〔摘 要〕 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是小學(xué)科學(xué)課程的重要內(nèi)容。本文通過對(duì)二年級(jí)科學(xué)課《神奇的紙》教學(xué)過程的分析，深入剖析小學(xué)生科學(xué)思維發(fā)生的真實(shí)情境，揭示學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的邏輯路徑和教學(xué)原則，即以學(xué)生真實(shí)的生活為導(dǎo)向，進(jìn)行教材的二度開發(fā)，運(yùn)用多種教學(xué)方式，讓學(xué)生在自主探究、合作交流、積極展示中獲得科學(xué)思維的全面發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；“思維發(fā)展”；實(shí)踐探究

〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 23 076-078

在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，科學(xué)思維被明確地表述為科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生的核心素養(yǎng)之一?？茖W(xué)思維作為核心素養(yǎng)之一，是科學(xué)課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，主要包括以模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等方式認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互聯(lián)系關(guān)系?？茖W(xué)思維作為核心素養(yǎng)，可以避免科學(xué)探究流于形式，更有利于深度學(xué)習(xí)的發(fā)生、探究成效的提高，以及學(xué)生核心素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、去偽存真：指向?qū)W生科學(xué)思維發(fā)展的教學(xué)探析

若期于在《神奇的紙》的三次教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，需要根據(jù)科學(xué)的課程屬性，遵循學(xué)生的思維規(guī)律，讓課堂教學(xué)能夠聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的進(jìn)階發(fā)展。

（一）指向科學(xué)知識(shí)的教學(xué)

在第一次教學(xué)中，教師只關(guān)注到了“紙”的知識(shí)的習(xí)得，沒有讓學(xué)生通過思維的活動(dòng)建立概念。首先，教師出示了各種紙，然后帶來了“小馬過河”的游戲，讓學(xué)生觀察“小馬”，探究普通紙和“改造紙”在承重方面的不同。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生并沒有建立起紙張不同形狀承重也不同的科學(xué)思維。在交流討論環(huán)節(jié)，學(xué)生圍繞“神奇”的紙展開討論，但是其對(duì)話都是建立在已有生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)知識(shí)再發(fā)現(xiàn)，缺乏核心問題的引導(dǎo)，也沒有促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的產(chǎn)生。盡管在課堂上教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用了自學(xué)、合作學(xué)習(xí)、展示學(xué)習(xí)等比較先進(jìn)的學(xué)習(xí)方式，給學(xué)生提供了思維活動(dòng)的空間與實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)了思維的價(jià)值與意義，但在這個(gè)階段，教師更多地指向讓學(xué)生能夠從“知識(shí)”層面了解“材料經(jīng)過加工、改造、優(yōu)化后其性能會(huì)發(fā)生改變”的科學(xué)概念。

（二）指向科學(xué)實(shí)踐的教學(xué)

在第二次教學(xué)中，教師對(duì)第一次教學(xué)中比較好的做法予以保留，同時(shí)對(duì)學(xué)生自主探究的過程進(jìn)行了改進(jìn)。主要圍繞四個(gè)具有代表性的“紙橋”形狀進(jìn)行探究，最后讓學(xué)生在具體操作中感知“瓦楞狀”的紙橋承重能力最強(qiáng)，能承載兩個(gè)鉤碼的重量而不倒塌。在學(xué)生獲得初步的經(jīng)驗(yàn)之后，教師組織學(xué)生圍繞“瓦楞狀”紙橋的承重進(jìn)一步探究，圍繞彈性、承重能力、隔熱能力等方面，對(duì)普通紙與瓦楞紙進(jìn)行比較觀察，完成實(shí)驗(yàn)記錄單。在本次教學(xué)過程中，教師注重學(xué)生自主進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐，學(xué)生所獲得的概念都源于探究發(fā)現(xiàn)。不足在于教師沒有創(chuàng)設(shè)真實(shí)的任務(wù)情境，在實(shí)踐過程中，學(xué)生的思維活動(dòng)是無序的，其在小組探究中沒有明確的分工，沒有運(yùn)用模型分析、推理論證等科學(xué)思維方式完成概念建構(gòu)。

（三）指向科學(xué)思維的教學(xué)

