韓葵葵 胡衛(wèi)平

隨著經(jīng)濟(jì)全球化，國(guó)際市場(chǎng)和社會(huì)需要全面發(fā)展的科技創(chuàng)新人才。21世紀(jì)科學(xué)教育的目標(biāo)是提升學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)改革正在逐漸走向深入，走向?qū)W習(xí)的本質(zhì)——思考，而教學(xué)的核心就是思維。科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的學(xué)科思維包括推理論證、模型建構(gòu)、創(chuàng)新思維3個(gè)方面。科學(xué)論證能力是指學(xué)生以科學(xué)知識(shí)為中介，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)資料提出主張和進(jìn)行推理，反思自己和別人論點(diǎn)的不足以提出反論點(diǎn)，同時(shí)反駁他人的質(zhì)疑和批判為自己辯護(hù)的綜合思維能力[1]。本文將基于合作論證科學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)生活科技類課程，并且融入STEM跨學(xué)科理念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力和問題解決能力。

合作論證科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)模式

思維型課堂教學(xué)理論以聚焦思維結(jié)構(gòu)的智力理論為基礎(chǔ)，著眼于課堂教學(xué)中的思維活動(dòng)，意在提高課堂的教學(xué)質(zhì)量。思維型課堂教學(xué)理論包括認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、自我監(jiān)控和應(yīng)用遷移4個(gè)方面的基本原理。本研究根據(jù)思維型課堂教學(xué)理論[2]和思維型科學(xué)探究教學(xué)理論[3]，將圖1的合作論證學(xué)習(xí)流程融入科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，建構(gòu)合作論證科學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式（見表1），其特點(diǎn)是以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)精神與合作，學(xué)生積極交流、思考并實(shí)踐解決實(shí)際問題。

合作論證科學(xué)實(shí)踐教學(xué)分為4個(gè)階段：認(rèn)知沖突，自主建構(gòu)，自我監(jiān)控和應(yīng)用遷移;6個(gè)環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)情境，形成探究問題，設(shè)計(jì)和開展探究，解釋和交流探究發(fā)現(xiàn)，反思探究發(fā)現(xiàn)，遷移和應(yīng)用。4個(gè)階段和6個(gè)環(huán)節(jié)的具體關(guān)系如表1所示。

第一階段：認(rèn)知沖突。創(chuàng)設(shè)能夠激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的情境，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

環(huán)節(jié)1.創(chuàng)設(shè)情境。教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)是幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用規(guī)范，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究的先決條件。教師要通過提出一些啟發(fā)性的問題并提供豐富有趣的活動(dòng)材料，創(chuàng)設(shè)能夠引起學(xué)生認(rèn)知沖突的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，引發(fā)學(xué)生的積極思維。因此，科學(xué)探究教學(xué)應(yīng)設(shè)計(jì)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的開放式問題，激發(fā)學(xué)生積極參與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

第二階段：自我建構(gòu)。重視課堂互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)的思維

環(huán)節(jié)2.形成探究問題?？茖W(xué)思維活動(dòng)從各種問題開始，科學(xué)探究的邏輯起點(diǎn)是問題。學(xué)生需要通過觀察、聯(lián)想、比較、類比、分析、發(fā)散等思維方式抽取、識(shí)別和明確可探究的科學(xué)問題。在科學(xué)教學(xué)中，教師需要在教學(xué)的時(shí)候有效地鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立提出、處理并且解決問題的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生“敢想敢問”的問題意識(shí)，從中體驗(yàn)到自尊心和責(zé)任感，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造個(gè)性的發(fā)展。

環(huán)節(jié)3.設(shè)計(jì)和開展探究。學(xué)生以小組合作的方式設(shè)計(jì)方案，從實(shí)驗(yàn)中尋求證據(jù)以驗(yàn)證假設(shè)。這是一種讓學(xué)生通過合作探究、收集實(shí)驗(yàn)資料，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，分析資料得出科學(xué)結(jié)論并解決問題的途徑與方法。在持續(xù)的探究與論證活動(dòng)中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何有邏輯地表達(dá)自己的想法，如何形成問題，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或制作方案進(jìn)行探究，如何提出有證據(jù)的說服敘述，以及如何對(duì)他方立場(chǎng)提出有根據(jù)的質(zhì)疑等，從而對(duì)科學(xué)論證的方法與內(nèi)涵有更深入的理解。

環(huán)節(jié)4.解釋和交流探究發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)解釋的成分包含主張、證據(jù)和推理。科學(xué)探究結(jié)果和產(chǎn)品性能可以作為論證的源頭，而論證可以創(chuàng)造一個(gè)強(qiáng)化解釋的情境。因此，科學(xué)解釋有其更清楚而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)涵。很多學(xué)生認(rèn)為，當(dāng)他們完成實(shí)驗(yàn)探究或產(chǎn)品制作時(shí)，實(shí)踐活動(dòng)便結(jié)束了，其實(shí)此時(shí)科學(xué)論證才真正開始?？茖W(xué)解釋和交流是科學(xué)論證的一部分，對(duì)學(xué)生而言，建構(gòu)解釋不但能夠幫助他們了解現(xiàn)象，還能引導(dǎo)刺激他們進(jìn)入科學(xué)思考和科學(xué)探究的過程。

第三階段：自我監(jiān)控。注重元認(rèn)知能力，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程、思維方式、所學(xué)知識(shí)和方法等，進(jìn)行總結(jié)和反思

環(huán)節(jié)5.反思探究發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)實(shí)踐活動(dòng)結(jié)束后，學(xué)生回顧數(shù)據(jù)，自發(fā)地進(jìn)行反思。過程中學(xué)生要進(jìn)行設(shè)計(jì)方案、制作過程、產(chǎn)品性能的反思和論證。學(xué)生需要從背景知識(shí)出發(fā)，聯(lián)系學(xué)習(xí)目標(biāo)，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度系統(tǒng)地對(duì)探究過程進(jìn)行批判性回顧;以分析、比較、概括等思維方法為基礎(chǔ)，對(duì)探究過程進(jìn)行反思和自我評(píng)價(jià)，同時(shí)為下一輪科學(xué)探究提出新的問題。

第四階段：應(yīng)用遷移。加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何將科學(xué)探究過程中學(xué)到的知識(shí)、方法和態(tài)度遷移應(yīng)用到真實(shí)情境和其他領(lǐng)域

環(huán)節(jié)6.遷移和應(yīng)用。學(xué)生要能將他們?cè)谠刑骄窟^程中形成的科學(xué)思維、實(shí)踐能力、科學(xué)觀念、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀應(yīng)用到新的問題情境中。教師需要明確連接新舊情境的相關(guān)內(nèi)容具體包括哪些方面，預(yù)估學(xué)生能夠在多大程度上將先前的經(jīng)驗(yàn)遷移到新的情境中。學(xué)生要擴(kuò)展自己的思路，應(yīng)用已學(xué)知識(shí)對(duì)當(dāng)前一些新的問題進(jìn)行闡述和解決，然后保證當(dāng)前知識(shí)的學(xué)習(xí)、使用及后期的升華。

“制作彩色拉面”STEM課程設(shè)計(jì)

本文以教科版小學(xué)《科學(xué)》3年級(jí)上冊(cè)“水”單元為基礎(chǔ)內(nèi)容設(shè)計(jì)“制作彩色拉面”STEM課程，提供給學(xué)生完整的合作論證實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力和問題解決能力。