張牧文

[摘 要]科學思維是科學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，與問題解決的過程相聯(lián)系。因此，小學科學課應當在探究活動中聚焦科學思維的培養(yǎng)，促進學生深度學習：一是情境創(chuàng)設聚焦認知沖突;二是問題設計聚焦挑戰(zhàn)性任務;三是表達交流聚焦科學論證;四是低階認知聚集思維躍遷。

[關鍵詞]小學科學;科學探究;科學思維;深度學習

[中圖分類號] G623.6[文獻標識碼] A[文章編號] 1007-9068（2021）21-0055-02

二十一世紀，我國對人才培養(yǎng)提出了新的要求，明確強調學生應具備的核心素養(yǎng)。然而，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，最終要落實到培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)上。同時，《小學科學課程標準》明確提出，科學思維是科學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。大量研究表明，兒童科學思維的顯著提高發(fā)生在小學階段及其前后。因此，小學科學課程應抓住這一關鍵期，從發(fā)展思維能力這一角度切入，重構科學教學，促進學生深度學習，提高教學質量。

一、情境創(chuàng)設聚焦認知沖突

學生在沖突與矛盾中發(fā)現問題，又在沖突與矛盾中解決問題。在科學課堂中，學生調整認知結構、解決沖突的過程，就是個體思維不斷豐富和發(fā)展的過程。因此，在創(chuàng)設情境時，教師要聚焦對認知沖突的理解與構建，持續(xù)給學生“挖坑”，使學生在“掉坑-填坑-掉坑”的過程中大腦飛速運轉，逐步領悟科學方法，習得科學知識，發(fā)展思維能力。

例如，教學蘇教版小學科學五年級《探測暗盒里的秘密》時，教師出示兩端各露出一截導線的盒子后問學生：“盒子里的導線是連接的，還是斷開的？在不打開盒子的前提下，你如何判斷？”學生根據已有知識，提出用檢測器來檢測。教師請學生演示，學生將檢測器兩端連接導線，觀察到燈泡沒亮，認為導線是斷開的。教師趁機引導學生思考：“小燈泡沒亮，一定能夠說明導線是斷開的嗎？”有學生想到：“電池沒電了！”“燈泡的鎢絲壞了！”這時，教師再提問：“如何判斷檢測器本身有沒有問題？”學生恍然大悟，自檢檢測器。事實上，教師課前將檢測器中的小燈泡擰松了，就是為了檢測學生有沒有熟練掌握檢測器的操作技能。學生潛意識認為燈泡的狀態(tài)只能反映導線有沒有連接，不能反映檢測器本身有沒有問題，自檢結果說明是檢測器出了問題。這種認知沖突，給學生留下了深刻的印象。隨后，教師擰緊小燈泡，邀請學生再次檢測暗盒。這次學生明確知道，使用檢測器前必須自檢。用檢測器檢測一次后，學生觀察到燈泡亮了，確定導線是連接的。教師再提出問題引導學生思考：“只檢測一次，結果準確嗎？”學生想到應至少檢測兩次，于是再測一次。在這個過程中，教師還要確認學生有沒有再次自檢檢測器。這里的情境創(chuàng)設，聚焦在“現象-猜測-結論”的沖突上，更加接近科學的本質，使學生真正理解所學知識。

二、問題設計聚焦挑戰(zhàn)性任務

沒有興趣、沒有動力、沒有需求，學生是不會主動學習的。完成一項富有挑戰(zhàn)性的任務，不僅具有非比尋常的吸引力，更是一種褒獎，也是學生進行下一階段學習的動力?？茖W課堂中，教師可以通過富有挑戰(zhàn)性的、有結構的提問，將學生的全部身心吸引到解決問題上，培養(yǎng)學生的思維能力。

例如，教學蘇教版小學科學五年級《簡單電路》時，教師設計了五個關鍵性問題。第一個問題：“哪種連接方法能讓小燈泡亮起來？說一說你的理由?！边@個問題提出后，學生沒有關于電路的相關知識和連接電路的經驗，全憑直覺或生活經驗回答問題，但對如何讓小燈泡亮起來抱有極大的興趣。特別是教師要求學生說明理由時，學生不能胡亂猜測，必須認真觀察小燈泡和電池。第二個問題：“對燈泡比較亮和不亮的連接方法，你有什么發(fā)現？”學生做完實驗后，發(fā)現大家的猜測有的對，有的不對，猜對的學生很得意，猜錯的學生不甘心，但都好奇其中的原理。教師此時發(fā)問，抓住了學生的好奇心，同時又對學生進行了比較的思維訓練。第三個問題：“為什么這樣連接，燈泡會亮？”學生又被問題難住了，因為他們不了解燈泡的內部結構。這時教師把燈泡打開，學生興致勃勃地觀察燈泡的內部結構，仔細探索燈泡亮起來的秘密。第四個問題：“你能解釋為什么這些連接方法不能讓燈泡亮起來嗎？”學生習得“通路”的概念，對用新知識解釋現象非常有動力，會立刻將注意力集中在錯誤的連接方法上。第五個問題：“你能用一根導線，讓小燈泡亮起來嗎？”學生回答第一個問題時僅憑直覺或經驗，但現在是憑借自己通過探究獲得的新知識解決問題，不會胡亂猜測，而是認真思考一根導線如何形成通路。這五個問題層層遞進，調動了學生學習的主體性和積極性，并且教師有意識地滲透觀察、比較、分類等思維方法，不斷對學生發(fā)問“你知道嗎？”“你能解決嗎？”“你能解釋嗎”，有效發(fā)展了學生的思維能力。

