科学现象教学的思维进阶路径

莫春荣 李福利

【摘 要】小学科学现象教学从问题的提出、探究到问题解决都指向思维的培养，变知识主线为问题主线，采取“问题凝练”策略，促进知识学习向思维发展转化。挖掘探究活动的本质内涵，以“学习单”和“U形学习”为学习支架，聚焦结构化思维，变“浅层学习”为“深度学习”;以“深度课堂四特征（内容、过程、方式、结果）”为评价导向，关注与提升学生的思维效能和思维品质。

【关键词】小学科学 思维进阶 现象教学 深度学习 U形学习

“现象教学”源自芬兰，即基于现象（主题）的教学，指按照某一現象或主题来实现跨学科的主题教学。小学科学现象教学是从某一科学现象（科学问题）出发、以问题为主线展开的科学探究教学活动。无论是传统教学还是现代教学，所有的学习都绕不开“学什么、怎么学、学得如何”三个元素，与之相对应，“问题、活动、评价”是教学设计的基本元素，我们把它们称为课堂教学的三块基石。

一、学什么—问题聚焦思维的激发

对于学什么，传统型教学往往指向知识传递，是 “教教材”，即教学注重知识的识记，学生获得的是记忆、理解、应用等低阶思维能力。以问题为主线的现象教学指向的是问题，是“活化教材”，通过围绕问题展开一系列的探究活动，学生收获的是对知识的分析、综合、评价、创造等高阶思维能力。

现象教学采取“问题凝练”策略来解决“学什么”的问题，以问题为主线，促进思维发展。激发思维的两条基本路径是生活现象引入和实验现象引入。

1.生活现象引入

以“让种子飞起来”教学为例。

师：（展示图片）高高的屋顶上长着一丛瓦松，陡峭的悬崖上生长着一棵小树，茫茫的沙漠中生长着一棵小红柳。是谁帮助它们“飞”到沙漠里、峭壁中、屋顶上的呢？

生1：我认为可能是风把它们吹上去的。

生2：有些是小鸟叼着种子带到那里的。

2.实验现象引入

以“让土豆浮起来”教学为例。

师：把土豆放入水中，土豆是沉还是浮？

生1：把土豆放入水中，土豆会沉下去。

生2：把土豆放入水中，土豆会浮起来。

教师进行实验演示：把土豆放入装了三分之二水的水槽里，结果发现土豆沉了下去。

师：你有什么办法让土豆浮起来吗？

探究学习是围绕着问题展开的，以问题的提出为学习的开始，以问题的解决为学习的终结，问题贯穿于整个学习活动的始终。因此，无论是生活现象引入还是实验现象引入，都要凸显现象教学的现象真实性：创设真实情境和设计驱动性问题。在研读教材、深入理解教材的基础上提炼出来的驱动性问题应该是个“大问题”，它可继续向下分解出探究活动的“任务串”，还与问题的解决相关联。

二、怎么学—活动聚焦思维的结构与空间

活动聚焦教师的教与学生的学。课堂教学过程中，教师和学生的核心活动是思维[1]。学习活动有“浅层学习”和“深度学习”之分，“浅层学习”指向的是知识的学习，“深度学习”指向的是思维的深度发展。现象教学挖掘探究活动的本质内涵，变“浅层学习”为“深度学习”，聚焦结构化思维，设计与学生原有认知相关联的、有深入思维空间的探究任务，以“学习单”和“U形学习”为学习支架，培养思维结构、拓宽思维空间，让探究活动成为孕育思维、发展思维的学习历程，促进学生高阶思维的发展。

1.创设“学习单”，培养学生的思维结构

现象教学注重引导学生“会学”而不只是“学会”，教学形式是大开大合，避免一问一答式的碎片化教学。学习单是现象教学理念的物化和外显，是一种学习支架，既体现教师备课，又指引学生学习。它包括现象引入、探究活动和问题解决三个板块，与现象教学三个教学环节一一对应，以并列式、进阶式的问题串启发并驱动学生进行自主探究学习，为结构化思维进阶教学提供支架。以四年级下册“荔枝与莲雾”一课的学习单为例。

【板块一  现象引入】

我们的校园里种植了很多果树，其中有荔枝，还有莲雾。你能找到它们吗？校园里还有哪些植物与荔枝、莲雾类似？

【板块二  探究活动（任务串）】

任务一：荔枝与莲雾的茎长什么样？

①以小组为单位，到校园里进行观察活动，找到荔枝与莲雾。（引导学生思考如何观察、如何记录）②观察荔枝与莲雾的茎有什么特点并记录。（引导学生抓住植株的高矮，主干是否明显、坚硬，主干表皮的颜色、纹理进行观察）

