高阶科学思维能力很难生成。

科学探究现状的形成往往是因为课堂探究问题设计的不足。于是笔者随机在本校200位学生中进行课堂探究问题的相关问卷调查，结果显示如下。

通过对个别学生和老师进行面对面的访谈，分析、总结、归纳出小学科学探究设计存在不足的成因。

（一）问题设计浮于表面——深度思考不足，无法促进高阶思维产生

问题设计所含知识点过于浅薄，无法做到有效深入，仅限于知道、理解等低阶思维，很难促进学生高阶思维能力的发展及对其深入学习产生助力。

（二）问题设计多而零散——聚焦重点不够，没有充分思考空间

教学中探究问题串的设计围绕教学重难点有一条明确的主线，若是缺失则问题呈现零散，知识点缺乏关联性与生长性，学生并不能通过探究问题来促进知识要点的提取和凝练。

（三）问题设计脱离实际——学生兴趣度不高，学习热情不浓

从调查结果来看，学生举手发言或者探究参于其中的积极性不高。问题设计不贴近生活，没有以解决真实问题为目的。无法调动学生的探究兴趣，长此以往，学生对于问题串的探究会表现出明显的倦怠感。

鉴于以上原因，基于真实教学与学情的要求，设计一系列真实生活化、角色情境化、精细阶梯化及实时动态化的“探究问题串”，可以引导学生深入体验探究过程，促进学生有效掌握科学观念、提升其科学思维力和探究实践力等科学素养，有助于学生高阶思维能力的发展。

二、高阶思维视域下的“探究问题串”设计策略

根据学生年龄与心理特征，围绕探究目标，将“探究问题串”有机融合到学生的探究活动中，促进学生在探究的基础上学会分析、评价和创造等思维。逐渐从低阶思维向高阶思维不断发展，促进学生有效掌握科学核心观念、提升其科学思维力和探究实践力等科学核心素养。同时在该创新课堂模式下并提出四条“探究问题串”创新设计策略。

（一）接轨真实生活化设计，唤醒原有认知策略

陶行知先生指出“生活即教育”。很多教育问题都来自于真实生活，设计真实生活化探究问题串，贴近学生生活经验，更可唤醒学生的原有认知，学生运用已有的知识去分析，并运用原有经验解决真实的生活化问题。

例如，四年级上册第三单元中“运动与摩擦力”一课中教学片段探究问题串设计见表1。

通过这样的贴近生活的递进式问题串，从生活入手让学生帮老师解决搬运重物的问题，贴近生活，学生也会认真思考搬运的方法，也能快速吸引学生的注意力。紧接着出示搬运工具，让学生说明搬运时的体验是怎么样的。最后，选择搬运工具并说明选择的理由。这三个问题从实际出发，层层递进，是递进式的问题串。通过一个实际生活情境的创设，激发学生的兴趣与激情，让学生独立思考，通过观察、体验、分析解决该问题串。

（二）关注角色情境化设计，激活学生个性思维策略

在科学探究活动中，很多探究问题串可以基于角色本身创设真实的角色化情境，通过让学生融入到某一角色，进行自我对话和思考，以主人翁的视角看问题，思考并解决问题。例如，教科版小学科学三下第二单元《动物的一生》中进行养蚕项目化设计，整个项目引导学生围绕一个角色“我们都是养蚕小达人”开展活动。通过一个个项目子任务逐步推进，每个子任务都是让学生置身于一个角色中，进行一定的探究问题串设计，具体设计见表2。

整个养蚕项目化任务可以分解为五个角色化情境子任务。五个任务中问题串的设计是相互并列的，每个任务中串种问题串的设计是递进的。学生将自己置身于角色化中并结合自身经验及该角色的特点进行个性化思考，让其思维随着角色化的问题进行改变，从而促进学生知识的构建及个性思维的发展。

（三）聚焦精细阶梯化设计，搭建学习支架策略

研究表明，教师在设计或搭建探究问题串的时候要适当地进行干预，这对培养学生的高阶思维能力至关重要。聚焦精细阶梯化的问题串设计，是将问题串进行精细化串联，实际上是为学生搭建了一个思维分级的脚手架，该探究问题串解决过程中思维呈现出一种由浅入深、环环相扣、层层递进、螺旋上升的状态。如教科版小学科学四年级下册第二单元《电路》点亮小灯泡的教学片段探究问题串如表3。

教师在过程中为学生搭建思考的有效支架，让学生通过自主实验，展示被点亮的小灯泡。并让学生观察点亮的小灯泡的相同点，紧接着观察不点亮的小灯泡的特点，并进一步分类。通过这样的递进问题串的设计，让学生通过对比观察分析点亮与不点亮的小灯泡，驱使学生由浅入深思考，在这样的过程中思维逐步由低阶向高阶发展。

（四）把握实时动态化设计，拓展思维纵深策略

科学探究的过程是动态生成的过程，科学现象也不是一成不变的，认知的构建在科学探究的过程总有时候呈现一种动态的生成。在实际教学的过程中，创设问题过程中也会随时出现新的问题，及时把握教学中出现的问题，生成探究问题串，让学生的思维随着思考动态的向外开花延伸。例如四年级上册第一单元《声音》中“听听声音”的教学片段，探究问题串设计如表4。

三、小结

本文的“探究问题串”运用了递进式、探究式、并列式和延展式这四种不同类型问题串的组合，整个过程中教师的教和学生的学形成一个学习共同体模式。在实际的教学过程中教师进行一系列“探究问题串”的精心的设计，不断反思总结经验，让学生在科学探究活动中形成科学观念，发展其科学思维，特别是对于分析、创造、评价的高阶思维的发展，深入探究和实践，形成科学态度和责任，进一步促进科学核心素养的发展。在之后的科学学习中我还会继续探索“探究问题串”的应用，优化课堂教学，让学生真正成为科学学习的主人。

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]钟志贤，祝志贤.面向知识时代的教学设计框架-促进学习者发展[D].华东师范大学，2004.