在解决真实问题的学习中促进学生思维能力的提升

【摘 要】从学生身边真实情境中的自然现象或科学现象入手开展探究活动，有益于促进学生思维能力的提升，从而更好地培养学生的科学素养。营造生活化的学习情境，可以启发学生在熟悉的情境中自主地发现科学问题，自然形成具体的探究任务，在教师的指导下运用创造性思维和逻辑推理解决问题，实现思维的进阶和发展。

【关键词】小学科学 思维能力 真实情境 探究任务 解决问题

传统的科学教材通常是根据单元结构中的知识体系来设计每一节课的内容，采取直奔主题的“单刀直入”形式组织学习内容。从知识逻辑体系而言，这种编写方式并无不妥，但从引发小学生学习科学知识的动机的角度来看，这种“要我学”的呈现方式并不能较好地激发学生思考问题、开展自主探究活动的兴趣。而从学生身边的真实情境中的自然现象或科学现象入手开展探究活动，有益于促进学生思维能力的提升，从而更好地培养学生的科学素养。

一、真情境启发思考真问题

生活中的自然现象或科学现象，是科学学习的天然素材。《义务教育小学科学课程标准》指出，科学活动需要探究学生身边的问题，引导学生在好奇心的驱使下，对常见的动植物和物质的外在特征、生活中的科学现象、自然现象表现出探究兴趣[1]12。

粤教科技版小学科学教材每一课均设置了“问题情境”栏目，以有情节的图画形式再现生活情境，并通过主题人物的对话引导学生对情境中的科学现象进行思考，产生“真问题”。比如，二年级上册第3单元“磁铁玩具”中“有趣的钓鱼玩具”一课的“问题情境”栏目，通过画面呈现了孩子们用磁铁钓鱼玩具进行钓鱼游戏的情境。主题人物的一句问话“鱼竿上没有小钩，怎么也能钓起鱼呢？”引导学生将注意力从“钓鱼”游戏转向思考玩具钓竿和小鱼是否有什么特殊的结构上，从而激发探究兴趣。

学生学习科学，不仅仅是为了学习科学知识和科学方法，更重要的是激发、维持和培养自己对自然界的好奇心，保持对科学学习的兴趣。

二、真问题驱动探究真任务

发现问题和解决问题这两个过程，是科学探究活动中培养科学思维的关键要素。《义务教育小学科学课程标准》指出，要让学生“知道科学探究需要围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案，通过收集和分析信息获取证据，经过推理得出结论”“能运用科学探究方法解决比较简单的日常生活问题” [1]9。在“提出问题”的学段教学目标中，要求学生在教师指导下能从对具体现象与事物的观察、比较中，提出感兴趣的问题（低年段目标）或提出可探究的科学问题（中年段目标），或者能基于所学的知识，从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题（高年段目标）[1]10。在这里，科学知识的价值存在于“解决问题”的过程中，当知识被用来解决问题时，知识就将发挥它的思维训练的价值[2]11。

比如，六年级上册第4单元“遗传与进化”中“生物的变异现象”一课，呈现了黄兔妈妈和花兔爸爸生的一窝小兔子的情境。通过观察，孩子们可能会感到好奇，在这一窝小兔子里竟然没有黄色小兔，反而有全黑色小兔，它真的是黄兔妈妈和花兔爸爸生的吗？这种现象说明了什么？由此，教师再引导学生收集更多的资料，认识生物的变异在生活中普遍存在。

“任务驱动”的教学形式使教学活动情境化、问题化，探究任务因其源于学生自身的认识和思考，研究方法的选择、对证据的分析和解释、成果表达的方式等均由学生自主决定，学生真正掌握探究的主动权，因而更富有挑战性[3]。

三、真任务促进发展真思维

科学思维的培养是探究学习的核心。在探究活动中，学生经历的科学问题的提出、探究过程的设计、探究方法的选择、科学证据的收集和整理、结果的分析和结论的形成等科学探究要素构成的探究任务实施过程，也正是其从科学现象入手所展开的理性思维的过程。思维的进阶和发展体现在两方面：一方面，通过经历科学探究过程习得科学方法、自主建构科学概念;另一方面，在此过程中逐步形成基于证据和推理的实事求是的科学态度，科学素养得以提升。

粤教科技版小学科学教材设计由问题情境引发的探究活动，让学生形成认知冲突，继而寻找证据，与自己的初始想法进行比较，通过同化与顺应过程逐渐转变原有认知，在新的情境中运用新思维模型进行解释，从而建构新概念，发展真思维。比如，六年级下册第3单元“动物与环境”中“丹顶鹤生活在哪里”一课，由国画“松鹤延年”中的丹顶鹤站在松树枝上的情境，引发了一个平常不为人注意但值得探究的科学问题：丹顶鹤是生活在松树林里吗？由此，驱动了一个探究任务：观察丹顶鹤的外形特征，了解它们的生活习性和食物特点，从而初步判断它们更适宜生活在松树林还是湿地。教材设计了一组活动引发学生探究，通过这组思维参与程度较高的探究活动，使学生初步建立“动物身体的外形和结构与环境相适应”的科学概念。接下来，本节课还安排了“探究适应环境的身体特征”的活动，以更多的鸟类作为学习素材，引導学生进一步认识鸟类的足、喙的外形和结构特点与其生活环境之间的联系，建立“动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关系”的科学概念。

上述案例应用了美国教育家杜威提出的“五步思维法”（暗示—问题—假设—推理—检验） [2]80-81。在“暗示”阶段，人们依靠经验和知识储备，对某种现象产生疑惑。对于以“松鹤延年”为主题的国画，人们通常从人文角度对其加以欣赏，因此并没有意识到这幅画有什么问题。但在科学课中，这幅画作为学习素材呈现出来，学生们从科学的视角对其进行再认识，会“突然”发现丹顶鹤站在松枝上的情境与自己初步了解的科学知识之间产生了矛盾，形成了认知冲突，从而产生了疑问—这就进入了“问题”阶段。在这个阶段，孩子们会尝试用已有知识对问题进行解释，提出假设。如果孩子们联想到丹顶鹤的身体特征与松树林的特点不相匹配，可能就会思考哪种环境更适合丹顶鹤生活。接下来，学生就会有目的地收集更多的证据，运用“推理”的方法做出判断。最后一个阶段是“检验”，用实验或其他手段获得更多的证据，检验假设是否合理，结论是否可信。在这样的过程中，学习真正发生了，思维真切地发展了。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]郅庭瑾.为思维而教[M].北京：教育科学出版社，2007.

[3]马学军.让孩子们做自己的探究[J].湖北教育：科学课，2014（4）：1.

（作者系广东省广州市教育研究院学前与义务教育教研室副主任，小学科学教研员）

责任编辑：孙昕

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