◇郭 佳（江蘇：南京師范大學(xué)附屬小學(xué)仙鶴門(mén)分校）

未來(lái)社會(huì)的人才需要具備運(yùn)用、分析和綜合信息的高階思維能力，在科學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下，科學(xué)課程育人的方向與此相契合。而科學(xué)思維作為科學(xué)課程的核心素養(yǎng)之一，是從科學(xué)的視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新性思維等。科學(xué)課堂上，學(xué)生經(jīng)歷的對(duì)比、歸納、解釋等過(guò)程，是學(xué)生的思維活動(dòng)，也是認(rèn)知活動(dòng)，而以這些過(guò)程為對(duì)象進(jìn)行的分析、交流討論、互相點(diǎn)評(píng)則屬于元認(rèn)知活動(dòng)的范疇。從元認(rèn)知的角度來(lái)說(shuō)，學(xué)生要對(duì)自己的學(xué)習(xí)材料進(jìn)行加工和理解，只有在真實(shí)研究中形成的科學(xué)思維方法和習(xí)慣，在元認(rèn)知層面上理解和運(yùn)用科學(xué)思維能力，才能將科學(xué)實(shí)踐能力和科學(xué)觀念相結(jié)合，用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)核心素養(yǎng)的落地。

一、具身：?jiǎn)拘颜J(rèn)知，促科學(xué)思維啟航

20 世紀(jì)末形成的具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)學(xué)生在參與課堂活動(dòng)時(shí)的具身體驗(yàn)，是一種以身體為主體，進(jìn)行主動(dòng)、深入、沉浸式參與的體驗(yàn)，在其中發(fā)生的認(rèn)知行為，不僅有身體上的，也有思維上的，符合學(xué)生身心發(fā)展的規(guī)律。不同的具身體驗(yàn)活動(dòng)會(huì)形成不同的認(rèn)知結(jié)果。貼合學(xué)生思維發(fā)展的具身活動(dòng)會(huì)讓學(xué)生自然地投入其中，有一種“被激活”的興奮感，幫助學(xué)生打開(kāi)新的視角，產(chǎn)生持續(xù)探究的源源動(dòng)力。在小學(xué)科學(xué)課堂上，每節(jié)課的研究主題都不一樣，學(xué)生在進(jìn)教室時(shí)的“第一印象”會(huì)和上課狀態(tài)有什么關(guān)系嗎？教師常常在見(jiàn)到學(xué)生的第一時(shí)間，會(huì)被問(wèn)道：“老師，今天我們做什么實(shí)驗(yàn)？”“老師，今天我們研究什么呀？”這些現(xiàn)象都反映著他們對(duì)未知的內(nèi)容充滿(mǎn)了好奇，期待親身經(jīng)歷真實(shí)體驗(yàn)的過(guò)程。教師不妨將課堂內(nèi)容提前到進(jìn)教室時(shí)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生未入課堂，已身臨其境，也許會(huì)成為促進(jìn)學(xué)生更早卷入課堂的“催化劑”，讓學(xué)生帶著思考走進(jìn)課堂，促進(jìn)學(xué)生的感知，深入具身體驗(yàn)。

例如，在《羽毛》研究課中，學(xué)生對(duì)鳥(niǎo)本就不太熟悉。筆者在任教的6 個(gè)班級(jí)進(jìn)行了前期調(diào)查，發(fā)現(xiàn)除了個(gè)別家里養(yǎng)過(guò)鳥(niǎo)的學(xué)生，其他人對(duì)羽毛、鳥(niǎo)類(lèi)都比較陌生，而且還有很多想要了解的問(wèn)題，如鳥(niǎo)為什么會(huì)飛、所有鳥(niǎo)都有羽毛嗎、為什么有的鳥(niǎo)有羽毛還不會(huì)飛等等。怎樣把離學(xué)生這么遠(yuǎn)的鳥(niǎo)類(lèi)世界拉近距離，讓學(xué)生能夠具身于其中，產(chǎn)生想要探究問(wèn)題的愿望，去持續(xù)研究，是一個(gè)值得深思的問(wèn)題?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出，要從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，選擇合適的情境素材，運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、制作等活動(dòng)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提出有價(jià)值的問(wèn)題，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)探究動(dòng)機(jī)。首先學(xué)生要具身于其中，有深刻的感知，他們的研究才會(huì)從無(wú)意識(shí)向有意識(shí)發(fā)展，自發(fā)地提出問(wèn)題，才能真正像科學(xué)家那樣經(jīng)歷研究的過(guò)程。

