〔摘 要〕 近年來(lái)，小學(xué)科學(xué)課程不僅關(guān)注學(xué)生科學(xué)概念及科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建、科學(xué)探究能力的訓(xùn)練，也越來(lái)越關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)和發(fā)展?！翱茖W(xué)思維”在四大核心素養(yǎng)中起著統(tǒng)領(lǐng)貫穿的作用。良好的“理性精神”是學(xué)生終身受益的科學(xué)品質(zhì)，是學(xué)生終身發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的最基礎(chǔ)的素養(yǎng)之一?！敖獍迪洹闭n要引導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的主動(dòng)性，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的理性精神和科學(xué)思維具有極高價(jià)值。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；“解暗箱”；思維型課堂；構(gòu)建

〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 23 016-018

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》堅(jiān)持素養(yǎng)導(dǎo)向，將“科學(xué)思維”與“科學(xué)觀念”“探究實(shí)踐”“態(tài)度責(zé)任”并列為學(xué)生四大核心素養(yǎng)，而“科學(xué)思維”在四大核心素養(yǎng)中起著統(tǒng)領(lǐng)貫穿作用，是核心中的核心?！袄硇跃瘛笔菢?gòu)建思維型課堂重要的理論和支撐，良好的“理性精神”是學(xué)生終身受益的科學(xué)品質(zhì)，更是學(xué)生終身發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的最基礎(chǔ)的素養(yǎng)之一。“解暗箱”課是小學(xué)科學(xué)課中比較普遍的一種課型。小學(xué)科學(xué)教材中有些課文內(nèi)容是不能直接感知的，但根據(jù)外界表現(xiàn)出來(lái)的情況，可以間接推斷出來(lái)。這一類內(nèi)容在教材中常以“解暗箱”的形式出現(xiàn)，此類課型對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的理性精神和科學(xué)思維具有很高價(jià)值。引導(dǎo)學(xué)生追求真理、實(shí)事求是，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的主動(dòng)性，是解開(kāi)暗箱的鑰匙。其操作程序如下：引出暗箱—猜想開(kāi)暗箱—糾正暗箱—升華暗箱。

一、聚焦問(wèn)題，引出暗箱，激活學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)學(xué)習(xí)源于問(wèn)題，沒(méi)有問(wèn)題就不會(huì)引發(fā)學(xué)生的思考。提出問(wèn)題對(duì)科研工作或科學(xué)探究來(lái)說(shuō)意義重大。根據(jù)1～4年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，教師要為他們創(chuàng)設(shè)有趣的符合他們心理的教學(xué)情境，從核心概念出發(fā)，創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境，激發(fā)他們的認(rèn)知沖突，調(diào)動(dòng)他們的積極性，使其產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。

本節(jié)課教師請(qǐng)每位學(xué)生品嘗一塊餅干，通過(guò)細(xì)細(xì)咀嚼餅干，讓他們發(fā)現(xiàn)身體有什么感覺(jué)；把手放在脖子前方，又發(fā)現(xiàn)身體有什么感覺(jué)；最后發(fā)現(xiàn)餅干有什么變化，餅干可能經(jīng)過(guò)了身體的哪些器官……學(xué)生通過(guò)品嘗餅干，思考一系列問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)口腔里牙齒會(huì)咀嚼餅干，唾液會(huì)濕潤(rùn)餅干，舌頭會(huì)攪拌餅干，餅干在口腔的作用下，變小變濕變軟，通過(guò)吞咽把餅干繼續(xù)向下推送，最終聚焦本課探究問(wèn)題：食物在人體內(nèi)經(jīng)歷了怎樣的旅行？通過(guò)品嘗小餅干活動(dòng)，人人參與，人人體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激活了學(xué)生的科學(xué)思維。

二、尋找證據(jù)，猜想暗箱，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，是根據(jù)已知事實(shí)對(duì)所研究的問(wèn)題做出的一種猜測(cè)性陳述，是對(duì)問(wèn)題做出的假定性解釋。猜想不是瞎想，面對(duì)未知現(xiàn)象，教師要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析推理，把已知的某些現(xiàn)象和觀點(diǎn)與未知現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，有理有據(jù)，有邏輯地說(shuō)明問(wèn)題。筆者嘗試讓學(xué)生尋找證據(jù)，推測(cè)暗箱中的結(jié)構(gòu)及順序，在分析、比較的基礎(chǔ)上，初步形成食VnElEZWaXWcP1e77mpaGtA==物旅行圖。

