【摘 要】科學(xué)思維具有內(nèi)隱性特點(diǎn)。為了有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與核心素養(yǎng)，必須積極尋求促進(jìn)科學(xué)思維具象化的策略。本文詳細(xì)探討了如何通過(guò)設(shè)計(jì)富有內(nèi)涵的記錄方式和欄目，整理、分析和交流記錄內(nèi)容，同時(shí)，激發(fā)學(xué)生自我監(jiān)控的內(nèi)驅(qū)力，將科學(xué)思維內(nèi)化與外顯的過(guò)程具象化，引導(dǎo)學(xué)生深度應(yīng)用科學(xué)探究手段，從而切實(shí)提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究 科學(xué)思維 外顯 內(nèi)化

科學(xué)思維是從科學(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)知方式，是科學(xué)核心素養(yǎng)的核心[1]?？茖W(xué)思維的培養(yǎng)一直是科學(xué)課程的重要目標(biāo)，特別是在小學(xué)階段，學(xué)生正經(jīng)歷由直觀的具象思維向更為抽象的邏輯思維漸進(jìn)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，但具象思維仍占據(jù)主導(dǎo)地位?？茖W(xué)思維的形成與演進(jìn)過(guò)程往往具有內(nèi)隱性，這使得其不易被直接觀察和感知。因此，在科學(xué)教育實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的外顯與內(nèi)化顯得尤為關(guān)鍵?？茖W(xué)記錄作為輔助科學(xué)思維可視化的腳手架，可以使原本不易被察覺(jué)的思維過(guò)程、結(jié)構(gòu)、內(nèi)涵得以外顯，大幅提升了信息加工與傳遞的效率。教師在教學(xué)中應(yīng)充分利用科學(xué)記錄這一手段，引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中外顯思維方法、內(nèi)化思維品質(zhì)，從而達(dá)成科學(xué)教育的最終目標(biāo)。

一、以“記錄策略”為載體，留痕化支撐科學(xué)思維

科學(xué)記錄作為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)，承載著探究實(shí)踐中留下的觀察結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)dtMN6ZWhwrTpObrfdoTzifzJjvyxzOBXetpHg54b2tM=、思考痕跡等重要信息，能為后續(xù)開(kāi)展深度思維活動(dòng)提供有力支撐。教師要采取有針對(duì)性的記錄策略，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)記錄，以此提升科學(xué)思維外顯的深度和內(nèi)化的效度。

1. 針對(duì)不同年齡階段與最近發(fā)展區(qū)，精準(zhǔn)化探尋契合水平的科學(xué)方法

鑒于心理特征的多維度變化以及能力發(fā)展水平的層次性差異，不同年齡階段的學(xué)生在科學(xué)記錄能力發(fā)展上呈現(xiàn)顯著的個(gè)體差異。因此，如果采用單一、標(biāo)準(zhǔn)化的記錄方式，或者設(shè)定與學(xué)生實(shí)際能力水平不相適應(yīng)的記錄要求，往往無(wú)法達(dá)到預(yù)期的科學(xué)記錄效果，更有可能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性產(chǎn)生消極影響。因此，教師需要針對(duì)不同年齡階段的學(xué)生，基于其學(xué)習(xí)最近發(fā)展區(qū)，尋找最適合他們的科學(xué)記錄方法，從而清晰、直觀地展現(xiàn)思維過(guò)程。

對(duì)于低年級(jí)學(xué)生，他們?cè)谶\(yùn)用文字精準(zhǔn)表達(dá)、抽象思維方面面臨一定的挑戰(zhàn)。教師可以通過(guò)畫(huà)圖、寫(xiě)關(guān)鍵詞等直觀、生動(dòng)的記錄方式，幫助學(xué)生厘清思路，培養(yǎng)科學(xué)思維。這不僅能夠更好地反映學(xué)生的思考過(guò)程，而且能夠激發(fā)他們對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和熱情。

例如，在《科學(xué)》二年級(jí)下冊(cè)“磁鐵的兩極”教學(xué)中，探討“如何驗(yàn)證條形磁鐵各部分磁力大小”這一問(wèn)題時(shí)，教師通過(guò)試一試、做一做、辨一辨三個(gè)有層次的探索活動(dòng)，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)感性體驗(yàn)、自主探究、修正迭代的思維進(jìn)階過(guò)程。然而，在描述實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，學(xué)生遇到了語(yǔ)言表達(dá)不清晰、用文字記錄又耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題?；诖?，教師為學(xué)生提供可以畫(huà)圖記錄的實(shí)驗(yàn)單。這既是呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方法，收集開(kāi)放性、創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)證據(jù)的過(guò)程，又是梳理并建構(gòu)科學(xué)概念的過(guò)程，更是體現(xiàn)相互質(zhì)疑、思辨、思維外顯的過(guò)程。