在第三次教學(xué)中，教師圍繞《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出的科學(xué)課程落實(shí)要求，緊緊圍繞“科學(xué)知識(shí)”與“探究實(shí)踐”的兩位一體，以學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展為課程設(shè)計(jì)依據(jù)，重構(gòu)教學(xué)過程。在教學(xué)第一環(huán)節(jié)，展示學(xué)生課前自制的“小馬過河”，通過組織學(xué)生觀察分類，形成具有代表性的研究對(duì)象。接著讓學(xué)生通過操作探究，對(duì)不同形狀的“小馬過河”的承重進(jìn)行比較，得出“瓦楞狀”承重最好的結(jié)論。然后圍繞瓦楞紙與普通紙進(jìn)行研究，學(xué)生在開展了動(dòng)手折疊瓦楞紙、對(duì)比觀察普通紙和瓦楞紙側(cè)面的形狀、畫出兩者的側(cè)面形狀、按壓兩種形狀的紙?bào)w驗(yàn)其彈性、把重物分別放在兩種形狀的紙上觀察其承重能力、隔著兩種形狀的紙分別感受杯中熱水的溫度等活動(dòng)之后，對(duì)“改變紙的形狀能改變紙的性能”有了親身經(jīng)歷和體驗(yàn)。在展示和匯報(bào)交流時(shí)，學(xué)生能尊重事實(shí)，在記錄單的提示下，用科學(xué)規(guī)范的語言描述普通紙和瓦楞紙的不同之處。在學(xué)生建立了“材料經(jīng)過加工、改造、優(yōu)化后其性能會(huì)發(fā)生改變”科學(xué)概念的基礎(chǔ)上，教師讓學(xué)生拿出從家里帶來的紙箱或者紙箱的紙板，觀察其剖面里的瓦楞紙，認(rèn)識(shí)到瓦楞紙的設(shè)計(jì)增加了紙箱的承重能力，紙箱也更加堅(jiān)固，從而認(rèn)識(shí)到“材料性能改變或優(yōu)化后可以用來制作符合一定功能需要的物品”。雖然由于年齡原因，學(xué)生不能準(zhǔn)確說出以上兩個(gè)科學(xué)概念，但經(jīng)過課前制作和課堂學(xué)習(xí)，他們心里認(rèn)同“改變了紙這種材料的形狀后，變得與之前不同，還能制作人們想要的東西”。在拓展環(huán)節(jié)，教師出示用瓦楞紙制作的杯墊、杯套、工藝品等，使學(xué)生的視野不局限于紙箱。在學(xué)生對(duì)材料的研究興趣高漲時(shí)，教師播放了兩個(gè)小視頻，“用紙做沙發(fā)”和“紙的吸水性變化”，讓學(xué)生在課后嘗試制作。

二、抽絲剝繭：促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的設(shè)計(jì)邏輯

通過以上三次教學(xué)的逐步改進(jìn)，不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展要立足于操作實(shí)踐，讓學(xué)生在真實(shí)的生活場景中找到學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的價(jià)值意義，讓學(xué)生在自主探究中完成概念的建構(gòu)。

（一）通過實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移

在教學(xué)中，如果教師僅僅將教學(xué)目標(biāo)定位為“認(rèn)識(shí)紙”的一般知識(shí)，則學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)只能停留在課程的淺表處，無法促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的開始，也很難形成有效的思維活動(dòng)，更難從生活實(shí)踐層面感知紙的“科學(xué)”價(jià)值。在第三次教學(xué)中，教師通過設(shè)計(jì)多次探究活動(dòng)，讓學(xué)生在具體的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行探究，感受到了瓦楞紙的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，也發(fā)現(xiàn)了瓦楞紙?jiān)谏钪械倪\(yùn)用。瓦楞紙所帶來的變化，正是源于人們對(duì)紙的科學(xué)認(rèn)識(shí)。圍繞“改變紙的形狀”這一科學(xué)思維方式，教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究生活中紙的應(yīng)用，讓學(xué)生了解更為豐富的科學(xué)知識(shí)，從而有機(jī)打通了課堂與生活的通道，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的有效遷移，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）通過鏈接，完成學(xué)習(xí)“閉環(huán)”

