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1、 谈高阶思维视角下科学教学设计策略 冯茹 摘 要高阶思维力量是指一种认知力量和规律力量相对较高的，可以综合理解、分析、运用思维的力量。科学素养包含各个方面，其中一项即是进展学生的思维力量。以苏教版小学科学四年级冷热与温度为例，谈如何从“优化教学目标”“设计问题串”“抓住错误时机”这三个教学策略动身，进展学生的高阶思维。 关键词高阶思维;科学教学;设计谋略 中图分类号 G623.6文献标识码 A文章编号 1007-9068（2023）27-0079-02 高阶思维力量是指一种认知力量和规律力量相对较高的，可以综合理解、分析、运用思维的力量。在科学课上，培育学生的高阶思维力量，主要有四个载体：讨论
2、问题、实践活动、评价的实施、技能的应用。其中，问题是起点，在问题的讨论中，可以使学生保持长期的思索;活动的设计可以使学生的思索过程转移到实践探究;评价是指学生对探究过程是否合理、试验数据是否正确的一种批判;在得到可以实证的结论后，学生可以获得一种技能，并将其应用到生活中。这四个过程可以培育学生的批判性思维、策略性思维、创新性思维等。 那么，在教学实践中，如何培育学生的高阶思维呢？笔者在执教四年级科学冷热与温度一课时，尝试用“优化学生思维进展的教学目标”“探究性问题串的设计谋略”“巧用容错，加强对试验数据的分析”的方式进展学生的高阶思维。 一、优化教学目标，提高思维深度 在制定教学目标时，教师应
3、结合科学学科性质和学生的实际状况对教学目标进展适当的调整，并依据教学目标对教学内容进展科学加工，从而使学生的思维得到有层次地进展。 冷热与温度一课的原教学目标如下：（1）使学生知道如何正确使用温度计测水温。（2）能够连续测量一杯热水的温度变化并分时段记录数据。（3）依据记录的数据概括热水变凉的规律。笔者认为，这样的教学目标看似合理，实则忽视了对学生高阶思维的培育，主要表现在：（1）注意学生对试验操作技能的把握，探究活动多，缺少思维加工的过程。（2）学生在连续测量进展探究活动时，局限于知道、理解如何连续测量一杯热水的温度，并发觉温度的变化，思维深度缺乏。总之，原教学目标过于简洁，没有突出思维的重
4、要性，难以有效促进学生高阶思维力量的进展。 为此，笔者基于学生思维进展的层次性对本课的教学目标进展了优化：（1）重视数据分析，知道牢靠数据是科学试验胜利的根底。（2）用科学的方法设计试验来探究热水变凉的规律，通过分析试验数据得出结论。通过对数据的分析，学生知道什么样的数据是牢靠的、能利用的;同时，对错误数据的分析，可以为学生重新设计试验做好铺垫。这样的目标制定，更能促进学生科学探究意识的培育和高阶思维的进展。 二、设计问题串，供应思维支架 问题串就是跟随情境提出的一连串的问题，每个问题都是学生思维上升的阶梯。好的问题串可以引导学生逐步深入地分析和解决问题，有效提升学生的思维进展和科学素养。本课
5、的重点是先让学生猜想热水变凉的过程有没有规律，然后围绕自己的猜想去设计试验进展探究。笔者从四年级学生的年龄、认知、思维特点动身，设置积极的、详细的、有层次的问题串，引导学生建立不同概念之间的联系。 教学片段： 教师让学生代表1测量一杯热水的温度，并观看红色液柱的变化。 师：你看到红色的液柱有什么变化？ 生：上升了。 师：答复得很好！那么，能具體描述一下液柱上升时的速度是如何变化的么？ 生：先是很快上升，然后变慢了，最终不动了。 师小结：刚刚液柱上升的规律很明显，先快后慢，最终不动了。那它会始终停在这个位置么？ 生：不会的，过一会热水会变凉，液柱就会下降。 师：那你们猜猜看，液柱下降的速度（温度
6、下降的速度）有没有规律呢？ 生1：可能和液柱上升的规律一样，先是很快，然后变慢，最终不动。 生2：可能先很慢下降，然后很快下降。 生3：可能始终很快的下降。 生4：可能匀速下降，也可能渐渐地下降。 在这一教学片段中，笔者首先制造条件，让学生观看热水中红色液柱的变化状况，获得“测量热水温度时液柱上升的规律变化”的前概念，这时，他们对温度的变化有了一个比拟直观的印象。接着，笔者引导全体学生合理的推断热水下降时的规律。笔者设计的问题串是： （1）用温度计测量热水温度时，液柱有什么变化？ （2）液柱上升时的速度是如何变化的？ （3）液柱会始终稳定在这个位置么？ （4）推想热水温度变凉时，液柱下降的速度
