青島版小學《科學》教科書“思維導航”板塊解析

韓玉明

各國科學課程標準都強調將“思維與創新”列為核心素養和教育目標。例如，加拿大《安大略課程（1～8年級）：科學與技術》對學生知識和能力的評估包括思維和探究：批判性思維和創造性思維、探究技能和過程能力。英國《國家課程標準》強調思維能力以及發現運用創造性的手段解決科學問題的方法。新加坡《小學科學課程大綱》提出小學階段需要培養的基本技能和綜合技能包括分析、評價、創造性地解決問題。澳大利亞物理課程標準強調模型建立的科學思維過程、分析、綜合、評價等。韓國的科學教育目標要求培養學生科學的思考能力和創造性解決問題的能力。

我國的《義務教育小學科學課程標準》也非常注重學生科學思維能力的培養。教科書是培養學生思維能力與品質的載體，青島版小學《科學》教科書把培養學生的思維能力作為編寫的主要原則與目標之一，設計的探究活動強調讓學生的思維積極參與，學習科學思維的方法，經歷思維的過程，提高思維的品質。為了將這一目標落到實處，在設計探究活動時，教科書設置了“思維導航”板塊，在學生進行探究活動的“拐角處”與學生思維的“障礙處”，進行問題引領與點撥，促使他們的科學探究活動有序、深入地進行，實現思維能力順利進階。

引領探究活動

“思維導航”中設置的問題與提示，聚焦對應的探究活動，給學生以方向和目標，引領、保證探究活動有序有效地進行，為學生的探究活動保駕護航。

小學科學課程把科學探究作為學生學習科學的重要方式。探究式學習是指在教師的指導、組織和支持下，學生主動參與、動手動腦、積極體驗、經歷科學探究的過程。因為師資水平不同，學生的知識儲備、技能方法各異，在科學探究活動中，學生經常會出現盲目、無序、顧此失彼等情況。設置“思維導航”后，教師利用其中的問題，引導學生按照正確的步驟進行實驗操作，提醒學生觀察實驗時發生的現象，記錄實驗數據，并引導他們分析實驗中的現象，交流與歸納這些現象后面的共同特點或規律。

例如，三年級上冊《空氣占據空間嗎》一課，第一個探究活動是“快速倒水，有什么發現”?；顒又?，學生把燒杯中的水利用漏斗往錐形瓶里倒（漏斗緊緊地插入橡膠塞中并且塞緊瓶口）。這個活動的“思維導航”是：

1.水流不進瓶內，是誰阻礙了水的流動？

2.要使水很快地流進瓶里，應該怎么做？

3.這種現象說明什么？

通過這些問題的引領，學生對這個簡單的小實驗產生了濃厚的興趣，他們根據“思維導航”中的要求與提示，按照步驟進行實驗，在觀察現象的同時，思考、交流“思維導航”中的問題，對這個小實驗的條件、現象、原因以及解決的方法產生新的思考，從正、反兩個方面體驗到空氣占據空間。

這個“思維導航”中的三個問題可以起到三個方面的作用：

指導學生正確地完成實驗操作，使實驗的目的性與層次性更強。

指導學生對實驗中的現象進行觀察、對比與分析，對各個層次的問題進行深入思考，歸納總結出空氣占據空間的結論。

指導學生繼續觀察與交流生活中類似的現象，并驗證所總結出來的規律。

“思維導航”引領下的科學實驗，不僅讓學生觀察到實驗中空氣占據瓶內空間的現象，而且讓他們動手操作時目的性更強，能夠深入思考，認識到生活中更多的空氣占據空間的現象，在“現象—思維—認識”之間建立了聯系。

再如，三年級下冊《鞋底花紋的啟示》一課，設計了科學探究活動：摩擦力的大小與什么因素有關？教科書上呈現的是一幅小組同學在實驗之前猜測與制訂實驗方案的場景圖，下面是三個實驗的特寫圖：

實驗1：使用測力計在光滑的木板上水平拉動木塊。

實驗2：使用測力計在鋪有毛巾的木板上水平拉動木塊。

實驗3：使用測力計在光滑的木板上水平拉動放有重物的木塊。

圖片的下面就是與這個實驗有關的“思維導航”：

1.實驗1和實驗2相比，相同條件是什么？不同條件是什么？哪個實驗中的摩擦力大？說明了什么？

2.實驗1和實驗3相比呢？

學生在這兩個問題的引導下，按照正確的方法測量物體所受到的摩擦力，有效地完成這個對比實驗，總結出摩擦力的大小與哪些因素有關。

“思維導航”不僅可以為對比實驗的順利完成保駕護航，還能引導學生交流生活中的一些摩擦力的現象與應用，培養學生的動手操作能力和科學思維能力。更重要的是，學生通過分析、對比實驗中的相同條件與唯一的不同條件，以及所觀察到的不同實驗現象，知道什么是自變量，什么是因變量，什么是對比實驗，如何進行對比實驗，進而使分析綜合、抽象概括、推理論證等科學思維方法得以內化。

培養思維能力

科學探究的方法又是思維的方法，學生對“思維導航”中的問題進行思考、分析、對比、質疑、碰撞、歸納與總結，能夠培養、發展他們的思維能力。

在日常的科學課中，我們經常會看到：學生的探究活動往往會重實驗、輕思考;重知識、輕思維;重過程與方法、輕分析與結論。教學中，許多教師為學生提供了大量的器材，盡情地讓他們去玩、去動手、去操作、去體驗，好像只有這樣才會達成教學目標，才能符合新課改的精神。其實，這樣往往會使探究活動停留在嬉戲玩鬧的階段?！八季S導航”的設置，能夠引導學生在問題的驅動下去實驗、去交流、去體驗，并對實驗中的現象與發現進行思考、分析、對比、歸納，總結出符合他們認知水平的結論。更重要的是，學生在這些探究過程中運用的探究方法也是思維的方法，可以培養他們分析現象、解決問題的能力。

例如，四年級上冊《沸騰》一課，設計了探究活動“給水加熱，有什么發現？”與這個活動有關的“思維導航”是：

1.給水加熱的過程中，溫度是怎樣變化的？有哪些現象？

2.水燒開后，繼續加熱2～3分鐘，溫度會怎樣變化？會出現哪些現象？