對(duì)于高年級(jí)學(xué)生，經(jīng)過(guò)科學(xué)習(xí)慣的培養(yǎng)，他們已經(jīng)具備了用圖文結(jié)合方式記錄的能力。因此，在記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，可以綜合運(yùn)用多種記錄方式，更加清晰地展示理解的深度。這種記錄方式不僅有助于提高學(xué)生的表達(dá)能力，而且有助于培養(yǎng)他們的邏輯思維和科學(xué)素養(yǎng)。

2. 針對(duì)不同探究目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)，精細(xì)化設(shè)計(jì)深度探究的記錄內(nèi)容

鑒于探究對(duì)象與教學(xué)目標(biāo)的多樣性，所需記錄的內(nèi)容亦呈現(xiàn)出顯著的差異性。因此，在設(shè)計(jì)科學(xué)記錄單時(shí)，教師需要在準(zhǔn)確把握教學(xué)重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)置開(kāi)放、有序的欄目，并發(fā)揮記錄單在表述事實(shí)、固化證據(jù)、支撐探究活動(dòng)等方面的關(guān)鍵作用。這不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生有序地開(kāi)展探究活動(dòng)、客觀地進(jìn)行事實(shí)表述，還能夠激發(fā)他們的深入思考，實(shí)現(xiàn)思維的具象化呈現(xiàn)，凸顯教師在教學(xué)過(guò)程中的導(dǎo)向性功能。

例如，在《科學(xué)》一年級(jí)下冊(cè)“發(fā)現(xiàn)物體的特征”教學(xué)中，教師精心設(shè)計(jì)了教學(xué)方案，以培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和表達(dá)力。課堂上，學(xué)生充分調(diào)動(dòng)感官，對(duì)物體進(jìn)行細(xì)致入微的觀察，并準(zhǔn)確描述其特征。為此，小組合作中每個(gè)小組被賦予自主選擇兩個(gè)物體的任務(wù)。學(xué)生運(yùn)用了氣泡圖這一可視化工具，系統(tǒng)地記錄下物體的各類特征，確保信息的完整性和豐富性。

教師在教學(xué)實(shí)踐中積極采用氣泡圖這一兼具開(kāi)放性和拓展性的思維工具，有效激發(fā)了學(xué)生的思維發(fā)散能力。這一過(guò)程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生全面細(xì)致地觀察各個(gè)物體，從而發(fā)現(xiàn)更多的特征屬性。氣泡圖還能直觀地呈現(xiàn)學(xué)生對(duì)不同特征之間關(guān)聯(lián)性的思考，實(shí)現(xiàn)內(nèi)在思維的顯性化表達(dá)。

二、以“科學(xué)解釋”為準(zhǔn)繩，螺旋化轉(zhuǎn)換科學(xué)思維

科學(xué)解釋旨在深入揭示事物的本質(zhì)屬性。對(duì)于某一客觀事物的科學(xué)解釋，需要系統(tǒng)而全面地剖析其內(nèi)部特性與外部聯(lián)系，進(jìn)而在綜合分析的基礎(chǔ)上，完整而準(zhǔn)確地再現(xiàn)這一客觀事物?？茖W(xué)解釋的過(guò)程中，學(xué)生的思維經(jīng)歷理解信息、概括洞察、發(fā)現(xiàn)應(yīng)用三個(gè)縱向深入的思維層次，這是一種高階思維能力的體現(xiàn)，也是一種培養(yǎng)學(xué)習(xí)者高階思維能力的手段[2]。因此，教師在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)把握好思考的視角、判斷的尺度、思維的邏輯，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析與整理、展示與交流等方式，螺旋化將科學(xué)思維外顯并內(nèi)化為自身的素養(yǎng)，從而在科學(xué)解釋的過(guò)程中養(yǎng)成高質(zhì)量的思維范式和習(xí)慣。

1. 高階思維導(dǎo)向下“工具+鏈接式”的分析整理

在科學(xué)研究中，提取關(guān)鍵信息并對(duì)其進(jìn)行深入分析與整合是構(gòu)建科學(xué)解釋的關(guān)鍵步驟。這一過(guò)程依賴于從多樣化的數(shù)據(jù)源（如數(shù)據(jù)、表格、圖文記錄等）中精準(zhǔn)地萃取信息。通過(guò)系統(tǒng)地訓(xùn)練和提升這種深度分析的能力，學(xué)生可以更加科學(xué)、專業(yè)地處理復(fù)雜信息，從而為未來(lái)的科學(xué)研究和探索奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。小學(xué)生的抽象思維能力并不能高效處理復(fù)雜多樣的記錄結(jié)果，因此，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生利用表格、統(tǒng)計(jì)圖等輔助工具，有效地建立實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)與結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。

