2018年基础教育国家级教学成果奖获奖成果精选① 从育人角度回答为何学?学什么?怎样学?何谓学会?

【摘要】活动有余而思维不足，尤其是高阶思维缺失，是科学课程改革存在的突出问题，制约着科学的学科育人。指向思维发展的科学探究教学模型，旨在让“每一个学生都发展积极科学的思维方式”，为落实学科育人价值提供一种可能的路径。

【关键词】学科育人;科学探究;思维发展

【作者简介】蒋永贵，杭州师范大学经亨颐学院副院长、教授，教育学博士（浙江杭州310000）

哪些因素制约、弱化了科学学科育人价值的发挥

在初中阶段开设合科科学课程是我国课程改革的一大亮点。课程标准明确指出：科学探究是科学的本质特征，具有重要的教育价值。体现科学探究的精神，是科学教育面向未来的必然要求。就此，无论专家、学者还是一线教师，从观念上都很认同，行动上也都积极开展科学探究教学，但在具体操作中存在诸多问题。

一是把“探究的六要素”视作“线性探究模式”，致使探究形式化。鉴于课程标准给出了科学探究六要素，因此较多教师误认为科学探究教学就是严格按照六要素进行线性呈现，即必须按一定的程式来进行，由此带来较多的形式探究，影响探究教学的质量。

二是把“学生科学探究”视同“科学家搞研究”，致使探究偏离正确方向。有些教师在开展科学探究教学时，模糊了学生科学探究与科学家搞研究之间的界限与区别，甚至认为科学探究就是像科学家一样做实验、搞研究，过于倡导单纯的科学实验，刻意追求正确性和技术效率，偏离了学生科学探究的应有之义。

三是把“追求探究结果”重于“关注探究过程”，致使探究片面化。如果站在培养人的高度看，获取知识的过程甚至比知识本身更有意义。但实际教学中，由于受“考试指挥棒”的影响，很多教师更注重追求探究结果，而对学生经历科学探究的过程关注不够，从而严重弱化了科学探究教学的育^价值。

四是把“学生自主探究”优于“教师引导探究”，致使探究无序化。在探究过程中，很多教师误认为越开放越好，教学效果不尽如意。问题在于，难以很好地把握指导的“尺度”：指导过度，学生无法实现真正意义上的自主建构;指导不到位或完全放手，则造成学生的探究活动杂乱无章、盲目无序。

归根到底，活动有余而思维不足，尤其是高阶思维缺失，是科学探究教学存在的突出且普遍问题，制约着科学学科育人。为此，我们亟待构建指向思维发展的科学探究教学模型。具体而言，聚焦“每一个学生都发展积极科学的思维方式”，主要解决如下教学问题：何谓科学探究教学的实施路径？主要包括哪些要素？怎样落实和测评科学思维发展？需要开发哪些工具？如何打磨高质科学探究学思案？何谓有效案例研究？倒逼“以学定教”落地的教学运行机制是什么？

针对上述问题，我们运用基于设计的研究理论，坚持理论视野与实践创新持续互动，采用螺旋式发展过程与方法，即“实践考察一模型建构一实践探索一模型完善一深度实践一凝练推广”，历经15年、三个阶段的研究与实践探索，化教育理论为实践智慧，创建了指向思维发展的科学探究教学模型，力图为课程改革提供新的教学样态。

厘清科学课堂探究之魂，聚焦积极科学的思维方式

指向思维发展的科学探究教学模型，是指基于国家课程标准中的科学探究六要素，围绕课堂科学探究之魂即“每一个学生都发展积极科学的思维方式”，系统建构与实施以“凸显科学思维的学习目标一促进思维发展的评价任务一激起科学思维的学习活动”为内核的学评教。

探寻课堂教学本质，应是师生共同发现问题、提出问题、解决问题以及评价问题解决的思维过程。相应地，用探究式教学学习科学，就是用科学思维方式获取和运用知识的过程。因此，从学科本质角度看，课堂科学探究之魂毫无疑问就是科学思维。

按照因素分析法，我们进一步梳理出科学思维的三个要素，分别是基于证据、理性思维、质疑创新，这也与当前高中物理、化学、生物等科学学科核心素养之科学思维的要素高度吻合。为更有效地促进每一个学生都积极开展科学思维，我们发展出课堂情境中的探究式学习模型（见图1）。

