精构活动设计   助推思维有效进阶

——以小学科学苏教版五上《质疑》这一课为例

摘   要： 科学学科核心素养中提到必备品格和关键能力之一是学生学习过程中科学思维发展。

本文以《质疑》一课为例，通过营造问题情境、渐进任务驱动、问题解决等活动设计，实现学生思维的自主建构、深层发展，最终实现思维向高阶进阶。

关 键 词：思维进阶 活动设计 小学科学教学

《小学科学课程标准（2017年版）》指出： 综合思维素养有助于人们从整体的角度，全面、系统、 动态地分析和认识科学世界；科学学科核心素养的培养需要重视学生科学学习过程的思维发展。但在教学实践中，我发现教师以知识框架掩盖学生思维发展的逻辑框架的现象较为普遍。对科学学习过程中学生思维的发展重视不足，针对思维进阶学习过程活动设计不多，以思维为主线的教学设计往往处于无意识或低水平状态。在科学教学中教师有意识的设计对学生思维进阶有推进的活动是非常有意义的。

一、概念的提出

思维进阶是针对思维水平而言的低阶思维向高阶思维的转变，按照布卢姆的教学目标分类，“记忆”“理解”与“应用”属于低阶思维，“分析”“评价”和“创造”属于高阶思维。科学课堂的开展，需要教师根据学生的原有认知水平，围绕具有挑战性的学习主题，有的放矢引领学生经历科学探究的过程，让学生在与知识相遇的过程中批判性理解、沉浸式投入、合作协商式沟通和反思性建构，促进学生思维进阶。

通过对新课标的研读，我发现在科学探究学段目标中，对学生科学思维提出有层次的、有递进的进阶。例如低年段——在教师指导下，有运用观察与描述、比较与分类等方法的意识；

中年段——在教师引导下，能够依据证据运用分析、比较、推理、概括等方法，分析结果；高年段——能基于所学的知识，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论。

    本文就以《质疑》一课为例，来谈一谈活动设计中如何促进小学科学思维有效进阶。

二、结合案例，找准思维生长点

教材简析：

《质疑》是一节区评优课中的创新课，这节课以真“假”口罩这个话题为例。从网上流行的一些关于疫情和口罩的流行说法引入课题，再通过5分钱的口罩和5毛钱的口罩质量真的一样吗？这个问题贯穿本节课。鼓励学生通过比较口罩的中间层——熔喷布的特点，从光滑性、质地均匀、防水性、静电性、透气性这些方面比较不同，寻找质疑的证据；特别是在比较透气性这个实验时，提供材料，鼓励学生设计出能够比较透气性的实物模型，突破只用嘴巴吹气这个传统的方法。本节课以实验活动设计为主线，从形象思维、抽象思维、创造性思维三个方面设置阶梯，助推学生思维进阶。

（一）进阶起点分析

进阶起点1：

从已有知识上来看，五年级的学生做过吸水性实验，透气性实验，能根据已有的材料，结合

空气的性质，对透气性实验设计简单的对比实验，有简单制作实验器材的能力。

进阶起点2：

从思维能力上看，五年级的学生能够对常见的问题提出疑问，并能用批判性和创造性的思维

寻找问题、解决问题，而教师需要帮助学生搭建平台，促进学生高阶思维的形成。

（二）进阶终点分析

进阶终点1：

能想办法科学地去质疑科学知识、推理过程，并不断修改自己设计方案，最终设计出比较熔喷布透气性的实验，在实验中寻找充分的证据，基于证据辨别真“假”口罩。

进阶终点2：

在比较熔喷布的特点时，能够利用多种方法来比较；能对别人的实验提出改进意见，并在实践中不断改进，直至将简单的实验设计转化成实物模型或实物。

（三）进阶障碍物分析

障碍1：口罩的核心是熔喷布，而比较口罩的质量就是比较熔喷布的质量。很多学生对熔喷布没有了解，面对质量不同的口罩，无从下手，不知如何搜集证据，缺乏分析和推理的能力。

障碍2：即使有了解熔喷布的材质特点的学生，由于受《纺织材料》一课的影响，所以在比较透气性实验，学生仅仅只会想到吹气的方法，呈现出思维定式负效应的影响，缺少创造性。

障碍3：在教师提供了可供选择的有结构的材料后，学生很难将设计的实验图转化成实物模型，对生活中的科学问题综合分析和建模的思维能力还在进一步发展中。

三、活动设计，助推思维进阶

（一）真实情境，激活学生形象思维

    师：同学们疫情还没结束，进出公共场合还需要佩戴口罩。最近老师在购买口罩的时候，发现口罩的价格来去很大。同样是一次性医用口罩，最便宜的只要6分钱，贵的却要1元多，你怎么看待口罩的价格？

生1：便宜的质量肯定不好，贵的质量会好一些。

师：你有什么依据吗？

生2：俗话说：便宜没好货，好货不便宜。（其他同学哄然大笑）

生3：我们可以摸一摸谁更厚。

师：厚就说明什么？

生4：厚就说明质量好。（学生的原有认知，教师暂时不评价）

师继续启发：你们还能从哪些方面去寻找证据？

生5：我们可以拆开来看看吗？

师给每个小组提供工具，让学生拆开口罩寻找更多的证据。

进阶策略：“添”梁架柱建阶梯，面对真实的科学问题，学生有想法和探究动机，但缺少探究的真实环境和教师的有效引导。在生活中，面对这样的真实问题，学生思维往往停留在猜测或者记忆中，属于低阶思维。本课从真实的生活情境中引入科学探究的问题，让深度学习真正发生。引领学生去剪开口罩，去直观地摸一摸、闻一闻、看一看熔喷布的材质，直观的感受、比较，激活学生的形象思维，激发科学思维从形象向抽象、向创造性过渡。