紙是學(xué)生生活中司空見慣的材料，也是科學(xué)課上經(jīng)常使用到的實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生對(duì)于紙具有一定的認(rèn)知。但是，當(dāng)紙的形狀發(fā)生變化后，會(huì)有哪些改變？這些改變遵循了什么樣的科學(xué)原理？這些改變與生活有哪些聯(lián)系？則需要回到學(xué)生的生活，讓學(xué)生鏈接生活，找到學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，走向?qū)W習(xí)的生活終點(diǎn)，完成學(xué)習(xí)的“閉環(huán)”。在這節(jié)課中，圍繞瓦楞紙的彈性，教師可以讓學(xué)生親自摸一摸、壓一壓、捏一捏，還可以讓學(xué)生觀察快遞箱中鋪放的瓦楞紙，讓學(xué)生思考其中蘊(yùn)含的科學(xué)道理。再如對(duì)“瓦楞”這一名詞，教師可以讓學(xué)生觀察屋頂?shù)耐撸ㄟ^瓦引出“瓦楞”，再得出“瓦楞結(jié)構(gòu)”。這樣循序漸進(jìn)的活動(dòng)，能夠幫助學(xué)生更好地了解科學(xué)知識(shí)。

（三）多元整合，發(fā)展科學(xué)思維

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要注重“跨學(xué)科”學(xué)習(xí)，運(yùn)用不同課程的知識(shí)幫助學(xué)生形成科學(xué)知識(shí)，建立科學(xué)思維，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。在教學(xué)伊始，教師通過“小馬過河”的實(shí)驗(yàn)引出教學(xué)。“小馬過河”是學(xué)生耳熟能詳?shù)墓适?，講了一匹小馬幫助媽媽磨面的故事。小馬要馱著糧食過河，這里就有了“承重”的概念，也是這節(jié)課學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。在進(jìn)行瓦楞紙的研究中，學(xué)生需要測量“小馬”的長度、高度、寬度等，通過記錄、分析、比較得出結(jié)論，這個(gè)過程需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)。在交流展示的環(huán)節(jié)，學(xué)生運(yùn)用規(guī)范的語言匯報(bào)交流，這與學(xué)生表達(dá)能力息息相關(guān)。在搜集相關(guān)資料時(shí)，學(xué)生還需運(yùn)用到信息科學(xué)的知識(shí)，而進(jìn)行操作實(shí)踐的時(shí)候，則是勞動(dòng)素養(yǎng)的具體體現(xiàn)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師不能“窄化”科學(xué)教學(xué)，而應(yīng)根據(jù)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的需要，綜合運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生在真實(shí)的生活情境中發(fā)現(xiàn)科學(xué)，探究科學(xué)，調(diào)動(dòng)已有的生活經(jīng)驗(yàn)發(fā)展科學(xué)思維。

三、依標(biāo)據(jù)本：培育學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的實(shí)施路徑

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中對(duì)“科學(xué)思維”的表述主要集中在科學(xué)推理、科學(xué)論證、模型建構(gòu)等方面。對(duì)于所有課程而言，隨著時(shí)間的流逝，學(xué)生留下的“有用的東西”就是思維。

（一）以問題為導(dǎo)向培育思維形成

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，應(yīng)通過問題導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生探究科學(xué)規(guī)律，揭示科學(xué)秘密。在《神奇的紙》的教學(xué)中，從科學(xué)觀念角度看，需幫助學(xué)生建立“紙張經(jīng)過加工、改造、優(yōu)化后其性能會(huì)發(fā)生改變”的觀念，同時(shí)形成“性能得到改變與優(yōu)化的紙張可以用來制作具有一定功能的物品”的觀念；從科學(xué)思維角度看，學(xué)生能夠?qū)ζ胀ǖ腁4紙進(jìn)行加工改進(jìn)，與“瓦楞狀”紙進(jìn)行比較，描述紙張經(jīng)過折疊產(chǎn)生的變化；從探究實(shí)踐角度看，發(fā)展學(xué)生改造材料的興趣，讓其能夠從不同角度認(rèn)識(shí)材料，從而了解材料會(huì)隨著人們對(duì)科學(xué)認(rèn)知的深化不斷得到改進(jìn)。基于這些目標(biāo)，在教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)貫穿學(xué)習(xí)始終的問題情境：幫助“小馬”過河。這樣，有了明確的學(xué)習(xí)任務(wù)，再通過觀察、探究、比較、記錄、匯報(bào)等學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在主問題的引領(lǐng)下，成為學(xué)習(xí)的主體，不斷形成“專家思維”，解決“小馬”過河問題。