（一）結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，觀察尋找外部現(xiàn)象，推測(cè)消化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

教師出示各種生活中的現(xiàn)象：細(xì)細(xì)咀嚼米飯，你能嘗到甜味；邊吃東西邊說(shuō)笑容易嗆著；雜技運(yùn)動(dòng)員倒立也能吃東西；不吃早飯上學(xué)肚子餓得咕咕叫。引導(dǎo)學(xué)生觀察尋找消化系統(tǒng)外部現(xiàn)象，盡可能多地發(fā)現(xiàn)不同的現(xiàn)象。學(xué)生可能會(huì)說(shuō)：吃太多會(huì)打嗝，會(huì)肚子脹；天冷吃冰的東西會(huì)肚子疼；生病有時(shí)會(huì)上吐下瀉；嘔吐物是帶著難聞氣味的食糜狀物體；食物中的營(yíng)養(yǎng)會(huì)被吸收，讓我們個(gè)子長(zhǎng)高；營(yíng)養(yǎng)美味的食物最后都會(huì)變成臭臭的糞便；不吃蔬菜可能會(huì)便秘；等。他們通過(guò)這些現(xiàn)象推測(cè)人體內(nèi)部與消化有關(guān)的器官及順序。

科學(xué)來(lái)源于生活，科學(xué)概念的形成要經(jīng)過(guò)感知活動(dòng)、思維加工、理解運(yùn)用、形成結(jié)構(gòu)四個(gè)階段?？茖W(xué)概念的形成過(guò)程是以感覺(jué)、知覺(jué)、表象為基礎(chǔ)，生活經(jīng)驗(yàn)是獲得感性認(rèn)知的主要途徑之一，學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，頭腦中已經(jīng)存在一些來(lái)自生活經(jīng)驗(yàn)的前概念。有些前概念是正確的，有些前概念卻是錯(cuò)誤的，科學(xué)教學(xué)就是要將學(xué)生的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。教師先給出幾個(gè)生活中有關(guān)食物消化的現(xiàn)象做范例，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，開(kāi)動(dòng)腦筋，盡可能多地尋找生活中與食物消化有關(guān)的證據(jù)。這些現(xiàn)象就發(fā)生在我們的身體里，學(xué)生非常熟悉，但平時(shí)很少會(huì)去思考，通過(guò)教師啟發(fā)，讓學(xué)生尊重事實(shí)，尋找外部現(xiàn)象，充分發(fā)掘?qū)W生的前概念，從而猜測(cè)消化系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

（二）根據(jù)尋找的證據(jù)，在人體輪廓圖上畫出食物在人體內(nèi)的“旅行線路圖”

教師提問(wèn)：我們吃的食物到哪兒去了？你能根據(jù)你所找的證據(jù)，畫出食物旅行圖嗎？學(xué)生在人體輪廓圖上，畫出食物在人體內(nèi)的“旅行線路圖”。繪畫要求：畫出器官大致的形狀；注意器官的順序與連接；標(biāo)明器官名稱。

科學(xué)抽象思維是科學(xué)思維的一種重要形式。科學(xué)抽象思維的過(guò)程，可以歸納為感性的思維—思維的具象。由感性具體向思維抽象轉(zhuǎn)變，是第一階段的科學(xué)抽象思維。思維從豐富的感性認(rèn)識(shí)中抽象出一般規(guī)律，運(yùn)用分析法、對(duì)比法、抽象法、概括法和綜合法，形成對(duì)科學(xué)事物的普遍的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。如果沒(méi)有科學(xué)思維參與，感性認(rèn)識(shí)幾乎是無(wú)法形成的，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)事物和有關(guān)資料、數(shù)據(jù)的外部特征形成總體表象，即感性具體。從感性具體到思維抽象的邏輯進(jìn)程就是從感性上升到理性的抽象過(guò)程，是形成科學(xué)概念、建立科學(xué)規(guī)律、形成科學(xué)理論的過(guò)程。通過(guò)尋找到的外部證據(jù)，推測(cè)食物旅行的內(nèi)部路線，并畫出來(lái)，即由感性向理性的螺旋式上升過(guò)程。也就是思維抽象的第一階段——從感性具體到思維抽象的過(guò)程。