任务二：荔枝与莲雾的器官有什么不同？

①分小组对荔枝与莲雾的叶、花、果实进行观察和记录。②分小组对观察到的信息进行汇报，教师根据学生的情况进行引导和记录。

任务三：你知道校园里还有哪些乔木吗？

①寻找校园里还有哪些植物与荔枝和莲雾的茎有类似的特征。②根据乔木的特征判断它们是否属于乔木。

探究活动聚焦结构化思维，“提出问题（大任务）—问题串（分任务）—小问题（小任务）”构成了结构化思维。教师要根据学生不同的年龄特征搭建不同的学习支架，如思维方法指导、对材料准备的思考、活动流程的建议、概念建构的追问等。

【板块三  解决问题】

①习得的科学概念：荔枝和莲雾都是乔木。乔木的特征是植株高大，有明显且坚硬的主干。②课堂无边界：旅人蕉的茎有双臂合抱那么粗，高23米以上，它是否属于乔木？为什么？

课堂无边界是从课堂向课外的迁移，除了内容的迁移、兴趣的迁移，还要有思维的迁移，关注高阶思维。操作要领是加强任务的驱动性，让学生有激情、有兴趣利用课外时间进一步探究，突破时间、空间、学科的壁垒。

2.开展“U形学习”，拓宽学生的思维空间

良好的学习环境和积极的学习氛围是培养学生思维能力的重要条件。“U形学习”引入学习共同体理论和互联网思维，将传统单一的“秧田式”座位排列方式改为U形排列，拉近师生之间的距离，搭建平等、民主、自主、宽松的交流平台，旨在拓宽学生的思维空间。“U形学习”的操作要点是三个“下来”。

（1）“走下来”。教师从“高高在上”的讲台上通过“T”形通道走到学生中间，与学生产生“等距离的爱”。更为重要的是，U形座位形成的“T”形通道，让教师能够快速走到每一个小组面前，能够快速、有效地实现在探究活动组织者、指导者和参与者之间的角色转换（见图1、图2）。

（2）“静下来”。科学探究活动大多采取小组合作的形式开展，学生很容易“动”起来，而太热闹的课堂往往不利于学生进行深刻思考，不利于培养思维品质。“静能生慧，慧能生智”，当课堂静下来之时恰恰是学生进行深度思考之机。如何让课堂静下来，可从两个方面进行。

第一，用四级音量让课堂静下来。科学课堂设计了科学“声控王”操作系统，对各个环节对应什么音量进行了分类和约定：独立思考时为零级音量，同桌交流用一级音量，小组讨论用二级音量，分享交流用三级音量。教师在课堂上对学生的言行进行有意识的调控，这逐渐内化成学生的常规行为，令课堂动中有静、静中有动、相得益彰、活而不乱。第二，通过追问让学生深层思辨。教师围绕着一个核心问题或观点，设计一系列的问题串，通过追问，引导学生进行更深入的分析、综合、评价和创造。

（3）“慢下来”。很多时候，教学环节紧密相连，环环相扣，看似精彩纷呈，实则节奏太快，没有给学生留下充分思考和探究的空间。要让教学节奏慢下来，除了减少教学容量、降低教学难度之外，还要预留候答时间，即待学生在短暂思考后得出更富逻辑性、更深刻的回答。学生回答问题时，教师也不要急于表达自己的观点，而是多运用“二次开发”式的追问和“踢足球”式的回问与转问，扩大课堂参与度。即使学生有短暂沉默，教师也要给予适度的等待或引导启发，营造润泽安全、主动思考探究的时空。

三、学得如何—评价聚焦思维的效度

传统教学通过考查学习者获取知识的多少来评价教学，现象教学则从关注“知识输入”转向关注“思维产出”，将传统的听课评价改为课堂观察，教师们称之为“听课革命”：从“看教师”转变为“看学生”，看学生怎样学、学得怎样;从“看场面”转变为“看焦点”，看焦点学生、焦点问题[2]。课堂观察时，只观察某一个学生，记录与他相关的表现及行为，以“深度课堂四特征”为评价导向，关注学生的思维效能，提升学生的思维品质。

一是在学习内容方面，看学生是否把握了本质与变式，即看学生能否变更观察事物的角度和方法，发现知识的本质特征，在变式思维中掌握事物的内涵和规律，关注学生思维发展的深刻性。如“蚂蚁长啥样”课堂观察记录，观察对象是家耀同学，选择的角度是“本质与变式”。