例如，在《科學(xué)》三年級(jí)上冊(cè)“水結(jié)冰了”教學(xué)中，學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)，知道水結(jié)冰溫度會(huì)降低。然而，他們對(duì)于水開(kāi)始結(jié)冰時(shí)的溫度和水結(jié)冰過(guò)程中體積的變化缺乏清晰的認(rèn)識(shí)。為了解決這一問(wèn)題，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲取了數(shù)據(jù)，并在教師的悉心指導(dǎo)下，利用數(shù)據(jù)成功繪制出直觀的統(tǒng)計(jì)圖。通過(guò)深入分析該圖，學(xué)生可以輕易得出水結(jié)冰過(guò)程中溫度變化的內(nèi)在規(guī)律，即水結(jié)冰過(guò)程中體積變大，溫度降低，且在開(kāi)始結(jié)冰、有冰到完全變成冰的過(guò)程中溫度是不變的。

統(tǒng)計(jì)圖作為一種可視化工具，能夠?qū)⒊橄髲?fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀具體的圖形表示，從而搭建起分析論證的“可視化框架”，使得科學(xué)思維過(guò)程得以清晰呈現(xiàn)。

在運(yùn)用比較、分析、歸納、演繹等思維工具的過(guò)程中，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)知識(shí)的深度加工、重組、鏈接，形成完整的知識(shí)體系，進(jìn)而內(nèi)化為個(gè)人的思維品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高階思維水平的顯著提升。

2. 深度學(xué)習(xí)體系下“互動(dòng)+沉浸式”的交流展示

在科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，科學(xué)記錄與展示交流是分不開(kāi)的。在基于高階思維的深度學(xué)習(xí)體系下，科學(xué)記錄與展示交流形成了一個(gè)緊密的互動(dòng)模式。它促使學(xué)生從科學(xué)記錄向著用語(yǔ)言解釋現(xiàn)象的方向前進(jìn)，在這個(gè)過(guò)程中，人人聚焦主題，發(fā)表意見(jiàn)，思維得以外顯，同時(shí)，人人通過(guò)聯(lián)想、分析、推理，相互啟發(fā)，思維能力也在思維碰撞和互補(bǔ)中得到培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)化。因此，教師應(yīng)積極構(gòu)建沉浸式的交流平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)記錄向著用語(yǔ)言解釋現(xiàn)象的方向前進(jìn)，在思維碰撞和互補(bǔ)中，既外顯思維結(jié)構(gòu)，又內(nèi)化思考過(guò)程[4]。

例如，在《科學(xué)》六年級(jí)上冊(cè)“電能和磁能”教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行研究后，依據(jù)科學(xué)記錄單交流匯報(bào)了研究成果。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，小組成員充分展示了自己的思考與觀點(diǎn)，其中，面對(duì)釘尖磁極方向的差異引發(fā)了激烈討論。教師提議各小組進(jìn)行思辨，以尋求共識(shí)。其中，一個(gè)小組提出了有趣的假設(shè)：各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同可能是由于電池連接方式的差異所導(dǎo)致。教師鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證并及時(shí)給予引導(dǎo)。經(jīng)過(guò)深入討論和論證，各小組最終找到了問(wèn)題的答案，從而深化了對(duì)電能與磁能關(guān)系的理解。

搭建展示交流平臺(tái)能夠促進(jìn)學(xué)生以獨(dú)特的思維方式展示并呈現(xiàn)證據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)證據(jù)的重復(fù)檢測(cè)與驗(yàn)證。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，各小組成員可充分展示各自獨(dú)特的發(fā)現(xiàn)，并在交流討論中相互質(zhì)疑、啟發(fā)，從而深入剖析問(wèn)題，并得出科學(xué)準(zhǔn)確的答案。這一過(guò)程有助于引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行總結(jié)、反思、應(yīng)用和遷移[5]。

三、以“自我監(jiān)控”為平臺(tái)，動(dòng)態(tài)化迭代科學(xué)思維

科學(xué)記錄參與探究實(shí)踐的全過(guò)程，作為工具載體，輔助學(xué)生進(jìn)行觀察、回顧、分析與總結(jié)，是學(xué)生思維發(fā)展的真實(shí)寫(xiě)照。在教學(xué)中，教師應(yīng)聚焦素養(yǎng)立意的核心目標(biāo)，充分發(fā)揮科學(xué)記錄的作用，將其作為形成性評(píng)估的重要依據(jù)。

