思维型课堂教学模式探究

◇魏振江 李明容 高志元（甘肃：兰州市城关区雁宁路小学）

小学科学是一门发展学生科学素养，提高学生科学能力和培养其科学态度的综合性课程。在小学科学教学中采取有组织的“教”和有目标的“学”相互配合的教学方式，渗透科学思维方法培养，是课堂教学的核心。如何构建科学思维型课堂教学模式，促进科学课堂教学目标的落实，体现“做中学、做中悟、做中建、做中评”，是科学教学实践中的重要问题，也是每一位科学教育工作者迫切需要解决的问题。

小学科学课堂教学的特点是：以真实问题情境为导向，以学生合作探究为研究方法，以归纳、总结、迁移、应用知识为目标。作者通过不断丰富和完善小学科学思维型课堂教学模式的研究和实施途径，提出了小学科学思维型课堂教学流程：“认知冲突—自我建构—自我监控—迁移应用”和“创设情境—提出问题—做出假设—设计方案—探究验证—解释交流—反思评价—迁移应用”。

一、科学课教学现状分析

实践证明，没有好的课堂教学设计就不会有好的课堂教学效果。就现阶段而言，许多教师在小学科学课堂教学中除了单纯和片面地依照课本上的教学环节，循规蹈矩地进行教学活动设计外，没有整体考虑教材各知识点间的关联，没有仔细揣摩编者的意图，没有更多地关注学生知识和能力的培养目标，没有思考单元知识的可行性教学策略，也没有合理安排学生探究、反思、评价活动。教师讲授内容偏多，对学生的合作感知和抽象概括能力培养不够，导致其知识应用迁移能力不足。

那么，小学科学该怎样进行课堂教学设计呢？就是要依据现代教学技术理论，构建以项目学习、问题解决为导向的思维型课堂教学模式，倡导跨学科学习，利用线上线下融合方式，培养学生的创新精神和实践能力。按照思维型科学教学理论的要点，根据学生的年龄、兴趣、已有知识和认知特点，结合其生活实际创设真实情境，引发认知冲突，提出有层次关系的系列问题；利用信息技术等手段开发教学资源、虚拟混合现实结合开展合作探究；创造开放交流环境、促成科学解释；反思探究发现、实现知识迁移。思维型科学课堂的教学设计必须符合《义务教育小学科学课程标准》总体要求和阶段目标的具体要求，各要素之间要形成相互连接、相互助力，促进目标的实现。这样才能有利于学生真实的学习发生，有利于学生能力的提高，更有利于高效完成教学任务，收获好的教学效果，真正落实学生核心素养培养。因此，思维型课堂教学设计需根据课程内容选择适切的教学形式，追求真实有效的教学效果。

“科学始于好奇”思维是从问题开始的，有了需要解决的问题，方可调动学生思维的积极性，只有让学生带着问题去探究，思维才能“活”起来，探究才能“动”起来。教学从矛盾中开始，在争议中进行，在有效解决冲突中建构，在知识迁移应用中结束。教学时创设情境，提出问题，做出假设，让学生自主探究，既有助于激发学生的求知欲望，还能更好地发展学生的高阶思维。

二、思维型课堂教学模式的建构

小学科学教育是以形成科学素养为核心，以保护学生的好奇心和培养学生爱科学、学科学、用科学为基础，强调以科学思维思考问题、以动手实践探究问题、寻找证据形成认识，强调自我探索、建构知识的教育。因此，思维型课堂教学模式的目标是以“做中学、做中悟、做中建、做中评”为理念，以“创设情境—提出问题—做出假设—设计方案—探究验证—解释交流—反思评价—迁移应用”为基本过程要素，以探究、合作、评价、应用为核心活动，以“提问、设计、选择、分析、交流、评价”为学习形式。基本思路是遵循科学思维教育理念，构建符合学生认知规律，能充分体现“做中学、做中悟、做中建、做中评”的基本课堂教学环节，以此构建具有高阶思维的课堂教学模式，提升课堂教学的可操作性、有效性，体现科学探究与课程内容的深度融合。基于以上目标与思路，构建以“创设情境—提出问题—做出假设—设计方案—探究验证—解释交流—反思评价—迁移应用”为特点的课堂教学模式，能有效衔接核心素养的培养目标，大范围提升学生综合素养的落实。

三、思维型课堂教学片断

（一）片断一《杠杆》

例如在教学《杠杆》课堂导入时，提出发散性问题：父子俩体重不同，如果到公园去玩跷跷板，怎么玩？通过学生根据生活经验回答、教师视频展示和分析杠杆原理，使学生从中进一步了解杠杆三个作用点（支点、施力点、受力点）之间的关系，更加明确杠杆的作用。此环节通过创设真实情境激发学生的好奇心，引发学生的探求欲，进而提升其行动能力、驱动思维发展。

（二）片断二《水生植物》

以教科版三年级上册第一单元第四课《水生植物》为例。该片断教学设计采用以“创设情境—提出问题—做出假设—设计方案—探究验证—解释交流—反思评价—迁移应用”为特点的课堂教学模式，所有教学活动以“任务—策略—反思”三个维度创建八个教学环节，环节与环节间采用层次逐渐递进的活动设计。该第一单元学习内容包括《校园的树木》《大树和小草》《水生植物》《植物的叶发生了什么变化》四课，主要培养学生看、听、摸、问、量、闻等科学研究的基本方法，并通过观察、实验、对比、类比进行科学探究，培养其讲求实证的科学态度，激发他们研究生命现象的兴趣，培养学生的合作能力和实践能力。

