《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中指出：“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。”在小学科学教学中怎样促进学生思维发展？笔者近年来尝试从“学习进阶”的视野设计开展科学学习活动，以逐步深化的学习活动促进学生的思维不断进阶发展。

学习进阶（learning progressions，简称LPs），是近几年美国科学教育改革中的一个新兴概念，自提出以来就受到了广泛的关注。学习进阶是“对学生在一个时间跨度内学习和探究某一主题时，依次进阶、逐级深化的思维方式的描述”，是学生由低层次向高层次发展进行深度学习的动态过程。学习进阶，不是指学习内容不断扩展增加，而是指学生思维方式的进阶，是从简单的识读、理解逐步走向深层理解、综合理解、迁移应用，从直观思维走向抽象思维、综合思维、批判性思维和创造性思维的进阶。在小学科学教学中，组织学生开展有意义的、不断深化的科学观察、实验探究等学习活动，是促进学生思维进阶与发展的重要途径。下面以苏教版小学科学教材五年级下册中的《研究口罩》一课为例，简要谈谈促进学生学习进阶的小学科学学习活动的设计。

《研究口罩》这课，属于自编课程，曾获得2021届区评优课一等奖。本节课以真“假”口罩这个话题为例。通过聚焦口罩的价格，引导学生比较5分钱和5毛钱的口罩质量真的一样吗？本课的设计目标是鼓励学生通过观察比较、实验设计，试图从口罩的结构和材质上寻找出证据证明自己的猜想。希望通过层层递进的实验设计，为学生搭建思维的载体，引导学生在动手动脑的过程中锻炼综合思维、创造思维，从而提高学生的动手能力和科学素养。

一、了解学生认知水平，找准学习进阶的起点

维果斯基的最近发展区理论认为，学生的发展有两种水平: 一种是学生的现有水平，另一种是学生可能的发展水平，两者之间的差距就是最近发展区。在进行活动设计前，笔者对学生的现有认知发展区进行了问题调查，摸清学生学习进阶的起点，为后面的教学设计和课堂教学提供了依据。

 经过调查笔者发现：五年级的学生能够设计出简单比较透气性的方法，比如用嘴巴吹气的方法，但是学生的思维呈现出定式负效应，方法比较固定单一，缺乏创造性；调查中还发现学生能提出解决问题的方法，但是很难将实验图转化成实物模型，缺少实践性，动手能力相对较弱。这就是本课学生学习进阶的起点，这样的调查帮助教师更加清晰了解学生的认识水平，有利于确定学习进阶起点。

二、认真制定教学目标，定准学习进阶的节点

     学生学习的过程是一个复杂的认知动态发展过程，学生的认知可能会存在科学概念和科学潜概念不断博弈的现象。学习的进程有起点、终点，也包括多个中间段的节点。这些中间节点是学生学习过程中促进学生知识形成和思维发展的脚手架。

本课学习进阶节点包括这几个教学过程和目标，一是能通过拆解口罩，去发现不同的口罩之间结构是有差异的，从而聚焦到口罩中间的核心层——熔喷布的作用；二是能通过小组合作、讨论，自主设计实验来比较不同口罩的透气性；三是在了解口罩的不同特点后，会综合分析口罩的用途，合理选择适合的口罩。

这三个教学目标基于教学内容和学生的实际情况，层层递进，教师精心设计“阶”，使之成为学生积极思考的“脚踏点”，进而一步步推进，促使学生形成思维能力的进阶。

三、精心设计探究活动，搭建学习进阶的台阶

科学课程标准指出: “科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的学习目标，又是科学学习方式”。有效的探究活动，不仅能促进学生形成科学知识，也能提升学生创新思维和科学素养。

（一)真实情境，激发学生探究欲望

面对小学生，我们要在教学过程中提供给学生丰富的情景化体验，要让学生从生活情境状态进入到科学问题的思维状态，激活学生的形象思维。本课从市场上不同的口罩价格引入，引发学生对各种不同口罩用途的猜想。通过这个活动，将学生的注意力从价格聚焦到口罩的质量上，从而让学生有打开口罩看一看口罩里面是什么样子的欲望，于是就有剪开不同的口罩进行比较观察这个活动。有的学生会摸一摸材质的厚度，有的学生会对光看一看，材质是否厚薄均匀，有的学生会闻一闻布料的气味......。这样的情境设计，问题引入是比较自然的，学生从直观思维进入到简单抽象思维也是顺其自然的过程，学习进阶就在不知不觉中发生了。

（二）梯度设计，发展学生抽象思维

     通过简单的摸一摸、看一看、闻一闻只能比较口罩布料的一些表层特点，比如厚度、厚薄的均匀性、光滑度。此时，如果没有更深层次的问题介入，学生的探究就像蜻蜓点水，浅尝辄止，学生思维就会停留在简单的抽象思维层面。本课中通过师生、生生讨论，课堂问题从“怎样比较口罩的质量？”聚焦到科学问题“口罩的核心层（熔喷布）的透气性如何比较？”学生的思维也从感官分析过度到比较分析、迁移应用，层层递进，逐步升级。笔者遵循学生发展的认知规律，通过三次活动设计，设计有梯度的活动，达成本课教学目标，发展学生的抽象思维。