在課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師精心選擇了不同鳥(niǎo)類(lèi)在大自然中活動(dòng)的視頻資料，配以原始鳥(niǎo)鳴的聲音，在學(xué)生進(jìn)教室時(shí)通過(guò)超大屏幕滾動(dòng)播放，讓平時(shí)不容易觀察到的鳥(niǎo)兒走近他們的身邊，喚起他們對(duì)鳥(niǎo)兒天然的喜愛(ài)，激發(fā)學(xué)生調(diào)取已有經(jīng)驗(yàn)和原有認(rèn)知，產(chǎn)生進(jìn)一步探索的熱情。

學(xué)生走進(jìn)教室以后，仔細(xì)觀察他們的行為，與平時(shí)大大咧咧走進(jìn)來(lái)不太一樣，步伐緩慢、安安靜靜，他們?cè)谛蕾p，也在思索。他們?cè)诰呱砀惺苤?，慢慢喚醒自己的前?jīng)驗(yàn)，認(rèn)知從這里開(kāi)始。

在此基礎(chǔ)上，教師詢(xún)問(wèn)，“你們有什么想要提出的問(wèn)題嗎？”這時(shí)候?qū)W生就有話(huà)可說(shuō)，“我想知道鳥(niǎo)為什么會(huì)飛呢？”“我還想知道是不是所有的鳥(niǎo)都有羽毛？”“鳥(niǎo)換羽毛的時(shí)候怎么飛呢？”等等。教師對(duì)學(xué)生的提問(wèn)表示肯定，并將話(huà)題聚焦到羽毛和鳥(niǎo)類(lèi)的飛行上來(lái)，本節(jié)課的主要問(wèn)題“羽毛到底有什么神奇的結(jié)構(gòu)，為什么支持鳥(niǎo)類(lèi)自由自在地飛翔呢？”就從具身體驗(yàn)交流中水到渠成。

二、對(duì)話(huà)：整合認(rèn)知，促科學(xué)思維交織

南京市特級(jí)教師馮毅提出“對(duì)話(huà)性解釋”的教學(xué)模式，即用對(duì)話(huà)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)事物或現(xiàn)象做出自己的解釋?zhuān)瑤椭鷮W(xué)生在證據(jù)和理論之間建立協(xié)調(diào)，其實(shí)也就是讓學(xué)生利用證據(jù)來(lái)解釋自己的觀點(diǎn)，說(shuō)說(shuō)自己為什么這樣想，能夠進(jìn)行有理有據(jù)的對(duì)話(huà)?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》也強(qiáng)調(diào)，要基于證據(jù)與邏輯，運(yùn)用分析與綜合、比較與分類(lèi)、歸納與演繹等思維方法，建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)系并提出合理見(jiàn)解。學(xué)生只有在研究真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中，充分使用這些思維方法進(jìn)行對(duì)話(huà)，明確地表達(dá)出自己的觀點(diǎn)，繼而與他人進(jìn)行有效的對(duì)話(huà)交流，才能夠在不斷的練習(xí)中，將科學(xué)思維方法內(nèi)化成自己思維的一部分，切實(shí)提高科學(xué)思維能力。

教師應(yīng)使用讓學(xué)生思維顯性化的工具，看準(zhǔn)時(shí)機(jī)，幫助學(xué)生先將想法外顯，表達(dá)出來(lái)，再組織學(xué)生進(jìn)行有效對(duì)話(huà)，在對(duì)話(huà)交流中對(duì)自己的認(rèn)知進(jìn)行整合，形成再認(rèn)知的過(guò)程，對(duì)自己的觀點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充或者修正。在課堂上每個(gè)人都有自己的想法，但是有的人喜歡說(shuō)出來(lái)，有的人不喜歡說(shuō)出來(lái)，這就需要教師運(yùn)用一定的策略，讓每個(gè)學(xué)生都能夠有所思考，才能引發(fā)認(rèn)知沖突，讓他們將自己的觀點(diǎn)與他人的觀點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，暴露出自己在學(xué)習(xí)時(shí)的局限，形成新的認(rèn)知。并且，在對(duì)話(huà)中的補(bǔ)充和質(zhì)疑，其實(shí)隱藏著學(xué)生對(duì)他人有依據(jù)的評(píng)價(jià)，學(xué)生在對(duì)話(huà)交流中也能獲得對(duì)自己認(rèn)知的重新認(rèn)識(shí)，對(duì)比自己和他人觀點(diǎn)的差異，明白自己認(rèn)知的優(yōu)劣勢(shì)，從而在學(xué)習(xí)活動(dòng)中有針對(duì)性地關(guān)注，更高效地修正觀點(diǎn)。

