面向未来的科学课，到底该如何培养学生的核心素养？

李  霞

杭州基础教育研究室附属学校

全球科学技术发展对人才素质不断提出更高的要求。为培养具有自我学习、自我创新的高素质人才，世界各国强调围绕核心素养进行课程与教学改革，我国新课程改革也将提高学生的核心素养作为基础教育的重要目标。科学课程是培养学生核心素养的主要课程，强调对学生科学素养的培养，要求学生掌握思维方法，提高批判性思维能力，创造性思维能力以及与他人合作交流的能力。

在教学中如何有效培养学生的科学素养，是科学课程改革的重点和难点。思维型课堂学习基本原理已被实践证明可以有效提高学生的思维能力及其它素养，在思维型课堂学习原理的指导下，建构并实施科学思维型教学模式，可以切实提高科学教学质量，落实国家核心素养的培养目标。

思维型课堂教学原理的核心思想

胡卫平教授认为教学的核心是思维，思维的发生标志着学习的产生。学生在学习过程中，伴随着自身对问题的思考和内化，使得核心素养得以提高。学生的学科知识、学科技能、学科思维、学科情感等各方面素养中，最核心的是学科思维。核心素养的各个方面均与思维有着密切的关系。胡卫平教授有效整合情境认知教学理论和建构主义理论、最近发展区理论、聚焦思维结构的智力理论，提出了思维型课堂教学的基本原理。他提出课堂教学应体现：动机激发；认知冲突；自主建构；自我监控；应用迁移五个核心原理。

动机激发

动机激发主要指激发学生的内部学习动机，它是学生内部动力的一种表现形式。创设生动有趣、难度适中的问题情境，使学生产生一种寻求问题答案或克服问题挑战的本能倾向，变“要我学”为“我要学”。学习动机的激发对学生积极主动的思维具有先决作用。

认知冲突

认知冲突指当学生面临的问题与要求与现有的认知相矛盾时产生的“两难情境”。这个冲突有助于促进学生积极的认知投入、概念习得，有助于提出新颖问题、获得创造性答案。认知冲突是学生积极修正原有概念、构建新知识的基础。

自主建构

自主建构包括认知建构和社会建构。认知建构强调学习是学生积极主动的构建过程。社会建构则强调课堂中师生之间和生生之间的思维互动、行为互动、情感互动。在互动过程中，师生之间相互影响、相互作用，进而达到心理和行为的改变。

应用迁移

应用迁移是思考和认知的一种方式，学习的目的在于将所学知识和能力迁移到新的问题情境中。思维型教学模式强调学习迁移的重要性，鼓励学生将所学的思维方法应用到新情境中，提高学生分析问题和解决问题的能力。

自我监控

自我监控是学生为了达到学习目标，将自己正在进行的学习过程作为对象，不断地对它进行自觉地计划、检查、评价和控制的过程。通过反思使学生的思维能力得到提升，形成自己的认知策略，提高认知能力。

教学模式的主要功能

教学模式是在一定的教学思想、教学理论的指导下，围绕教学目标并在一定的环境下形成的具有相对稳定结构的教学范型。它是对复杂教学组织方式的简约表示，体现了教育价值取向，决定了行为规则，整合了教学方法和策略。

它以系统的学习理论为内核、以灵活可操作的程序策略为支撑，是有效联结教学理论与教学实践的桥梁，是教师开展课堂教学的有效工具。因此，教学模式的研究在教育改革热潮中一直受到国内外的广泛关注。

通过深度访谈和扎根理论研究，根据概括性、统整性的原则，我们提炼出教学模式的六要素：教育理论（理念）、教育目标、教学过程、教学环境、教师专业能力、教学关系。它们在教学实践中互相影响、互相支撑，既相对独立、又互相依存。在不同教学理论指导下，对某个要素强调程度不同、具体要求不同，产生不同的教学模式。

将教学模式六要素与思维型课堂学习原理有机结合，结合长期的教学经验，我们创新性构建了科学思维型教学模式。该模式强调以诱发思维动机为特征的教学导入，以引发思维动力为特征的教学过程，以思维监控为特征的教学反思和以抽象概括为特征的应用迁移，指向培养学生的核心素养。

思维型科学教学模式的建构与实施

基于思维型课堂教学原理的核心思想和基本特征，基于学生科学学习的特点，基于义务教育阶段科学学习内容的分析，面向不同属性的学习目标，我们演绎出以下三类思维型科学课堂教学模式：思维型概念学习教学模式、思维型科学探究教学模式和思维型问题解决教学模式。

01

思维型概念学习教学模式

科学概念是科学学科知识体系中最基本的构成要素，是学生理解周围客观世界的基础。思维型概念学习教学模式针对概念的理解和应用，在教学中主要用于具体概念和概念属性的学习。

相对于传统的概念教学，本教学模式重视在学生充分感知的过程中发展分析概括能力，在互动交流过程中发展逻辑思维能力，在反思评价中发展对知识模糊性的理解力和包容力。本模式能够帮助学生形成对科学概念的正确理解，丰富学生的学习方法，培养学生的思维能力和思维品质。教学程序见下图。

02

思维型科学探究教学模式

在学生已了解一定科学事实、掌握一定科学概念的基础上，适合运用思维型科学探究教学模式开展教学。探究教学模式最本质的特点是：探究活动起源于一个学生可以研究的科学问题，在寻找问题答案的过程中，学生围绕问题提出初步的假设，随后针对假设开展观察、测量、实验、记录等活动，获取信息和证据，运用归纳、推理、论证、建模等思维方法进行解释，最后通过师生之间和生生之间的交流，形成共识。探究过程中可以重点培养学生的探究技能、推理和论证能力、批判性思维和解决问题的能力，理解科学本质。教学程序见下图。

03

思维型问题解决教学模式

与前面二种教学模式不同，思维型问题解决教学模式不聚焦科学事实和科学概念的获得，也不针对科学问题的探究。这种模式适用于教学“解决生活问题”的内容，教学时以科学概念和科学原理为依据，以现实生活中的问题为出发点，以制作作品或模型为表现形式，最后将作品用于帮助自己或他人解决现实世界中的真实问题。教学程序见下图。

以上三类思维型科学教学模式中，思维型概念学习教学模式的教学目标为：帮助学生理解、掌握具体概念和概念属性，较适用于陈述性知识。教学评价侧重于学生对概念的理解和掌握程度。思维型科学探究教学模式的教学目标为：通过探究活动培养学生的分析、综合、判断、推理能力，培养学生的批判性思维、创新性思维和解决问题的能力。教学评价侧重于分析、综合、判断、推理思维能力和解决问题的能力。

思维型问题解决教学模式的教学目标为：以现实生活中的问题为出发点，以科学概念、原理为依据，以制作作品或模型的形式，学习解决现实生活中的真实问题，适合于技术与工程领域的学习。教学评价侧重于学生“动手做”过程遇到的问题及学生自我管理和交流能力。

这三种模式互相补充，各有侧重，在运用此三类教学模式进行为期两年涉及千名中小学生的教学研究中，学生的科学思维水平、科学探究技能、科学问题解决能力有明显提高，培养学生核心素养的教学效果显著。思维型科学教学模式成为核心素养落地的重要途径。

李霞，杭州经济技术开发区杭州基础教育研究室附属学校副校长，特级教师，教育博士。国标本苏教版小学科学教材编写组核心成员，浙江省名师名校长工程特聘导师，杭州市乡村特级教师工作室特聘导师。

来源 | 光明教育家

编辑 | 思维智汇

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