“水葫芦漂浮的秘密”这一片断教学是认识水生植物的典型例子，通过学生自己动手实践和小组讨论、比较、归纳、概括等方式，引导学生形成漂浮这一新概念。从中体现了科学思维型课堂实事求是的态度、对概念性知识的获取途径以及对科学探究方法的具体实践应用。本片断的教学设计目的是让教师能够认真分析学情，深入钻研教材，并利用真实问题创设情境，造成学生的认知冲突，引导学生归纳、分析打破认知平衡，产生疑问：水葫芦和金鱼藻为什么一个漂浮，一个却沉入水底？教师在对问题做出细致分析后设计活动方案，让学生经历提出假设、自主设计、选择方案、合作探究、解决问题，从动手实践剪开、观察膨大的叶柄联想到羊皮筏子，最终建构漂浮这一概念。之后，教师引导学生反思学习对象、学习过程、思维方式、学到的知识和应用的探究方法；学生总结学习中的经验和教训，形成自己的认知策略，发展自己的认知结构，提高科学学习过程中的自我监控能力。然后进行知识的迁移，学生可以说说生活中与水葫芦漂浮原理类似的物品，如救生圈、救生筏、浮在水面上的潜水艇、漂浮的水生植物等。

本片断教学设计思路是：在认知冲突中提出研究的问题，以“学生自主实验—教师演示实验—科学验证实验”为主要活动平台；以“感知整体、提出假设、实验探究、达成一致、交流评价、延伸探究、总结反思”为学生学习主线；以“感受、分析、探究、交流、评价”为学习形式；以感知体验到抽象概括为学习路径。通过思维型课堂教学的形象展示、经验反思、动手实验、合作探究、迁移应用等方法，创建多维互动的课堂教学形式，从而实现教学目标，充分体现“做中学”“做中悟”“做中建”“做中评”的科学理念。

（三）片断三创新融合课《青蛙的生长变化》

本片段与小学科学“生命科学”领域《生命世界》教学中让学生了解不同生物的生命过程是不一样的，使之感受不同生物生命过程的复杂多样性。本章节以青蛙的生命周期为例对生物的生命周期进行介绍，并展开研究。实验意图是让学生将所学知识运用到动物与植物的生命周期学习中。

1.准备阶段

——使用平板电脑中WeDo2.0App 软件中所提供的视频，引导学生深度思考：青蛙的生命周期是这样的，那么其他动物呢？

——小组分工合作。（每小组4 位同学，操作平板、撰写工程笔记、找乐高所需零件、搭建创造。）

——确定充足的教学和实验时间，以达到最终的教学目标。

2.探究阶段

——播放青蛙生长变化的视频开始进行实验。

——小组进行讨论。

——小组记录工程笔记：学生记录实验过程、需解决的问题、实现的目标等。

3.创新阶段

——学生根据搭建指导，完成基础模型。

——根据编程样本，尝试编程。

到这一步的时候要给学生充足的时间，并且要求学生根据小组阶段性讨论结果创造搭建一个幼蛙和成年青蛙。（一定要提出问题，让学生在创造搭建的过程中，可以进行思维训练并能清楚区分幼蛙和成年青蛙的重要标志性变化在哪里。）

4.思考阶段

这个时候可以留一个深度思考问题。例如：“同学们可以思考一下其他生物或者动物的生长变化有什么重要的标志性变化？”

5.分享阶段

这个时候要求学生以小组为单位将青蛙的演变过程记录下来，并让各小组为其他学生解释本小组是如何通过修改模型突出青蛙生长过程的变化的。（要求用不同的方法让学生做实验介绍，并展示最终实验模型。）

本片断教学设计思路是：以创新融合课程为主，通过WeDo2.0 模型和简单的程序编写，鼓励和激发学生学习小学科学、工程、技术、数学以及相关课程的兴趣。强调学生以动手亲自体验和自我思考的思维训练相结合树立信心，敢于发现、提出和思考问题，善于思考运用工具寻找答案，并解决实际生活中的问题。

四、思维型课堂教学模式评价与反思

我们将科学思维型课堂教学模式运用到我校的科学课堂教学中，已经取得一定的教学效果，师生均反映体现了小学科学思维型课堂的“趣味性”“实践性”“科学性”“创新性”，课堂表现出“有情境—有假设—有探究—有递进—有建构—有应用”的有效结构模式。通过对此教学模式的不断探索与实践，课堂上教师讲授得少了，学生自主探究得多了；教师的引导少了，学生的动手实践多了；学生听得少了，交流评价多了；课堂活跃了，学生兴趣浓厚了；死记硬背的学生少了，实验探究的学生多了。由此可见，学生对科学的兴趣，需要教师精心设计教学流程和学生自主开展探究活动，改变传统的说教式教学方式。

当然，在科学课程的教学实践中我们也发现了更多存在的问题，需要不断创新和改进。比如：如何利用真实情境设计有效的课堂导入？如何设计科学思维型教学模式深层问题？当学生数量较多时，如何进行有效的实践组织达到教学效率最大化？……以上问题还需在科学教学实践中不断反思和研究。

总之，思维型课堂教学模式必然会对学生深度理解科学原理、培养科学素养、丰富科学方法、发展科学思维、培养科学态度等方面产生深远影响，最终为发展学生核心素养奠定基础。■