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從教知識到教思維，轉變教學認知

“雙減政策”的頒布，對當前學校的教學和作業(yè)設計都提出了新的要求。對于教師的課堂教學而言，減負并非簡單地減去知識量，而是提高知識傳授的質量和效率。

比如當前初中科學教學中常見的問題在于，從知識層面而言，初中科學教材內容與小學有較強的銜接重合度，特別是對于七年級教材中所涉及的內容，大部分事實性知識其實學生在小學階段已經熟悉知曉，若初中的教學仍停留在教授知識層面，對于有基礎的學生而言，這部分課堂是相對低效的，其作業(yè)的鞏固在一定程度也可能是一種負擔。

為此，如何從舊知中挖掘新意，深化學科核心素養(yǎng)是科學教學探討的重點。而基于科學核心素養(yǎng)的思維型課堂能在一定程度上解決這個問題，當我們從知識傳授層面轉變?yōu)樗季S發(fā)展階段，可以達到以下兩點效果：

第一，對于課堂的時間利用，可以避免無意義的知識重復，提升課堂質量；

第二，培養(yǎng)思維和能力，對應用遷移能力的關注，能實現(xiàn)一堂課解決未來多個問題的目標，實現(xiàn)高效習得。

什么是科學核心素養(yǎng)？義務教育科學課程標準修訂組組長胡衛(wèi)平教授在《科學學科的核心素養(yǎng)及其內涵》中作了如下解釋:

學生在接受科學教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過科學學習內化的帶有科學學科特性的品質，是科學學科育人價值的集中體現(xiàn)。

而科學素養(yǎng)的核心則是科學思維與創(chuàng)新。

科學思維其中一方面體現(xiàn)為抽象性與形象性的統(tǒng)一，兩者往往同時出現(xiàn)在科學思維中，相互作用、相互補充。因此在科學教育中我們要關注具體事物和抽象概念之間的關系建立。

尤其是對于概念建立類型的課堂中，教師需要更關注如何引導學生從熟悉的具體例子中歸納得出這一類具體例子所共有的抽象概念或特點，引導學生透過現(xiàn)象看本質，挖掘具體知識點的上位抽象概念。

胡衛(wèi)平教授指出，科學思維包含了多種基本方法，包括分析與綜合、比較與分類等。

這些基本方法或多或少都在課堂中被應用，甚至對于學生而言也并不陌生，但如何培養(yǎng)這種方法能力，教師需要從提出方法概念做起，讓學生明確這種方法的常用情境和操作策略?，并在課堂中給予足夠的留白時間用以練習應用這種方法，方法是需要在不斷的嘗試中被熟悉和內化的。

下面，以浙教版初中科學教材七年級上冊第二單元《器官與系統(tǒng)》一課為例，探討科學課堂中如何有效發(fā)展科學思維，落實科學核心素養(yǎng)。

從新角度找真素養(yǎng)，轉變教學起點

浙教版初中科學教材七年級上冊第二單元是一級主題“存在的自然”中“物質系統(tǒng)的層次”的起始章節(jié)內容。配套教參提出本章內容是按照微觀（細胞水平）——中觀（生物個體水平）——宏觀（生物多樣性）次序進行編排，并為第三單元“人類的家園——地球”更宏觀的探究打下基礎。

該單元整體教學內容從思維角度都強調了“分類”的基本科學方法，從生物與非生物的分類、到細胞類型、組織類型、器官和系統(tǒng)類型的分類都體現(xiàn)了這一方法思想。

因此，在對該單元教學內容的整體性設計上，筆者通過多次嘗試“能分類嗎？你的分類依據(jù)和結果是什么？”來加強對分類這一科學基本方法的應用，從而初步建立“比較與分類”的科學思維，實現(xiàn)突出課時中的“分類方法”，并逐步從方法提升到“比較與分類”的科學推理思維層面。

而本文探討的《器官和系統(tǒng)》是該章節(jié)第三節(jié)中的第3課時，從內容上分析，是在細胞和組織的已有知識基礎上，對生命結構層次認知的進一步完善。

從思維能力分析，除了對分類思想的挖掘，這節(jié)課嘗試從“已知”倒推“原因”。根據(jù)已有的知識基礎，提出相關疑問“為什么xx屬于器官”，進而從定義出發(fā)，搜集相關事實證據(jù)，培養(yǎng)證據(jù)意識。

整節(jié)課通過“對葉片和皮膚進行比較”的方法建立科學思維的抽象性與形象性的統(tǒng)一性，引導學生尋找具體案例的抽象共同點，即器官概念的得出。

此外，教師通過引導學生分析為什么某一結構屬于器官層次，從而建立學生基于證據(jù)得出結論并做出解釋的科學探究能力，而這恰恰也是科學核心素養(yǎng)的重要方面。

從新范式找新框架，轉變教學過程

學校結合思維型教學的五大基本原理提出了“六學六思”的課堂教學模式，這為教師在課堂中激發(fā)學習內驅力、調動課堂參與度、提升課堂思維量提供了有力抓手。

以科學素養(yǎng)培養(yǎng)為主導，結合教學內容和設計的需求，本節(jié)課教學設計可以概括為“四學四思”。

第一環(huán)節(jié)，激學導思。思維型教學指出，在教學中需要創(chuàng)設良好的課堂情境，適當制造認知沖突，激發(fā)學生內在的學習主動性，使其以主動渴求學習知識的姿態(tài)融入課堂。

在上這堂課之前，學生已經分別學過了葉片及人體皮膚中的組織類型以及其所具有的功能。該環(huán)節(jié)中，教師帶領學生回顧舊知，并順勢提出問題引發(fā)認知沖突：