7、是如何的？ 问题（2）（3）（4）是在问题（1）的根底上提出，整个问题串呈递进的关系。其中，问题（1）主要考察学生对一种试验现象的陈述，属于低阶思维，而问题（4）是学生在问题（2）的根底上，对另外一种未知试验现象的推断，属于高阶思维。由此可见，低阶思维和高阶思维是相互转化的，教师可以利用有层次的问题串引发学生深度的、简单的思索，为学生高阶思维的进展供应支架。 三、抓住错误时机，激发思维火花 在教学中，教师要把学生消失的错误当作难得的资源，并加以运用。例如，当某一学生发表了自己“错误”的观点后，教师并不急于否认，而是给学生足够时间思索，逐步引导学生识错、议错、纠错。这个过程可以培育学生的批判性思
8、维，使学生学会批判，在批判中培育学生的创新思维力量。 教学片段：初步分析数据，发觉问题 教师分别给每组预备一杯热水。小组成员根据从1号到6号的挨次依次测量水温，并分别做好记录，活动完毕后引导学生分析数据。 案例1：某组的1号同学测量的温度低，2号同学测量的温度反而高了。 师：大家觉得这样的数据合理么？为什么？ 生：不合理，由于热水会变凉的，所以第一个测量的同学记录的数据是最高的，而后面测量的同学记录的数据应当会变低的。 师：消失这样的缘由可能是什么？ 生1：可能没有等到液柱稳定就读数了。 生2：也有可能他们读数时视线没有平视刻度线。 案例2：某组1号同学测量的数据和6号同学测量的数据差距不明显
9、。 师：请同学们相互争论并思索以下问题。 （1）在猜测热水温度下降的规律时，你准备怎样分析这6个数据？ （2）为什么会消失数据之间太接近甚至一模一样的状况？ （3）你准备如何重新设计试验？ 生争论后汇报。 生1：分析这6个数据的规律时，可以前后数据相减。 生2：数据太接近甚至一模一样是由于间隔时间太短了。 生3：我准备重新设计试验时要保证有肯定的时间间隔，间隔时间要一样，而且长短要适宜，比方我们组认为间隔时间可以设置为两分钟。 高阶思维总是从低级思维渐渐进展的，因此，这一教学环节，首先强调了学生的试验操作技能，并没有思维的深度加工，属于低阶思维。接着，学生在分析数据之间有没有规律，并说明自己是
10、如何分析的，这一环节表达了学生的思辨过程，属于高阶思维。 明显，在第一次测量热水温度的活动中，学生记录的数据是有问题的，通过分析有错误的数据，学生可以为接下来重新设计试验做好铺垫。在案例1中，1号同学测量的温度比2号同学测量的温度低，这一错误的数据可以使学生重新端详自己的操作是否标准。在案例2中，消失温度数值太接近甚至一模一样的状况。这时，教师可以让学生分析可能的缘由是什么。全班学生都参加了这一探究活动，他们清晰这一测量过程是1号到6号同学轮番进展的，也就是有间隔的测量，所以大多数学生都可以想到是测量时间间隔太短导致数据太接近。这时，教师再顺势追问：“你如何把握时间间隔？”经过学生对数据的争论
11、分析，他们便清晰设计热水变凉规律的试验要满意两个条件：间隔时间要长短适宜、间隔时间要一样。学生也会明白在试验的过程中要留意哪些细节，如第一次读数要等到液柱稳定、操作要标准、温度计要固定、需要计时器等。 通过教师的引导，学生可以找到错误的根源，为接下来自主设计试验探究热水变凉的过程供应了更为清楚的思路。可见，错误也是课堂中的一种珍贵资源，只要合理利用，就会得到意想不到的教学效果。在学生初次轮番测量热水温度时，教师让学生分析数据之间是否有规律，大局部学生不会找出规律。接着，教师再引导学生分析缘由，学生会逐步熟悉到初次测量的错误操作。在识错的根底上，教师再引导学生分析错误，最终使得他们订正错误，重新
12、设计试验。这一环节进展了学生的批判性思维和创新性思维。由此可见，“巧用容错”可以使学生的思维呈现出螺旋上升趋势，帮忙进展学生的高阶思维。 综上所述，高阶思维的课堂并不是盲目地追求学问的数量和难度，而是关注学生在学科力量、推理力量、问题解决力量、在核心素养等方面的进展。每个儿童都具有自己的独特性，他们对这个世界布满了奇怪心，具有与生俱来的探究学习的天性。在科学课堂上，教师应当爱护学生的这种奇怪心和探究欲望。这就要求我们每一位科学教师遵循儿童的天性，不断創造良好的探究情境，使学生真正享受到学习给他们带来的愉悦和成就感。如此一来，我们就可以打造真正的高阶思维课堂。 （责编 韦淑红） 猜你喜爱高阶思维
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