三、尊重事實(shí)，糾正暗箱，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)思維沒(méi)有固定的模式，但要遵循提出問(wèn)題、搜尋事實(shí)、捕獲信息、立論解釋的程序。對(duì)某一科學(xué)問(wèn)題，在積累了豐富的思維材料之后，要做理性分析，并獲取信息，誘發(fā)靈感。這需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、敏銳的判斷力、深刻的洞察力、豐富的想象力等。除此之外，還需要各種各樣的啟示，如大自然的啟示、科學(xué)家的啟示、其他學(xué)科的啟示等。

本節(jié)課中尋找方法驗(yàn)證誰(shuí)的“旅行線路圖”正確，就是獲取信息的過(guò)程。教師提問(wèn)：如何判斷誰(shuí)畫的“旅行線路圖”正確？師生共同探討方法：可以從外部現(xiàn)象推斷；可以上網(wǎng)查資料；可以解剖；可以照X光片；還可以……教師出示人體消化系統(tǒng)圖，學(xué)生每人一份學(xué)習(xí)資料，對(duì)照各個(gè)消化器官圖讓學(xué)生介紹。基于科學(xué)家研究的事實(shí)證據(jù)，修改食物旅行圖，小組討論嘗試說(shuō)出各個(gè)消化器官的作用，并說(shuō)出依據(jù)。此時(shí)，教師補(bǔ)充，消化系統(tǒng)不僅有消化道幫助消化，還有消化腺分泌消化液幫助消化，如肝臟可以分泌膽汁，膽囊可以儲(chǔ)存膽汁，膽汁會(huì)進(jìn)入小腸幫助消化，師生共同總結(jié)消化器官的作用。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要有尊重事實(shí)、講求證據(jù)的實(shí)證意識(shí)，才能培養(yǎng)學(xué)生的理性精神。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，提倡尊重證據(jù)，以科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度來(lái)培養(yǎng)學(xué)生；運(yùn)用理性思維來(lái)展開(kāi)觀察、比較、分析、綜合，促使學(xué)生深刻理解科學(xué)概念。

四、建立模型，升華暗箱，深化學(xué)生科學(xué)思維

建立模型是我們用來(lái)解釋自己的思想和發(fā)現(xiàn)的方法。模型方便我們解釋那些難以直接觀察到的事物、事物的變化以及事物間的聯(lián)系。

本課在學(xué)生已學(xué)會(huì)消化系統(tǒng)的組成及消化器官的作用的基礎(chǔ)上繼續(xù)深化教學(xué)，借助模型讓學(xué)生更進(jìn)一步理解消化系統(tǒng)。一方面，通過(guò)建立模型讓學(xué)生更深入體會(huì)模型對(duì)認(rèn)識(shí)消化系統(tǒng)的重要性；另一方面，通過(guò)尋找生活中的常見(jiàn)材料模擬消化器官，切實(shí)掌握模型的制作方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散性思維能力，領(lǐng)悟模型中表達(dá)的科學(xué)道理，并通過(guò)動(dòng)手制作模型感受將繁雜內(nèi)涵精簡(jiǎn)為淺顯外相時(shí)的成就與快樂(lè)。

模型建構(gòu)并不是簡(jiǎn)單的動(dòng)手制作，而是一種重要的科學(xué)方法，也是科學(xué)思維的典型表現(xiàn)之一?？茖W(xué)模型的建立過(guò)程是一個(gè)抽象思維和形象思維結(jié)合的過(guò)程，而建立科學(xué)模型的本身又是抽象性和形象性的統(tǒng)一體。經(jīng)過(guò)比較、分析、綜合、抽象、概括、推理等一系列嚴(yán)格的邏輯論證，我們從而建立起相應(yīng)的科學(xué)模型，具有科學(xué)性，體現(xiàn)了指向理性精神的思維型課堂。

