培养学生高阶思维，促进其科学概念的精致化建构

余晴

小学科学课程涉及许多基本而重要的科学概念。这些概念是学生掌握科学知识、体会科学思想、形成科学核心素养的重要载体。因而引导学生自主建构科学概念是科学教学的重要任务。在实际教学中，不少科学教师虽然很重视引导学生在经历科学探究活动的基础上进行概念的建构，课堂上也为学生准备了活动材料和记录单，并为学生提供交流、相互质疑的机会，但教学效果却不尽人意。学生在课堂的交流效果缺乏指向主要概念进行有效质疑，思维活动也较为简单，建构的科学概念不全面、不到位。有时学生即使能描述出本课的主要概念，但一转变情景，就不能对科學概念进行应用，更难以在课后应用科学概念去解决生活问题。实际上，学生对概念的理解结果并不是直接来源于外部提供的信息，也不是对原事物的长时记忆，而是个体思维过程的产物。认知过程中的思维方式决定着概念建构的精致化。在科学概念的学习中，“精致化”的实质是对概念的内涵与外延进行尽量详细的深加工，是对科学概念立体的、系统的认知。科学概念的精致建构需要学生启动高阶思维从不同角度、不同层次进行反复思考，不断产生新的认识。当学生建构了精致的科学概念时，他们就能灵活地在各个情景中识别与相关科学概念有关的信息，并灵活应用科学概念。因此，教师有必要在教学过程中采取有效的教学策略培养学生的高阶思维，促进学生科学概念精细化的建构。

一、高阶思维及其对科学概念的建构作用

高阶思维（highorderthinking）是与低阶思维（loworderthinking）相对的概念。依据布卢姆学习目标分类（修订），认知过程维度主要分为六类：记忆、理解、应用、分析、评价、创造六项，其中记忆、理解和应用被认为是低阶思维，分析、评价和创造被认为是高阶思维。高阶思维超越简单的记忆和信息检索，是一种以高层次认知水平的思维方式，能对看似散乱的知识结构进行意义建构。高阶思维能力表现在对事物认知过程中的质疑能力、独立客观判断能力、求真能力，以及自我反思、调整和重新建构的能力。

目前大量的学生依然沿用以记忆力为主导的低阶思维学习方式。这种碎片化、复制化的思维认知方式，表面上能对知识进行的精细认知。实际上，由于不具备系统性、批判性的认知能力，低阶思维学习者对信息的深度加工能力不足，不能对事物形成系统认知，也无力对知识进行重构与创造。他们对概念的掌握是零散而片面、杂乱而僵化的，这导致在课堂上能描述出本课的知识概念，却不能迁移所学的概念应用到现实生活情景中。现代社会，人们每天都会接受大量的碎片化信息。培养学生的高阶思维能力，不仅能促进学生现阶段对科学概念的精致化建构，更为他们终身习得高效的学习方式打下基础。

哈佛大学心理学教授D.Perkins（1992）认为良好的思维能力是一种技术或技巧上的训练结果，需要相应有针对性的练习。在实际教学过程中，通过恰当的教学策略可以有效训练和培养学生的高阶思维能力，同时促进其对科学概念的精致化建构。

二、培养学生高阶思维，促进其精致化建构科学概念的教学策略探讨

1.重视学生的高阶思维培养，设置精致化的教学目标

清晰、精致的教学目标是教师引导学生精致化建构科学概念的指航灯。如果我们的教学目标欠缺精致化，模糊不清，那么课堂上就无法精准地对学生在自主建构科学概念的过程中给予到位的指导。这将导致学生对科学概念的建构往往只停留在“领会、大概知道或好像理解了”阶层，对科学概念的“应用、分析、评价”阶层，特别是“创造”的高阶思维明显够不着。精致的教学目标包括了科学知识目标、探究技能目标、科学态度目标、科学、技术、社会与环境目标等四维目标，也包含了“理解”、“应用”、“评价”、“分析”和“创造”等多个思维阶层。精致的教学目标引领着教师更加精准地引导学生自主建构科学概念，并能运用本课科学概念解释周围相关现象，甚至能解决现实生活中的问题，而且还包括学生在探究与交流中，能分析和评价自己和他人的学习，并不断改进。