例如，在學(xué)生交流關(guān)于“羽毛是如何支持鳥(niǎo)類(lèi)飛行的”這一觀點(diǎn)的環(huán)節(jié)中，教師使用了“獨(dú)立思考—同伴對(duì)話(huà)—全班分享”策略，首先給學(xué)生充分獨(dú)立思考的時(shí)間，指導(dǎo)學(xué)生用圖文結(jié)合的方式將自己的想法記錄下來(lái)，并示范使用拉線批注的方式標(biāo)明羽毛的主要特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生在小組內(nèi)充分交流，把共同的想法和不同意見(jiàn)用圖文結(jié)合的方式，記錄在小組屏幕上。在組內(nèi)學(xué)生之間的對(duì)話(huà)中，他們將初步的認(rèn)知進(jìn)行了第一次整合。利用信息技術(shù)的支持，教師將所有小組的觀點(diǎn)呈現(xiàn)到屏幕上，將他們的初步整合的認(rèn)知也外顯出來(lái)，這是第二次整合，留下了小組一致認(rèn)可的觀點(diǎn)和有疑問(wèn)的地方。最后，利用多屏互動(dòng)的技術(shù)，將全班所有小組的觀點(diǎn)全部呈現(xiàn)到大屏幕上，所有人都能看到全班的觀點(diǎn)，大家進(jìn)行對(duì)比、歸納，或是質(zhì)疑，總結(jié)出大家一致認(rèn)可的觀點(diǎn)的共同點(diǎn)，以及有價(jià)值的疑問(wèn)，這是第三次整合。

通過(guò)三次對(duì)自己、小組、全班的觀點(diǎn)的整合，每個(gè)學(xué)生的腦海里已經(jīng)不再是只言片語(yǔ)，而是在與他人的深度對(duì)話(huà)中，引發(fā)了自身的思考，將具身感受進(jìn)行了深入，通過(guò)圖文結(jié)合的自主記錄、小組交流屏幕、大屏對(duì)比展示三個(gè)不同層次的媒介表達(dá)自己觀點(diǎn)的過(guò)程，對(duì)自己的認(rèn)知進(jìn)行了解釋和再加工，形成了一個(gè)對(duì)羽毛結(jié)構(gòu)的相對(duì)完整的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，也是后面進(jìn)行羽毛結(jié)構(gòu)模型建立的基礎(chǔ)。

三、建模：強(qiáng)化認(rèn)知，促科學(xué)思維升華

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2022 年版解讀》一書(shū)提出：科學(xué)教育領(lǐng)域越來(lái)越關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)元認(rèn)知思維能力的掌握及學(xué)生能夠用語(yǔ)言描述他的思維過(guò)程對(duì)其進(jìn)行概括，并描述他何時(shí)、為何以及如何使用這些思維過(guò)程使學(xué)生可以學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)。在小學(xué)科學(xué)課堂上，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生對(duì)自己學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控，設(shè)計(jì)有效環(huán)節(jié)，利用過(guò)程性評(píng)價(jià)來(lái)促進(jìn)學(xué)生持續(xù)、高效地投入探究。建立模型，是學(xué)生開(kāi)展科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式?？茖W(xué)來(lái)源于生活，又將應(yīng)用于生活，所有的科學(xué)問(wèn)題都可以從現(xiàn)實(shí)生活中找到原型，所有科學(xué)問(wèn)題的研究又都是為了解釋對(duì)大自然的好奇或解決現(xiàn)實(shí)生活的問(wèn)題。這就要求科學(xué)教師根據(jù)教學(xué)的環(huán)境、內(nèi)容與對(duì)象的實(shí)際情況，結(jié)合教材，通過(guò)創(chuàng)設(shè)具體的、有效的與生活息息相關(guān)的盡量真實(shí)的教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生的思考，為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)建模的思想提供方法的指導(dǎo)。

