【摘要】活動有余而思維不足，尤其是高階思維缺失，是科學課程改革存在的突出問題，制約著科學的學科育人。指向思維發(fā)展的科學探究教學模型，旨在讓“每一個學生都發(fā)展積極科學的思維方式”，為落實學科育人價值提供一種可能的路徑。

【關鍵詞】學科育人;科學探究;思維發(fā)展

【作者簡介】蔣永貴，杭州師范大學經(jīng)亨頤學院副院長、教授，教育學博士（浙江杭州310000）

哪些因素制約、弱化了科學學科育人價值的發(fā)揮

在初中階段開設合科科學課程是我國課程改革的一大亮點。課程標準明確指出：科學探究是科學的本質(zhì)特征，具有重要的教育價值。體現(xiàn)科學探究的精神，是科學教育面向未來的必然要求。就此，無論專家、學者還是一線教師，從觀念上都很認同，行動上也都積極開展科學探究教學，但在具體操作中存在諸多問題。

一是把“探究的六要素”視作“線性探究模式”，致使探究形式化。鑒于課程標準給出了科學探究六要素，因此較多教師誤認為科學探究教學就是嚴格按照六要素進行線性呈現(xiàn)，即必須按一定的程式來進行，由此帶來較多的形式探究，影響探究教學的質(zhì)量。

二是把“學生科學探究”視同“科學家搞研究”，致使探究偏離正確方向。有些教師在開展科學探究教學時，模糊了學生科學探究與科學家搞研究之間的界限與區(qū)別，甚至認為科學探究就是像科學家一樣做實驗、搞研究，過于倡導單純的科學實驗，刻意追求正確性和技術效率，偏離了學生科學探究的應有之義。

三是把“追求探究結(jié)果”重于“關注探究過程”，致使探究片面化。如果站在培養(yǎng)人的高度看，獲取知識的過程甚至比知識本身更有意義。但實際教學中，由于受“考試指揮棒”的影響，很多教師更注重追求探究結(jié)果，而對學生經(jīng)歷科學探究的過程關注不夠，從而嚴重弱化了科學探究教學的育^價值。

四是把“學生自主探究”優(yōu)于“教師引導探究”，致使探究無序化。在探究過程中，很多教師誤認為越開放越好，教學效果不盡如意。問題在于，難以很好地把握指導的“尺度”：指導過度，學生無法實現(xiàn)真正意義上的自主建構(gòu);指導不到位或完全放手，則造成學生的探究活動雜亂無章、盲目無序。

歸根到底，活動有余而思維不足，尤其是高階思維缺失，是科學探究教學存在的突出且普遍問題，制約著科學學科育人。為此，我們亟待構(gòu)建指向思維發(fā)展的科學探究教學模型。具體而言，聚焦“每一個學生都發(fā)展積極科學的思維方式”，主要解決如下教學問題：何謂科學探究教學的實施路徑？主要包括哪些要素？怎樣落實和測評科學思維發(fā)展？需要開發(fā)哪些工具？如何打磨高質(zhì)科學探究學思案？何謂有效案例研究？倒逼“以學定教”落地的教學運行機制是什么？

針對上述問題，我們運用基于設計的研究理論，堅持理論視野與實踐創(chuàng)新持續(xù)互動，采用螺旋式發(fā)展過程與方法，即“實踐考察一模型建構(gòu)一實踐探索一模型完善一深度實踐一凝練推廣”，歷經(jīng)15年、三個階段的研究與實踐探索，化教育理論為實踐智慧，創(chuàng)建了指向思維發(fā)展的科學探究教學模型，力圖為課程改革提供新的教學樣態(tài)。

厘清科學課堂探究之魂，聚焦積極科學的思維方式

指向思維發(fā)展的科學探究教學模型，是指基于國家課程標準中的科學探究六要素，圍繞課堂科學探究之魂即“每一個學生都發(fā)展積極科學的思維方式”，系統(tǒng)建構(gòu)與實施以“凸顯科學思維的學習目標一促進思維發(fā)展的評價任務一激起科學思維的學習活動”為內(nèi)核的學評教。

探尋課堂教學本質(zhì)，應是師生共同發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題以及評價問題解決的思維過程。相應地，用探究式教學學習科學，就是用科學思維方式獲取和運用知識的過程。因此，從學科本質(zhì)角度看，課堂科學探究之魂毫無疑問就是科學思維。

按照因素分析法，我們進一步梳理出科學思維的三個要素，分別是基于證據(jù)、理性思維、質(zhì)疑創(chuàng)新，這也與當前高中物理、化學、生物等科學學科核心素養(yǎng)之科學思維的要素高度吻合。為更有效地促進每一個學生都積極開展科學思維，我們發(fā)展出課堂情境中的探究式學習模型（見圖1）。

元問題、學思案、學評教：育人價值發(fā)揮的具體實施路徑

（1）科學探究·元問題

科學探究·元問題，即可視為科學探究教學原點的根本性問題，它規(guī)定與引領著科學探究教學的方向。具體來說，就是站在學生立場，針對科學探究課題，像專家那樣一致性地回答：