（二）以實(shí)驗(yàn)為載體促進(jìn)思維發(fā)展

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是形成科學(xué)認(rèn)知的關(guān)鍵方式。進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律?！渡衿娴募垺肥强平贪娑昙?jí)教材的內(nèi)容，第一學(xué)段學(xué)生動(dòng)手能力還不強(qiáng)，這就決定了在提供實(shí)驗(yàn)材料的過程中，教師要根據(jù)二年級(jí)學(xué)生的年齡特點(diǎn)，提供易于操作的材料。如在進(jìn)行紙的研究中，教師應(yīng)用A4紙，讓學(xué)生采用折一折、疊一疊等方式進(jìn)行探究，這就符合了學(xué)生的能力特征。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要充分考慮學(xué)生的思維特點(diǎn)，允許學(xué)生“懷疑”：在“瓦楞狀”的實(shí)驗(yàn)中，是不是“棱”越多越好、越高越好？教師可以放手讓學(xué)生進(jìn)行探究，讓學(xué)生通過觀察、比較得出結(jié)論。要鼓勵(lì)學(xué)生合作探究，在實(shí)驗(yàn)操作中，教師要組織學(xué)生開展對(duì)話、討論，支持學(xué)生產(chǎn)生真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，主要通過三次實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生完成科學(xué)思維的發(fā)展過程。一是按一按：將白紙與瓦楞狀紙分別平放在桌面上，用手輕輕按一按白紙和瓦楞狀紙，體驗(yàn)手心的感覺，將感受記錄在實(shí)驗(yàn)單中。二是放一放：取兩本字典平放在桌面上，字典之間保持一定的距離，將白紙放置在兩本字典（河岸）上，接著由輕到重將物體（糧食）放在紙（小馬）的正中間，直到紙塌陷為止。測試完白紙后，再測一測瓦楞狀紙能承受多少重量。三是摸一摸：領(lǐng)取一杯熱水，分別用白紙和瓦楞狀紙貼著杯子，感受冷熱的程度差異，對(duì)比兩者間的區(qū)別。

（三）以生活為本源促進(jìn)思維落地

科學(xué)知識(shí)源于人們對(duì)生活的理解與思考，科學(xué)課程是具有生活性、實(shí)踐性和思維性的課程。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，讓科學(xué)從“知識(shí)課堂”走向“生活課堂”，是科學(xué)思維得以發(fā)展與落地生根的關(guān)鍵。在《神奇的紙》教學(xué)中，運(yùn)用“紙張經(jīng)過加工、改造、優(yōu)化后其性能會(huì)發(fā)生改變”“性能得到改變與優(yōu)化的紙張可以用來制作具有一定功能的物品”兩個(gè)科學(xué)思維，指導(dǎo)學(xué)生在生活中進(jìn)行實(shí)踐。如在課后可以做一張“油紙”，驗(yàn)證“油紙”的防水功能，進(jìn)而思考在生活中有哪些領(lǐng)域運(yùn)用了這些性能。在獲得對(duì)瓦楞紙的性能認(rèn)知后，在生活中尋找應(yīng)用“瓦楞紙”的生活場景，還可以在家長的幫助下，搜集更多的“瓦楞”科學(xué)概念，感受物品改造后的性能優(yōu)化。

總之，科學(xué)思維是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的“隱性知識(shí)”，但又是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)得以發(fā)展的“關(guān)鍵知識(shí)”。在科學(xué)課堂上，應(yīng)通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活場景，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的過程中，動(dòng)手能力、觀察能力、思維能力得到同步發(fā)展；讓其在合作、交流、展示中驗(yàn)證預(yù)設(shè)、得出結(jié)論、走向生活，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展貫穿于課堂的始終。

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