在《比较相同距离内运动的快慢》课堂尝试思维型教学

◇张海泉 朱敏芳（湖南：长沙市望城区新世博寄宿制小学）

一、理论背景

2022 年颁布的《义务教育科学课程标准》对科学课程中的学生核心素养提出了新的要求，其中就包含了科学思维。在总目标中，要求学生掌握基本的科学知识，形成初步的科学思维能力。3～4 年级科学思维目标为：1.要求学生能在教师引导下，观察并描述具体事物的构成要素，分析并表达要素之间的关系，找到它们之间重要的、共同的特征；利用模型解释简单的科学现象。2.要求学生能在教师引导下，用二维方式表达三维空间的物体；比较事物的某些本质特征，根据不同的目的进行分类，基于事物之间的功能相似性进行类比；分析事物的特征及结构，建立事实与观点之间的联系；根据问题提出假设，能提供支撑性的证据；可以利用控制变量的方法设计简单的实验。3.要求学生初步掌握重组思维、发散思维、突破定势等创造性思维的基本方法，能基于具体事物外在特征展开想象，突破生活中常见问题的思维定式，提出有一定新颖性和合理性的观点，针对事物的外在特征进行设计，并对方案进行初步的科学分析。我国关于科学思维的研究起步较晚，进入21 世纪后才进入快速发展时期，科学作为一门综合课程具有更大的研究价值和研究潜力。三年级小学生的思维正处于由形象思维向抽象思维过渡的时期，能进行一定的抽象思维，但仍以形象思维为主。综上所述，三年级作为思维的过渡期，对学生科学思维的培养是重中之重。

二、概念界定

思维是认识过程的高级阶段，是人类的高级认识活动，思维的过程包括很多环节，如分析、综合、比较、分类等。科学思维的定义为：在解决实际问题或对客观世界的联系和关系进行解释的过程中，人脑中所进行的包括归纳、推理、概括、分析等具有主观能动的思考。新课标指出，科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。胡卫平提出，思维型课堂教学应体现出动机激发、认知冲突、自主建构、自我监控、应用迁移五个原理。本文将以上述理论基础为指导，将理论与实践相结合，提出实质性的建议。

三、教学实践

本课为教科版三年级下学期“物体的运动”单元第5 课时。在整个教科版小学科学教材中，关于物体运动中“速度”的概念学习，本单元是第一次而且是唯一一次。但从整体的大单元角度审视，本单元是围绕“运动是物体的基本特征”这个核心概念编排的。所以不是要引导学生去深挖，反而要把握好“初步经历”的度。应以学生的生活经验为基础，在经历和体验中进行推理论证和模型建构，从而提升学生科学素养。

三年级学生仍旧是以形象思维为主，对于快慢的体验具体到生活经验，如：看到路上一辆车超过另外一辆车，就知道谁快谁慢；看到同时起步的同学奔跑，谁先到终点，就判定谁快。学生的认知反映的是客观实际，少了对问题的进一步思考和探究，如影响物体快慢的因素是哪些？这就需要我们从生活实际出发，引入数据作为实证，引导学生像科学家一样思考。课堂的关键点不在于“深挖”，而在于厘清学生思维的逻辑，强调经历和体验。所以，需要借助学生的生活经验，让其充分地经历和体验，以层层递进和螺旋上升的方式让学生明白距离与时间的关系。在本课中，可以从以下几个角度提升学生的科学思维，打造思维型课堂。

（一）基于生活，建构模型

建构模型的思维方式，有利于学生在不改变原有思维结构的基础上形成新的认知结构。三年级学生在学习这一课时，对于时间、距离等名词还很陌生，可以运动会等日常生活经验为基础建构时间与距离之间的模型。让学生将抽象概念与熟悉的场景相结合，通过模型搭建的方式，架起思维的桥梁，符合学生思维的特点，可使学生思维更顺畅。如附表中图1 所示，在导入环节可以直接出示学生百米赛跑的图片，先让学生建构起运动会的模型，判断名次，询问学生的判断依据。这样单刀直入的谈话方式不仅可以精准定位问题，还避免了导入拖沓，同时也能唤醒学生的生活经验，激发其学习兴趣及动机，并且初步感受以事实为依据表达观点。