家耀同学不知道怎么画，想了许久，画了四个圆圈，在第一个圈上画了两只眼睛、两根触角，在四个圈左右两边分别画了一条腿，共八条腿。画完后很开心，与同伴分享，发现与同伴画得不一样，两人眼对眼，一脸疑惑，不知道谁画得对。家耀拿着放大镜观察蚂蚁，在纸上画了三个一样大的圈。把头凑近观察，划掉了原来的圈，重新画了三个圈，中间圈最小，第三个圈最大。又拿起蚂蚁，皱着眉头看了很久，给三个圈左右两边分别画上一条腿，共六条腿，然后得意扬扬地给同伴看。同伴发现两人画的蚂蚁腿的部位不一样，家耀再拿起蚂蚁观察，发现腿全部长在胸部，重新画了一次，再与同伴对照，完全一样。他对比几次所画的蚂蚁，点了点头。

二是在学习过程方面，看学生是否展开了建构与反思，即看学生在学习中有没有进行比较、分析、质疑、判断、概括等思维活动，有没有形成自己的观点，对自己的学习是否进行了检验和重新认识。关注学生思维发展的灵活性和批判性。如“运动与摩擦力”观察记录，观察对象是曾舸同学，选择的角度是“建构与反思”。

在探究环节中，曾舸同学首先通过联系生活现象思考与体验了摩擦力的存在;他测量的摩擦力大小与同伴的实验结果不一样，受到了同伴的质疑。曾舸思考后与同伴交流，达成以控制变量的实验来进行验证的共识，最终得出正确的结论，在学习过程中开展了建构与反思。

三是在学习方式方面，看学生是否亲历了探究与协同，即看学生在学习过程中有没有开展主动学习、团队学习和参与式学习。关注学生思维发展的深刻和敏捷性。如“用水果电池点亮小灯泡”课堂观察记录，观察对象是子健同学，选择的角度是“探究与协同”。

在探究“怎样连接电路让水果产生电”的环节，子健同学与同伴发生了分歧，他们分别画出了两张不同的电路连接图。子健按照自己的想法进行了验证，而没有接受同伴的建议，可见有探究但未协同。而在实验操作“用水果点亮小电泡”环节，子健一开始连接错误导致灯泡没有亮，在同伴借鉴其他组的做法并给出正确的建议后，他接受建议并进行尝试，从而实验成功，在此过程中有探究也有协同。

四是在学习结果方面，看学生是否学会了迁移与运用，即看学生能否从“知道”“了解”这样的浅层学习进入“发现”“创造”的深度学习，关注学生思维发展的独创性。如“揭秘四季的变化”课堂观察，观察对象是启程同学，选择的角度是“迁移与运用”。

在探究环节，启程同学通过观察、分析图表后与伙伴讨论，得出地球公转引起太阳的直射与斜射，而太阳的直射与倾斜和影子长短有关的结论。而在模拟实验环节，启程倾听、观察“微课”后与伙伴合作做模拟实验。他在伙伴提示下能正确操作实验，伙伴测量和记录A、B、C、D影长分别为12mm、40mm、11mm、0.5mm。启程看数据后质疑道：“D点的影子怎么这么短呢？”建议再做一次实验。全组做完实验后讨论，得出正确结论。在发现规律环节，当其他小组的同学对启程小组的结论产生疑问时，启程与同伴通过演示与解说，再现了他们的推理过程。由此可见，他们在学习结果方面实现了迁移与运用。

课堂教学要做到兼顾知识传授和思维培养。培养学生良好的学习习惯和思维品质是课堂教学的要义，是教学之于学生最有意义之处。因此，我们强调课堂教学应该由知识型向思维型转轨，即由知识课堂向思维课堂转变[3]。现象教学从问题提出、问题探究到问题解决都指向思维的培养，变知识主线为问题主线，变“教教材”为“用教材教”，变知识课堂为思维课堂，让课堂闪耀着思维的光芒。

参考文献

[1] 胡卫平，魏运华.思维结构与课堂教学——聚焦思维结构的智力理论对课堂教学的指导[J].课程·教材·教法，2010（6）：32-37.

[2] 劉建平.基于深度学习的教学改革实践探索[J].新课程研究（上旬），2019（1）：39-42.

[3] 陈祥春.思维课堂才是真教学[J].中国教师，2013（4）：35-37.

（作者系广东省东莞松山湖中心小学科学教师）

责任编辑：孙昕

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