2.精致化分析学情，针对学生认知上的难点给予有效的具体感知

小学生的认知以形象思维为主，对具体实物、现象进行直接感知是儿童的主要学习方式。通过对实物和现象的直接感知，儿童能充分获取事物的基本特征、现象之间的联系等信息，这些是儿童利用高级思维建构精致概念的基础。建构不同层次的科学概念，需要教师提供不同的活动材料，以不同的形式呈现给学生进行感知。对于建构物质外部特征的科学概念，直接提供有代表性的实物即可满足学生对此类科学概念的建构。但对于建构事物或现象之间相互关联的科学概念，如结构与功能的联系，天文现象与天体的运转关系等抽象的概念，则需教师针对本课学生概念建构的难点，引导学生在实物或具体现象进行观察的基础上，设计与制作相关模型，并进行测试与改进，不断深处地、充分地感知具体事物之间的关系。这种设计与制作模型的活动，需要学生把科学、技术与工程、数学等多个学科的知识、思维和技能进行了整合，实现跨学科概念的建构，挖掘更深层的科学本质和规律。

3.设计有结构的真实学习情境，帮助学生对科学概念进行反复的感知和迁移

人的认知过程即是人与环境的相互作用的过程。当人遇到问题情境，会启动思维从环境中收集相关信息，建构相关的概念或者生成策略解决问题。教学情境就是以直观方式呈现书本知识所表征的实际事物或事物的相关背景，使抽象的知识具体化、形象化。课堂上创设多个有结构的、与科学概念相关的真实学习情境，有利于学生对科学概念进行反复、充分感知，并促进学生进行分析、假设、预测、创造等高阶思维活动，引领学生对科学概念进行建构和迁移。笔者在执教教科版一年级上册《用手来测量》一课时，基于学生认为生活中只能用尺子来测量长度的前概念，在导入环节创设了一个没有尺子的情况下却需要进行测量门槛长度的生活情境，有效地唤醒学生原有的知识，并与学生的认知水平发生冲突，很好地激发了学生进行探究的欲望。在建构了用手测量的相关概念和掌握了技能后，笔者又“带领”学生回到导入环节的生活情境，让学生应用刚学会的科学概念和测量技能测量门槛模型的长度。接着，笔者进行情境迁移，为学生创设到商场为门槛挑选合适长度地垫的情景，让学生体验用科学概念与技能解决生活问题的成功感。最后，通过布置课外亲子活动，让学生体验用更多的身体部位测量身边生活物品的长度，使学生对本课的科学概念进行拓展与延伸。

4.预设学生表达探究结果的困难，引导学生应用多种表达方式提高课堂交流的有效性

交流是利用各种方式互相交换彼此想法。在汇报与相互质疑的交流中，学生需要启动解释、评价和创造等高阶思维，这就促进了学生对概念更细致、更深层次的建构。日常教学中，许多教师为学生提供的交流方式较为单一，基本上以记录单的形式进行展示与汇报。这种方式较为抽象的探究结果，不能够很好地直观形象进行展示。如《把种子传播到远处》、《月相》等课，对于表述能力有限的小学生来说，他们难以用图文的形式和语言表述清楚其探究结果。这就阻碍了学生课堂上的互动交流，使得他们难以在交流中碰撞出思维的火花。对于这些较为抽象的探究结果，教师可以引导学生利用实物、模型，或是一些电教设备进行展示。多形式的交流方式能促使学生更全面、更深入地表达自己的想法，为生生之间的充分交流提供必要基础。如在执教四年级下册《把种子传播到远处去》一课，笔者先提供各种有代表性的种子实物给学生进行观察，接着以驱动任务的形式让学生根据观察发现，设计与制作能传播到远处的种子模型。在交流汇报的过程中，学生用语言和图文的方式展示对种子结构的观察发现，用种子模型的设计图和种子实体模型以及现场展示种子模型的传播效果来表达种子结构与传播方式的关系。基于各种直观而有趣的展示，学生非常有效地表达了自己的观察发现、推测和想法，生生之间的互动顺畅无阻，思维非常活跃。学生不仅顺利地建构了“种子的结构与其传播方式相适应”的科学概念，还对“植物的结构与环境”、“植物的结构与繁衍”等科学概念进行了初步探讨。可见，多种形式的交流形式可以有效促进学生高阶思维的发展，使其建立更加系统、立体的科学概念。

责任编辑邱丽