（二）提出问题，聚焦矛盾

提高学生科学思维的目的在于让学生能解决真实的科学问题，而提出有效的科学问题是关键的一步，如果能让学生自己产生认知冲突、聚焦矛盾，比在教师的引导下进入情境更好。因此可以思考如何让学生有“第一人称视角”，可以以学生为主体，通过制作短视频的方式，让学生评判不同类型的球在不同起点、不同轨道谁先到达终点，以及能否根据谁先到达终点来判断名次的先后，在这个过程中，会让学生基于自己观察和思维能力的局限性这一基础“选边站队”。通过学生“站队”，实景的录制和播放，将学生带入情境中，让学生自发地产生认知冲突。在这一环节，学生会主动思考比赛的公平与否，进行主观能动的分析思考，提高思维含量。

（三）亲身经历，理解概念

思维过程包括抽象与概括，如何让学生理解抽象的概念是教学的难点。方法的获得最好是基于学生的亲身经历，可以通过游戏的角色体验，让抽象转化为形象，让学生在具体的情境中感受公平，而且获得实验操作的方法，为后面的活动和下一节课做好铺垫。如附表中图2 所示，可以设置发令员、起点监督员、终点裁判、操作员各2 人，给学生戴上头罩，学生化身赛场的“工作人员”，既能在游戏中引发学生的学习兴趣，同时亲身经历能增强学生的体验感及责任感。最主要的是能将抽象枯燥的规则概念具体化，起点监督员和终点裁判的设置可以将相同距离这个概念具体化，让学生切身体会到相同距离和同时出发的意义。

（四）处理数据，推理论证

数据处理环节是本课的难点，首先可能会出现由于学生配合不当，或者操作中出现问题导致数据偏差较大，这个问题需在第一轮数据分析时就进行处理。其次是学生的储备不同，所以取值思路差异大，求和、出现次数最多、最小值、最大值、取中间数、平均数都出现过，后面经过总结发现，只要保证公平，每一种取值都有其特殊的应用“地点”，所以教师的目标应该是：只要是逻辑合理，且尊重客观事实，即予以认可，不要求标准答案，不限制学生思维。学生有了选择数值的权利反而会慎重选择，在这个过程中反而能增强自我监控能力。而且，要通过不同组的取值思路共享，让所有学生开阔取值思路。在学生获取到合理的数据后，就需引导学生基于获得的方法和数据，运用比较与分类、归纳与演绎等思维方式，建立数据与解释之间的关系并推理论证得出相关结论。例如，在经过实验得出数据后学生会推理发现，塑料球所用时间短。但是，这个结论并不严谨，教师需引导学生思考塑料球的时间短和乒乓球的时间长是在哪里测出来的？两个球同用一条轨道代表着什么？在分析了这两个问题之后发现需要距离相同，之后学生会运用比较与分类等思维方法得出结论：比较相同距离内运动的快慢，用时短的，运动快；用时长的，运动慢，最终论证自己的猜想。

（五）教学检测，思维可视

如下表所示，质量测评的设计能很好地反映出学习完本课后学生的思维情况，考查学生能否进行知识的迁移应用，可从学科核心素养维度进行设计。主要从科学兴趣、科学方法、科学知识、科学精神、敢于质疑、动手动脑、合作交流、观察记录、务实求真、反复试验、突破创新等角度进行设计。根据学生的情况设置1～2 题，考查学生的思维情况以及能否解决生活中的真实问题。在教学环节之后，通过检测发现，学生掌握了一定的科学方法，能快速写出影响比赛公平性的因素。其对于工具的使用也是印象深刻，能体会到工具对科学研究带来的帮助和重要性。更能将所学知识与生活实际相联系，体会科学来源于生活并能更好地运用于生活。

《比较相同距离内运动的快慢》质量测评

四、反思与总结

对于小学中年级阶段的科学教学而言，要想培养学生的科学思维，打造思维型课堂，应注重学生已有的生活经验，激发学生的学习动机，通过建立模型的方式搭建起思维的桥梁，便于学生基于模型进行思维的调整。可通过以学生亲身经历的方式聚焦问题，引发认知冲突。对于小学中年级学生难以理解的概念，可通过将抽象的概念具体化以增强学生的理解。对于有数据处理的课堂，要重视严谨的推理论证，学生在通过数据反推结论的过程中思维含量就提升了。重视学生思维含量提升的最终目的在于能让学生解决真实的生活问题，所以要重视学生的应用迁移。

本文通过《比较相同距离内运动的快慢》一课，研究了如何提升小学中年级思维型科学教学的科学思维含量。但思维的培养是需要长期进行的，在创新思维培养方面仍亟待提升。