（二）“阶”式设计，诱发学生创造性思维

活动设计一

师：透气性是熔喷布质量好坏的一个重要指标，专业的机构在出厂时，都会对熔喷布进行呼吸阻力测试。同学们，你能否用你的办法来比较熔喷布的透气性？

生1：像这样，把熔喷布从口罩中间抽取出来，用两块布贴着嘴巴呼气，呼气的时候，注

意一定要用一样大小的力气。

师：你真会想办法，用了我们以前对比纺织材料透气性的方法。老师现在请一位同学上台跟你配合，一起完成这个实验。（一位呼气，一位靠手感受）

师采访台下的同学，你们对刚才的这组对比实验有没有质疑。

生3：老师不公平，每次吹气都吹得不是一样多。

师：是的，这很难控制，看来我们得找个材料来代替我们吹气。

活动设计二

你能用这些材料，来设计一个简单的实验方法吗？学生利用老师提供的材料设计如下图：

二次实验结论：比起嘴巴吹气更公平，充气手泵基本能够做到每次出气的气量一样大。实验结束，学生对这样的方案又有了新的质疑——靠手感受，感觉准确吗？

活动设计三

此时，学生发现靠感官感受是不公平的。空气是看不见的，能否借助其他材料，让透出来的空气变得看得见呢？教师再增加一些新材料，继续讨论设计透气性的方法。

由于在透气性之前，已经了解了熔喷布的防水性，于是出现了这样的设计。

在小组讨论本实验设计的可行性后，学生开始分小组制作并实验。最后发现，这样比较既

能保证出气量一样大，还能发现有的熔喷布上面的水泡又多又密又均匀，则说明熔喷布的透气性较好；有的熔喷布上面的水泡又大有疏，则说明熔喷布的透气口不均匀。

进阶策略：欲擒故纵巧放手，为了达到最后的实验目标，先故意放松警惕，进而以预先设计好的策略引导学生。本环节要求学生设计出一个比较透气性的实验，对学生来说是有挑战性的。挑战的难度不在于知识的深度，而是在于怎样将学过的知识综合分析，运用于解决实际问题，并发挥创造性思维，建立实物模型进行比较。实验中三个活动设计，步步紧逼，层层递进，学生思维从旧知中回忆、迁移中应用、质疑中分析，最后在设计实验中发挥出创造性思维。学生思维的严谨性、批判性、创造性也在一次次修改中进阶。这样的活动设计，不仅仅是拿着现成的仪器进行简单的操作，更需要学生用学过的知识去分析、创造，思维在活动中实现进阶。

（三）巧用实验，启迪学生抽象性思维

生：老师，我从抖音视频里看过口罩还有静电性，里面的熔喷布能吸附在墙面上。

师：那你们可以试一试是不是真的？

学生开始把熔喷布取出，果然能贴在墙面上。

师：那这几块价格不同的口罩里的熔喷布，谁的静电性大呢？

生1：把它们都贴墙上看看。

生2：如果都能贴得上，怎么比？

生1：那就看谁贴的牢。

大家分组实验，结果3种口罩中的熔喷布都牢牢地贴在墙上。

生：我在电视上见过，有静电性的东西可以吸附一些很轻很小的小纸屑。我们可以对比试

一试。

师：同学们的方法真多，大家可以试一试。

实验比完后，发现这些熔喷布都能吸附一些小的、轻的小纸屑。

师：能不能用这种方法来比较出谁的静电性更强？这种方法可不可靠？

学生摇摇头。

生：老师我们发现实验结果没有统一的标准，所以很难衡量。如果小纸屑的大小一样，我们就可以数一数吸上去的小纸屑数量。

生：小纸屑那么微小，数一数太麻烦了。

生：老师有没有什么工具可以测一测？

师：同学们还真有，老师从专业机构了解到静电性是可以测量的。于是，教师出示了准备好的仪器——静电测试仪，对刚才同学们的两块熔喷布进行了精确地测量。

同学们连呼神奇，对这个小小的机器竖起了大拇指。

进阶策略：抽象思维是以科学判断和推理的形式反映事物本质，达到对事物的本质特征和

内在联系的认知过程。本环节中，教师“推波助澜”促进抽象思维的发展。在比较静电性这个特点时，学生思维从多种方法中逐渐抽象出工具的统一性、公平性这个特点。若没有前面几种实验方法的尝试，就不会发现实验方法的不严谨性，不会寻找到本实验方法比较的本质是什么——统一的标准，科学抽象思维就不会得到进一步发展。

由此可见，以学生思维发展为主线的科学教学，应营造有效问题情境，实现学生思维的自

主建构；通过渐进的任务驱动，实现思维向深层发展；通过问题解决，实现思维层面的深度对话；通过创新应用，实现科学综合思维能力向高阶发展。