1. 基于“素養(yǎng)立意”的評(píng)價(jià)體系貫穿探究過(guò)程中

“素養(yǎng)立意”的評(píng)價(jià)體系設(shè)定了明確的評(píng)價(jià)量規(guī)，有助于“學(xué)習(xí)目標(biāo)”具體化，幫助學(xué)生和教師理解“什么是高質(zhì)量的學(xué)習(xí)”[6]的內(nèi)涵，明確“學(xué)什么”“怎么學(xué)”“學(xué)得怎樣”的邏輯關(guān)系。在探究過(guò)程中融入“素養(yǎng)立意”評(píng)價(jià)體系，以評(píng)價(jià)驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)，有助于凸顯學(xué)生的主體地位，促進(jìn)學(xué)生反思與遷移能力的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)科學(xué)思維的深化。

例如，在《科學(xué)》六年級(jí)下冊(cè)“小小工程師”教學(xué)中，筆者將評(píng)價(jià)量規(guī)與科學(xué)記錄單有機(jī)結(jié)合，涵蓋了設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、展示、改進(jìn)等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生的批判思維、創(chuàng)新思維、溝通能力與協(xié)作能力，充分體現(xiàn)素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)理念。

在評(píng)價(jià)量規(guī)的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠即時(shí)進(jìn)行自我表現(xiàn)評(píng)價(jià)，如反思是否達(dá)到了目標(biāo)、哪些證據(jù)表明已經(jīng)達(dá)成目標(biāo)、遇到什么困難、困難是如何解決的等，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。特別是在“設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、展示、改進(jìn)”五方面的評(píng)價(jià)導(dǎo)向下，學(xué)生能夠有效調(diào)整學(xué)習(xí)方向，致力于提升設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性、分工的明確性、作品的優(yōu)質(zhì)性和展示的完整性。在此過(guò)程中，學(xué)生的思維過(guò)程和水平得到直觀展現(xiàn)，科學(xué)思維得到正向發(fā)展。

2. 凸顯“思維能力”的表現(xiàn)評(píng)價(jià)置身課堂小結(jié)中

課堂小結(jié)不僅是師生共同回顧和梳理新科學(xué)觀念的過(guò)程，而且是總結(jié)科學(xué)觀念、獲取方法的過(guò)程，更是促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)、提升學(xué)生能力的過(guò)程。通過(guò)課堂小結(jié)，學(xué)生能夠清晰地了解知識(shí)層次結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的回顧與迭代，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)提供導(dǎo)向。同時(shí)，教師也能從中發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)的得失，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。因此，教師應(yīng)在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)利用科學(xué)記錄單等輔助工具，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)的指導(dǎo)，引導(dǎo)其反思探究中提升思維能力的有效性，突出科學(xué)思維的過(guò)程，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

例如，在進(jìn)行《科學(xué)》四年級(jí)上冊(cè)“讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)”課堂小結(jié)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助科學(xué)記錄單回顧研究過(guò)程，從實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)驗(yàn)公平性等多個(gè)角度，對(duì)“拉力越大，小車(chē)運(yùn)動(dòng)越快；拉力越小，小車(chē)運(yùn)動(dòng)越慢”進(jìn)行反思，審視活動(dòng)中運(yùn)用的分析、綜合、比較、分類、概括、推理等思維方法是否有效。

自我總結(jié)成功之處和問(wèn)題所在，實(shí)際上是對(duì)思維方法的再度審視與提煉，這一過(guò)程本質(zhì)上構(gòu)成了再學(xué)習(xí)、再提升的閉環(huán)。尤其是對(duì)思維方法進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)，對(duì)于幫助學(xué)生積累寶貴經(jīng)驗(yàn)、鍛造更優(yōu)秀的思維品質(zhì)具有顯著效果。

總之，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力是科學(xué)教學(xué)中至關(guān)重要的核心目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師需要運(yùn)用精準(zhǔn)的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生全面深入地參與科學(xué)思維的萌發(fā)、深化和成熟的全過(guò)程。通過(guò)科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)，確保學(xué)生的高質(zhì)量科學(xué)思維得到有效展現(xiàn)，并在此過(guò)程中不斷強(qiáng)化其高水平的科學(xué)探究能力，從而全面有效地提升學(xué)生的整體思維能力和層次水平，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的迭代進(jìn)階。

參考文獻(xiàn)

[1] 李霞.新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)（小學(xué)科學(xué)）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：10.

[2] 張超.上課：用科學(xué)解釋促進(jìn)學(xué)習(xí)[M].北京：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社，2022：5.

[3] 楊曉，毛秀榮.高階思維的內(nèi)涵、生成與評(píng)價(jià)[J].教學(xué)與管理，2020（30）：22-25.

[4] 喻伯軍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）課例式解讀——科學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022：32.

[5] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：4.

[6] 王海軍.小學(xué)科學(xué)評(píng)價(jià)量規(guī)設(shè)計(jì)的誤區(qū)與對(duì)策[J].天津教育，2019（23）：62-63.

（作者單位：浙江省衢州市柯城區(qū)鹿鳴小學(xué)）

責(zé)任編輯：李莎