元问题、学思案、学评教：育人价值发挥的具体实施路径

（1）科学探究·元问题

科学探究·元问题，即可视为科学探究教学原点的根本性问题，它规定与引领着科学探究教学的方向。具体来说，就是站在学生立场，针对科学探究课题，像专家那样一致性地回答：

◎为什么学？从育人的不同角度阐释清楚学习该主题的价值与意义。

◎学什么？厘清具体学习哪几个点、它们之间有什么逻辑关系等。

◎怎樣学？突出并显化科学思维过程，明晰要发展的具体能力和品格。

◎何谓学会？实施多元评价，如传统与表现、形成与终结等相结合。

（2）科学探究·学思案

科学探究·学思案，是指立足让每一个学生都发展积极科学的思维方式，—致性地回答科学探究·元问题的方案，主要包括课标要求、探究问题、学习目标、评价任务、学习过程、检测作业、学后反思等要素。具有五大特征：学为主线、突出思维、发展素养、力求具体、相互匹配。

为更好地设计科学探究·学思案，我们研制了设计要领（见表1）。

（3）科学探究·学评教

科学探究·学评教，是指学为主线，针对学生的学，教师适时作出适切的决策（见表2）。

◎是否需要教与评？若否，掌控好教学节奏即可。

◎若需，那么学生的认知障碍在哪里？如何有针对性地教与评（呈现、组织、引导、启发、讲授、展评、示范等）才能促进学生学懂、悟透和生成？

◎学的反思？主要从课堂中真实学情的暴露度、认知定位与真实学情的契合度、教法选用与促进学习的适宜度等角度，思考与完善存在的问题。

借助工具落实、测评思维发展和育人能力

（1）凸显科学思维的学习目标质量标准

基于科学思维三要素，我们研发出“凸显科学思维的学习目标质量标准”（见表3），并对“三级指标”予以具体解释说明。借鉴生产流程的基本要素，可按照如下流程进行研制：一是明晰学习目标的使用对象;二是建构研制学习目标的模型;三是完成研制模型的要素信息;四是信息加工与叙写学习目标;五是检验评定与完善学习目标。

（2）促进思维发展的科学方法运用要点

广义的科学方法是指习得科学知识以及用科学决策、处理实际问题的思维方式和操作技能，并蕴含着综合能力价值。换个角度看，科学思维其实就是应用科学方法解决问题的过程。因此，落实科学方法教育，是促进每一个学生都发展积极科学的思维方式的一个重要抓手。为此，我们梳理出常用的18种科学方法，并进一步发展出促进思维发展的科学方法运用要点（见表4）。

（3）激起科学思维的优质问题评价量规

问题是学习的燃点，从学习目标、认知水平、表述质量三个维度，建构出激起科学思维的优质问题评价量规（见表5），它也是设计探究问题的工具。

倒逼“以学定教”教学运行机制落地

为形成可推广的案例，我们开发出高质量案例研究路线图，按照科学探究·学思案的要素及设计要领，针对物质科学、生命科学等学习领域的典型课题，精心打磨了30个案例汇编成册，以引领学校进行有效实施。

由于我们提出了元问题及其操作框架，要求教师首先“站在学生立场，针对科学探究课题，一致性地回答为什么学、学什么（厘清具体哪几个点及其关系）、怎样学（突出并显化科学思维过程，明晰能力和品格）、何谓学会等问题”，将其作为教学原点，然后在此基础上决策教与评。这样倒逼了教师将“以学定教”这一理念落地，从而把课堂真正还给学生。

指向思维发展的科学探究教学项目开展以来，有效提升了学生的科学探究力、批判力等，培养了一大批善于创新、敢于质疑、具有高学习力的学生。实践证明，不仅学生学习科学兴趣更强，而且面对真实复杂情境，学生解决问题的能力也进一步增强。

教师业务能力迅速提升。我们精磨了30个科学探究·学思案，举办了30多期高级研修班（90学时为主）、100余场专题工作坊，培训教师5000余人，培训满意率均在97%以上;教师获区级以上奖励340项、荣誉称号99个、开设讲座或公开课近300场;师范生获省级以上教学比赛奖高达93人次，创造了杭州师范大学参加省赛和国赛的“三连冠”。软实力上，科学教师整体上更爱探究教学，对科学探究理解更深刻，部分教师凝练出自己的教学主张，以更好地落实学科育人。

面向未来，我们需要进一步探索的问题主要有两个：一是梳理出的18種科学方法虽然较为实用，但逻辑上和层次上还有一定的重叠，尚需进一步进行科学分类;二是对科学探究教学评价研究虽然起步较早，也有一定的创新成果，但后续研究还有待深化，需要进一步探索评价标准嵌入教学的有效运行机制。

（该成果获2018年基础教育国家级教学成果奖二等奖）

责任编辑 施久铭