◎為什么學？從育人的不同角度闡釋清楚學習該主題的價值與意義。

◎?qū)W什么？厘清具體學習哪幾個點、它們之間有什么邏輯關系等。

◎怎樣學？突出并顯化科學思維過程，明晰要發(fā)展的具體能力和品格。

◎何謂學會？實施多元評價，如傳統(tǒng)與表現(xiàn)、形成與終結(jié)等相結(jié)合。

（2）科學探究·學思案

科學探究·學思案，是指立足讓每一個學生都發(fā)展積極科學的思維方式，—致性地回答科學探究·元問題的方案，主要包括課標要求、探究問題、學習目標、評價任務、學習過程、檢測作業(yè)、學后反思等要素。具有五大特征：學為主線、突出思維、發(fā)展素養(yǎng)、力求具體、相互匹配。

為更好地設計科學探究·學思案，我們研制了設計要領（見表1）。

（3）科學探究·學評教

科學探究·學評教，是指學為主線，針對學生的學，教師適時作出適切的決策（見表2）。

◎是否需要教與評？若否，掌控好教學節(jié)奏即可。

◎若需，那么學生的認知障礙在哪里？如何有針對性地教與評（呈現(xiàn)、組織、引導、啟發(fā)、講授、展評、示范等）才能促進學生學懂、悟透和生成？

◎?qū)W的反思？主要從課堂中真實學情的暴露度、認知定位與真實學情的契合度、教法選用與促進學習的適宜度等角度，思考與完善存在的問題。

借助工具落實、測評思維發(fā)展和育人能力

（1）凸顯科學思維的學習目標質(zhì)量標準

基于科學思維三要素，我們研發(fā)出“凸顯科學思維的學習目標質(zhì)量標準”（見表3），并對“三級指標”予以具體解釋說明。借鑒生產(chǎn)流程的基本要素，可按照如下流程進行研制：一是明晰學習目標的使用對象;二是建構(gòu)研制學習目標的模型;三是完成研制模型的要素信息;四是信息加工與敘寫學習目標;五是檢驗評定與完善學習目標。

（2）促進思維發(fā)展的科學方法運用要點

廣義的科學方法是指習得科學知識以及用科學決策、處理實際問題的思維方式和操作技能，并蘊含著綜合能力價值。換個角度看，科學思維其實就是應用科學方法解決問題的過程。因此，落實科學方法教育，是促進每一個學生都發(fā)展積極科學的思維方式的一個重要抓手。為此，我們梳理出常用的18種科學方法，并進一步發(fā)展出促進思維發(fā)展的科學方法運用要點（見表4）。

（3）激起科學思維的優(yōu)質(zhì)問題評價量規(guī)

問題是學習的燃點，從學習目標、認知水平、表述質(zhì)量三個維度，建構(gòu)出激起科學思維的優(yōu)質(zhì)問題評價量規(guī)（見表5），它也是設計探究問題的工具。

倒逼“以學定教”教學運行機制落地

為形成可推廣的案例，我們開發(fā)出高質(zhì)量案例研究路線圖，按照科學探究·學思案的要素及設計要領，針對物質(zhì)科學、生命科學等學習領域的典型課題，精心打磨了30個案例匯編成冊，以引領學校進行有效實施。

由于我們提出了元問題及其操作框架，要求教師首先“站在學生立場，針對科學探究課題，一致性地回答為什么學、學什么（厘清具體哪幾個點及其關系）、怎樣學（突出并顯化科學思維過程，明晰能力和品格）、何謂學會等問題”，將其作為教學原點，然后在此基礎上決策教與評。這樣倒逼了教師將“以學定教”這一理念落地，從而把課堂真正還給學生。

指向思維發(fā)展的科學探究教學項目開展以來，有效提升了學生的科學探究力、批判力等，培養(yǎng)了一大批善于創(chuàng)新、敢于質(zhì)疑、具有高學習力的學生。實踐證明，不僅學生學習科學興趣更強，而且面對真實復雜情境，學生解決問題的能力也進一步增強。

教師業(yè)務能力迅速提升。我們精磨了30個科學探究·學思案，舉辦了30多期高級研修班（90學時為主）、100余場專題工作坊，培訓教師5000余人，培訓滿意率均在97%以上;教師獲區(qū)級以上獎勵340項、榮譽稱號99個、開設講座或公開課近300場;師范生獲省級以上教學比賽獎高達93人次，創(chuàng)造了杭州師范大學參加省賽和國賽的“三連冠”。軟實力上，科學教師整體上更愛探究教學，對科學探究理解更深刻，部分教師凝練出自己的教學主張，以更好地落實學科育人。

面向未來，我們需要進一步探索的問題主要有兩個：一是梳理出的18種科學方法雖然較為實用，但邏輯上和層次上還有一定的重疊，尚需進一步進行科學分類;二是對科學探究教學評價研究雖然起步較早，也有一定的創(chuàng)新成果，但后續(xù)研究還有待深化，需要進一步探索評價標準嵌入教學的有效運行機制。

（該成果獲2018年基礎教育國家級教學成果獎二等獎）

責任編輯 施久銘