三、表達交流聚焦科學論證

對學習影響最大的因素，是學習者關于自己將要涉及的知識領域的先有認知。學生很難改變自己的觀點，特別是低年段兒童。因此，教師需要為學生提供一個將新信息和先有概念進行對比的平臺，形成新的意義?？茖W論證以證據為基礎，說明自己的觀點優(yōu)于其他觀點，這是培養(yǎng)學生實證意識、發(fā)展批判性思維的有效途徑之一。

例如，教學蘇教版小學科學三年級《觀察》時，教師出示一個不能打開的盒子，請學生判斷盒子里有什么。學生晃一晃盒子，根據聽到的聲音，認為里面是石頭，于是教師引導學生說出依據。一個學生說：“因為晃盒子的時候聽到‘咚咚的聲音，說明盒子里的東西很重?！逼渌麑W生馬上反駁：“重的東西很多，不一定是石頭?！币粓鲛q論就開始了。

又如，教學蘇教版小學科學五年級《研究磁鐵》時，教師問：“關于條形磁鐵，你有哪些了解？”有學生說：“磁鐵可以吸鐵。”教師追問：“你這樣說的依據是什么？”學生說是聽別人說的。教師繼續(xù)追問：“別人說的信息可靠嗎？如何獲得更可靠的依據？”學生想到找塊鐵來試一試。

再如，教學蘇教版小學科學五年級《探測暗盒里的電路》時，教師準備了兩種不一樣的暗盒，學生匯報的時候發(fā)現結論不一樣。教師提問：“怎么證明自己的結論是正確的？”學生想到應將暗盒拿過來，測一遍給對方看，用實際的數據作為證據說服對方。在學生表達交流時，教師需引導學生說出自己為什么這么想，并且觀點要基于證據，實事求是。

四、低階認知聚集思維躍遷

低階認知不成結構，不可變通，學生的思維停留在這一階段，很難形成完整的知識體系。課堂教學中，教師幫助學生建立概念，是為了圍繞概念，使學生進一步形成認知結構，以便在不同的情境中，找到解決問題的方法。

例如，教學蘇教版小學科學五年級《探測暗盒里的秘密》時，暗盒就是一個非常重要的概念，學生不能僅認為暗盒就是這節(jié)課使用過的盒子。生活中很多像這樣打不開的盒子，都是暗盒。教師緊接著解釋暗盒：“當我們碰到這樣的盒子，我們有時無須打開它，只要借助外顯的一些現象就可以做出合理的解釋?！卑岛械母拍罱⑵饋硪院螅瑢W生在生活中碰到類似的情況時，就可以進行解暗盒思想的遷移，嘗試自己解決問題。

又如，教學蘇教版小學科學六年級《火山和地震》時，需要使用鐵架臺、土豆泥、番茄醬做成“火山”，利用酒精燈模擬火山噴發(fā)。同單元的《地球的內部》一課，使用橡皮泥模擬地球的結構;同單元的《地球的表面》一課，使用沙、石或橡皮泥制作地貌模型。

再如，教學蘇教版小學科學四年級《肌肉》時，需用硬紙板、鉚釘、繩子制作手臂活動模型。這都涉及模型的概念，學生能不能理解？為什么要建模？因為教師沒有辦法帶領學生觀察真正的火山噴發(fā)，或者地球內部結構，所以用建立模型的方法來形成抽象的認識。學生在制作模型時動手動腦，將觀察到的現象與收集到的資料進行對比，對自己的模型進行改進。模型不能完全模擬真實情況，只能通過技術手段，盡可能地接近事實。這樣，學生在生活中碰到需要建模解決的問題時，就能自行使用這一方法。

邁克爾·楊認為：“新世紀的教育不是教學而是學習?！睂W生高階思維的發(fā)展，影響解決問題能力的提高。小學科學課程應當適應未來社會的發(fā)展要求，教師在課堂教學中尋找促進學生思維發(fā)展的契機，教會學生學習和思考。這在國際教育教學改革的大背景下，必將成為改變學生未來人生的力量。

（特約編輯 木 清）