五、有效監(jiān)控，反思評(píng)價(jià)，量化科學(xué)思維

在科學(xué)課堂教學(xué)中，科學(xué)思維的參與是思維發(fā)展的關(guān)鍵。教師應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維發(fā)展特點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)中不同任務(wù)，采取一系列方法和策略使學(xué)生思維真正參與。以《食物的旅行》一課為例，筆者從教、學(xué)、評(píng)三方面設(shè)計(jì)了科學(xué)思維培養(yǎng)的有效監(jiān)控方案。

【環(huán)節(jié)一】聚焦問(wèn)題，引出暗箱

教師行為：請(qǐng)學(xué)生品嘗餅干，思考餅干可能經(jīng)過(guò)了身體的哪些器官？

教學(xué)方法：情境教學(xué)，問(wèn)題啟發(fā)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)。

學(xué)生行為：通過(guò)咀嚼餅干，思考并發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象。

思維方法：分析。

評(píng)價(jià)行為：聚焦食物在人體內(nèi)經(jīng)歷了怎樣的旅行。

評(píng)價(jià)方法：引導(dǎo)，激疑。

【環(huán)節(jié)二】尋找證據(jù)，猜想暗箱

教師行為：出示生活中相關(guān)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生說(shuō)出更多類似現(xiàn)象。

提問(wèn)：我們吃的食物到哪兒去了？你能畫出食物旅行圖嗎？

教學(xué)方法：任務(wù)驅(qū)動(dòng)，問(wèn)題啟發(fā)，引導(dǎo)合作學(xué)習(xí)。

學(xué)生行為：盡可能多地尋找生活中與食物消化有關(guān)的證據(jù)。根據(jù)尋找的證據(jù)，在人體輪廓圖上畫出食物的旅行線路圖。

思維方法：分析，綜合，聯(lián)想，抽象，推理，發(fā)散思維。

評(píng)價(jià)行為：展示各小組的食物旅行線路圖，派代表說(shuō)明為什么這樣畫。

評(píng)價(jià)方法：引導(dǎo)，梳理。

【環(huán)節(jié)三】尊重事實(shí)，糾正暗箱。

教師行為：提問(wèn)如何判斷食物旅行圖是否準(zhǔn)確？

教學(xué)方法：?jiǎn)栴}啟發(fā)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)。

學(xué)生行為：尋找各種方法判斷，閱讀資料，糾正并完善食物旅行圖。

思維方法：分析，綜合，比較，重組思維。

評(píng)價(jià)行為：學(xué)生上臺(tái)拼制消化系統(tǒng)圖，并標(biāo)注各個(gè)器官名稱。

評(píng)價(jià)方法：引導(dǎo)，梳理，總結(jié)。

環(huán)節(jié)四：升華暗箱，建立模型。

教師行為：提問(wèn)學(xué)生能用常見(jiàn)的材料建構(gòu)一個(gè)消化系統(tǒng)的模型嗎？

教學(xué)方法：?jiǎn)栴}啟發(fā)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造性實(shí)踐。

學(xué)生行為：思考如何建構(gòu)消化系統(tǒng)模型。

思維方法：比較，分析，綜合，抽象，概括，推理/發(fā)散思維。

評(píng)價(jià)行為：師生共同完成消化系統(tǒng)模型。

評(píng)價(jià)方法：激勵(lì)，總結(jié)。

六、結(jié)語(yǔ)

小學(xué)科學(xué)“解暗箱”課要求教師在準(zhǔn)確把握學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容的前提下，一切從實(shí)際出發(fā)，從外部表征到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從感性的認(rèn)知到理性的抽象，每一個(gè)環(huán)節(jié)都力求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，逐步形成螺旋式上升的科學(xué)思維結(jié)構(gòu)，為培育學(xué)生的理性精神奠定基礎(chǔ)。

【本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度重點(diǎn)課題“指向理性精神的小學(xué)科學(xué)思維型課堂構(gòu)建的實(shí)踐研究”階段性研究成果，課題編號(hào)：B/2022/03/30】

參考文獻(xiàn)

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