例如，在《羽毛》一課中，在學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究之后，他們不再是一張白紙，而是已經(jīng)建構(gòu)了自己對(duì)羽毛的認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)豐富的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行研究，學(xué)生建立起了有依據(jù)的模型。全班交流的過(guò)程，其實(shí)就是他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料建立的“羽毛的結(jié)構(gòu)與功能”模型的一個(gè)修補(bǔ)和修正。此時(shí)，學(xué)生能夠自己使用實(shí)驗(yàn)搜集到的證據(jù)呈現(xiàn)到大屏幕上，左邊展示記錄單，右邊切換平板拍到的照片信息，用來(lái)解釋他們的假設(shè)，小組成員互相合作能夠?qū)⒂^點(diǎn)概括出來(lái)，進(jìn)行全班交流。例如，學(xué)生借助平板拍攝的顯微鏡下的正羽照片，發(fā)現(xiàn)羽片排列非常緊密，很整齊，推測(cè)羽毛可能是幫助鳥(niǎo)飛行時(shí)拍動(dòng)翅膀、扇風(fēng)。在生生對(duì)話(huà)中，學(xué)生又對(duì)自己的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了一些修補(bǔ)，如羽軸里面其實(shí)并不真的是空心，那里面那一點(diǎn)點(diǎn)地留下的痕跡，可能是什么呢？學(xué)生這么仔細(xì)地發(fā)現(xiàn)，其實(shí)也促進(jìn)了他們之后去繼續(xù)研究；再如絨羽主要功能是保暖，有學(xué)生質(zhì)疑研究的是羽毛對(duì)飛行的特征，不需要介紹絨羽的保暖效果，可是在飛行中當(dāng)然也需要保暖，這一點(diǎn)不是每一個(gè)人都發(fā)現(xiàn)的，他們就在這樣的互相的補(bǔ)充和質(zhì)疑中，將羽毛的所有的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系理清楚，這個(gè)模型就能夠建立得更加完整、清晰。最后，教師肯定了學(xué)生的觀察與交流過(guò)程，不僅為剛才的假設(shè)搜集了很多證據(jù)，來(lái)解釋羽毛能夠支持飛行的原因，還從研究中發(fā)現(xiàn)了新問(wèn)題，課后可以繼續(xù)按照像今天這樣“確定問(wèn)題—提出假設(shè)—搜集證據(jù)-解釋觀點(diǎn)”的方法來(lái)繼續(xù)研究感興趣的問(wèn)題。

在討論中，學(xué)生獲得的模型建構(gòu)的過(guò)程，其實(shí)就是他們對(duì)元認(rèn)知的能力的一個(gè)強(qiáng)化。經(jīng)歷了這樣一個(gè)過(guò)程，通過(guò)思維外顯的策略，他們能夠很清楚地知道，自己本來(lái)是怎么想的，在小組碰撞之后又是怎么想的，在全班的交流之后，自己又有了什么樣的新的發(fā)現(xiàn)，真正經(jīng)歷一個(gè)學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)的過(guò)程，讓學(xué)生學(xué)會(huì)的不只是知識(shí)，更有帶得走的方法和能力。

本節(jié)課試教的3～4 年級(jí)的學(xué)生正處于從具象思維到抽象思維發(fā)展的一個(gè)重要階段，很多學(xué)生都有自己的想法，教師適時(shí)提供思考的時(shí)間和工具，可以幫助學(xué)生從“有想法”開(kāi)始產(chǎn)生認(rèn)知，融入課堂。進(jìn)而精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，將元認(rèn)知活動(dòng)融入小學(xué)科學(xué)課堂，可以幫助學(xué)生在經(jīng)歷像科學(xué)家那樣去研究的過(guò)程中，自己對(duì)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行監(jiān)控、對(duì)比觀點(diǎn)，不斷地修正、更新自己的認(rèn)知，審視自己的行為，及時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)、反思，實(shí)現(xiàn)思維與自我監(jiān)控能力的雙發(fā)展，提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)水平。