葉片屬于植物個體的一部分，皮膚屬于人體或者說動物個體的一部分，但如此不同的兩個對象，你能否嘗試找出它們之間的共同點呢？

這樣的設計既能回顧組織相關知識為后續(xù)“證據(jù)意識培養(yǎng)”做好知識準備，同時又基于已知提出有聯(lián)系的新問。希望能借這一環(huán)節(jié)使得學生初步意識到組織與系統(tǒng)之間的關系，打下構建生物結構層次的認知基礎，具體設計如下：

環(huán)節(jié)一

一起回顧葉片和皮膚中分別含有哪些組織類型以及它們所具有的功能。

環(huán)節(jié)二

思考：葉片屬于植物個體的一部分，皮膚屬于人體或者說動物個體的一部分，但如此不同的兩個對象，你能否嘗試找出它們之間的共同點呢？

思考支架

由什么結構層次構成？

整體具有某一具體功能嗎？

（這兩點直接指向器官的定義。）

第二環(huán)節(jié)，自學獨思。對于植物的器官，學生其實非常熟悉，對于普通提問“你知道植物有哪些器官嗎”都能立刻回答。

但這一認知更多是停留在識記層面，對這一已知知識要挖掘其思維深度，可以從讓學生知其然并知其所以然的角度嘗試，比如“為什么根屬于器官。”

這一提問形式的轉變，從“植物有哪些器官”到追問“為什么他們屬于器官”，在一定程度上能避免學生只停留在對已知熟悉結構的分辨，而無法根據(jù)提供的介紹背景來分辨該結構屬于哪一層次這一窘境。

基于此，教師設計了兩大探究任務，引導學生尋找支撐結論的證據(jù)，并滲透分類的思維方法，使之對器官的概念和定義有深度認知。

任務一：尋找植物中有的器官

子任務一

我們已經知道了葉子屬于植物器官，你還知道哪些也屬于植物器官？

子任務二

你能否從定義出發(fā)，提出能證明"xx是植物器官"的證據(jù)。

（該結構中包含哪些組織，其功能是什么，是否符合器官的定義？）

子任務三

器官能否再次進行分類，分類的依據(jù)和結果是什么？

（對分類方法的嘗試應用。）

任務二：尋找人體中有的器官

子任務一

皮膚是人體最大的器官，你還能舉例哪些人體中存在的器官？你的理由是什么？

子任務二

你舉出的器官例子中能否再次分類？你的依據(jù)和結果是什么？

第三環(huán)節(jié)，組學辨思。對于人體系統(tǒng)，大部分學生都有基本的認知。可以利用這一學情優(yōu)勢，通過小組討論分享的方式，進行組內知識的互相補充，既能避免滿堂灌輸?shù)恼f教式教學，又能調動學生的學習積極性和課堂參與度，真正實現(xiàn)把課堂還給學生。

比如，在授課過程中，有部分學生是能對小腸的功能進行拓展補充的，那對于班內學生而言他們的課外知識就可以通過互相補充或者反駁來推進課堂進度，而不再停留在哪怕知道也要再聽老師重頭講一遍的窘境。

在這一環(huán)節(jié)中，教師圍繞“系統(tǒng)定義的提出和分析”這一核心任務設計了三個子任務，用情境化的教學方式讓學生合作完成認知的建構。具體如下：

任務三：系統(tǒng)定義的提出和分析

子任務一

對我們列舉的器官中，你是否發(fā)現(xiàn)有些器官有著相似的功能？

子任務二

你能否以"食物在人體內的旅游線路"為主題整理一份"旅游攻略"。

同時注意，不同景點（消化位置）是否有著不同特色的天氣（消化液）？

（以小組討論的方式開展，請小組代表上臺展示，教師適當進行補充。）

最終嘗試總結消化系統(tǒng)的功能并提出系統(tǒng)的定義。

子任務三

根據(jù)系統(tǒng)協(xié)同工作的功能不同，人體常見的系統(tǒng)可再次進行分類，分類的依據(jù)和結果是什么？

（教師可對八大系統(tǒng)進行簡單的說明。）

第四環(huán)節(jié)，拓學創(chuàng)思。在對細胞、組織、器官和系統(tǒng)的學習之后，生物的結構與層次關系鏈也就形成。但學習這些具體層次的意義是什么，對于大部分學生而言是未曾想過的。這也是該單元中應被強調的“結構與功能相適應”觀念。

因此，值得探討的問題是“是否所有生物都具有多種層次”、“其結構層次與生理活動相適應嗎”以及“擁有不同層次的生物是否在生理活動上存在著差異”。

這樣的設計可以避免學生只是學習不同層次的結構以及典型例子，而并未從生物宏觀角度理解各層次之間的相互聯(lián)系和對其個體的意義。具體設計如下：

任務四：探究不同結構層次生物的關系

子任務一

根據(jù)新學知識，分別寫出植物和人體的結構層次。

子任務二

對結構層次進行進一步思考：

1、所有的生物都有多種層次嗎？請舉例說明（教師補充）

2、生物的結構層次能滿足它生理活動的需求嗎？

3、不同結構層次的生物在生理活動上有差異嗎？

（成果可根據(jù)課時或者學生學情選擇課堂展示或者科普手抄報提交。）

總而言之，在思維型教學中，教師需要聚焦思維，從思維能力培養(yǎng)的視角考慮課堂的設計。

基于科學核心素養(yǎng)的課堂教學，需要對科學思維能力的培養(yǎng)予以高度重視；而基于科學核心素養(yǎng)的思維型教學實踐，能夠有效引領教師從舊知中挖掘新意，實現(xiàn)學科育人的價值，真正推動科學教學走向素養(yǎng)的落地，走向深度。

作者 | 杭州市文海教育集團啟源中學 裘穎楠

編輯 | 王璐

統(tǒng)籌 | 孫習涵

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