第一次活动设计：挖掘学生的潜概念，引发矛盾

三年级的时候，学生在学《纺织材料》这一课时，学过比较透气性的方法——用嘴巴吹气。但是面对不同口罩的熔喷布，实验现象的差异非常小，人工操作误差又很大。这种比较的方法，不适合。而在实际教学中，要让学生亲自试一试，才能发现问题，才可能出现思维进阶。经过比较，学生发现：呼气的多少很难控制做到每次都一样多，而且很难直观感受到透过熔喷布层的出气量的多少。

此时，大部分学生在这个透气性的方法设计上，思维就遇到了障碍，很难再往前进一步。

第二次活动改进：材料介入辅助设计，不断尝试

这时候，需要教师介入提供一些器材上的帮助，让学生的设计思路不断拓展，能进一步突破认知局限，改进原设计的缺陷。

第二次设计，学生思维就从简单的吹气方法中拓展到了更多的方法，用手挤压充气泵基本能够做到每次出气量是一样大的。此时，思维严谨的学生又提出了挑战：进气的多少是基本能够控制了，但是用手去感觉出气量的多少，依然是不准确的。

学生在问题中，观察比较，分析问题，综合思维得到进阶。但在实际过程中，思维进阶又遇到了新的阻碍，此时需要搭建更高的台阶，顺势引导。

第三次活动改进：实践中改进设计，建立模型

此时，学生发现靠感官感受是不公平的。而透出来的空气是看不见的，怎样才能判断熔喷布的透气性呢？能否借助其他材料，让透出来的空气变得看得见呢？教师再增加一些材料——水，继续讨论设计透气性的方法。

在学生小组讨论后，他们用一个中空的矿泉水瓶嵌在另一个瓶子里，然后加水在熔喷布上，挤压气压泵，观察水泡。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。于是出现了这样的设计，结合设计，他们还做出了一个简单的实物模型。

利用这个模型，他们比较出5毛钱的口罩熔喷布孔又多又密，透气性更好。

三次活动设计，由浅入深，循序渐进，学生在学习过程中经历体验、相互合作、优化设计、解决疑难、学习成效显著。教师在适时的环节提供教学材料，使学生的设计不断优化，不断从实验现象中发现新问题，从问题中寻求解决地新方法，利用已有知识去不断尝试、改进、实践，创造新的方法，不仅动手能力得到发展，而且学生的批判性思维、创造性思维都得到了很大的提升，

（三）整合应用，发展学生的综合思维

在比较了熔喷布的透气性和防水性之后，大多数学生已经得到了结论，他们更倾向于购买5毛钱的口罩。但通过阅读资料，学生了解到口罩的熔喷布在加工时都会喷上驻极母粒，让它带上静电，增加口罩的吸附能力。因此熔喷布的静电性也是判断口罩质量的一个重要指标。综合熔喷布的多个特点进行分析，也是发展学生综合思维的途径之一。

教学片段：

师：通过红外线静电测试仪测量发现，这两块

熔喷布的静电大小分别是1.45kv,1.27kv。

    那现在如果是你购买口罩，你会选择几号口罩？

生1：我会选择5毛钱的口罩，因为它的每个特点都相对更好。

生2：我会选择5分钱的口罩，静电性和5毛钱的差不多，透气性略差一点点，但是它的价格便宜很多，而且我们常州没有疫情的情况下，我们不需要长时间佩戴，偶尔在公共场合佩戴，透气性也是可以的。而且它更便宜。（此处有掌声）

在选择口罩的过程中，学生出现了不同的思维、不同的判断。有的同学会从质量的角度出发选择，有的同学会结合多个特点，比如口罩的材质特点、口罩的质量、口罩的价格、当地的疫情情况......，综合运用所了解的信息去判断，考虑问题更全面。通过这个活动的设计，也让学生有综合分析问题的意识，培养学生综合思维能力。

四、指向科学核心素养，找准学习进阶的终点

 在前面的活动设计中，已经厘清了“从哪里开始”—学习进阶的起点、“所在何处”—学习进阶的中间节点，最后教师心中还必须明确学生要“走向何处”。科学课堂的学习，不仅是学习科学知识，更重要的是领会科学知识背后的科学方法、科学精神，形成探究能力，促进科学核心素养的发展。因此，在进行教学设计时，教师心中要装着“核心素养”，以“教学评一致性”为原则，精准确定学习进阶的终点目标。如本课的设计，以问题为导向-依循学生的猜测-寻找实验证据-得出结论，在寻找证据的过车中，鼓励学生不怕失败、大胆尝试，积极寻求有效的问题解决方法，培养学生问题意识，独立思考、判断的能力，能从多角度、辩证分析问题的能力，建构科学知识，渗透科学方法，从而提高学生的思维品质。

由此可见，在学习进阶理论指导下实施科学教学的设计，对于提高课堂教学有效性具有非常重要的作用，对于落实学科育人目标，提升教师水平也具有重要意义。作为小学科学教师，我们应该提高自身专业素养，顺应学习进阶之势，积极实践，帮助学生实现科学思维和科学探究能力的进阶，进而提升科学素养。