摘要：

核心素养的目标聚焦于解决教育要重点发展的问题，学生掌握什么核心素养，什么知识最有价值。科学学科需要学生通过观察实验归纳总结规律，掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力，从而培养学生的核心素养，教师在教学过程中需要从课前准备、课堂教学、作业设计等多个方面入手。

关键词：核心素养、科学思维、教学

OECD（经济合作与发展组织）对于核心素养的界定“使个人在21世纪能够成功生活、能够适应并促进社会进步的为数不多的关键素养。”从中我们能够得知OECD提出核心素养的目标并不是为了解决教育中的所有问题，而是去解决21世纪的教育要重点发展什么问题。小学科学学科也在新课标中对核心素养也作出了一些分析和解释。基于学科的视角教师思考在教学过程中我们需要学生掌握什么核心素养，什么知识最有价值，在一堂科学课上要体现四个方面：科学思维、科学观念、态度责任和探究实践。四者相互依存，体现科学课程的育人价值。在我们看来科学观念是素养基础，科学思维是关键能力，是素养核心，探究实践是主要途径，责任态度是必备品格，体现素养的方向性。科学是一门了解自然世界、客观世界现象和规律的学科。不同于数学学科注重演绎过程，我们科学学科需要学生通过观察实验归纳总结规律，掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力。

一、科学思维的含义

思维作为我们最熟悉的“陌生人”，阿诺德·阿伦斯指出：“把需要抽象推理能力的材料强加给大部分学生，迫使他们盲目记忆，但学生还不具备这些抽象推理能力，并且许多老师自己也不具备这样的能力”，作为科学教师我们要拥有专业知识的“思维”。琼沃斯得出合理结论，我们应该把时间花在科学课程中正确推理的入门上，涵盖大量知识并不是科学教育的唯一内容，甚至不是主要内容，在教学中我们需要围绕核心素养来安排教学内容和教学方式，培养学生的科学思维。科学思维需要我们从科学的角度阐述对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。模型建构体现在以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而进行建构模型，运用模型分析、解释现象和数据，描述系统的结构、关系及变化过程。推理论证体现在基于证据与逻辑，运用分析和综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。创新思维体现在从不同角度分析、思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。

二、从学生实际出发进行教学分析

皮亚杰的认知发展规律告诉我们小学学生处于认知发展的具体运算阶段（7-11岁），这一阶段的儿童思维已获得守恒性，表现为思维的可逆性、补偿性和同一性，去自我中心化标志着学生思维的成熟，具体逻辑思维也获得了一定的发展。一二年级学生更容易关注具体现象与事物外部特征，进行描述、比较、分类和判断等，三四年级是由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键时期，在关注具体现象和外部特征的基础上，分析现象和事件发生的条件、过程、原因等，在教学中应该注意引导学生从现象中发现规律，对于现象要进行归纳总结，得出一些普适性的结论。五六年级作为小学学段的高年级，学生已经获得一定抽象思维能力，可以去关注事物的结构、功能、变化与相互关系，教师可以将科学学习与数学学习结合起来，用学过的数学方法来解决实际科学问题，科学课掌握的探究问题方法，例如：系统化、控制变量等去打开数学思维，两者相互促进、相辅相成，帮助学生让科学学习往深处去扩展。

在实际教学中不乏教师对教学的分析，分析指的是把研究对象分解成为它的各个组成部分或要素，然后分别加以考察和研究。主要研究事物的构成要素之间相互联系及相互制约的关系、相互作用及在整体对象中的地位，考察他们对研究对象的状态及发展变化的影响，从而揭示事物的属性和本质的方法。我们可以将科学分析分为定性分析、定量分析、因果分析和结构—功能分析。定性分析例如在研究土壤里面有什么成分时，用纸包住土壤在手里使劲搓一搓，还可以将土壤放入水中静置，再加以搅拌。定量分析在我们研究拉力与弹簧拉抻长度之间的关系时，每增加一个钩码，观察弹簧拉伸长度有什么变化？进一步研究这种变化有什么规律。因果分析例如我日常生活中出现的现象：冬天进入室内，镜片上出现水雾，冬天水管容易出现爆裂，结冰后水缸裂开，盛冰的瓶子外面有很多小水滴。结构—功能分析例如模仿手臂的结构功能，做一个手臂模型研究手臂是怎样工作的。这种例子在我们日常教学中还有很多，在这里就不一一赘述。

在教学设计时，我们应该思考如下几个问题：第一个是目标设计，在设计教学目标时聚焦核心知识，把握学科逻辑。其次是课程结构设计，明晰学生学与教师教的环节，关注学生认知发展过程的逻辑。之后是活动设计，科学课堂离不开探究实验，教师要帮助学生分析探究过程，选择合适的教学策略让学生明了实验方法与注意事项，在这其中潜移默化的传递科学思想和情感态度。最后也不能忽视细节的设计，细节决定成败，包括我们在教学中使用的材料、工具、语言，和学生个体间的差异等等。好的教学设计离不开我们对学生思维历程的关注，让课堂的思维型教学设计“可见”。在课堂导入环节加入有挑战性的“大问题”。例如关于“太阳系”你知道什么？太阳系是什么样的，这种问题与接下来的学习内容有关，但概括程度又比较高，作为奥苏伯尔口中的“先行组织者”出示给学生，让学生在原有知识结构和新知识间搭起一座桥梁，在原有知识结构中长出新知识，帮助学生培养理解能力。提出了大问题，学生们需要思考，这时候我们需要使用到促发参与的策略，大问题一定是先个体独立思考，然后小组同学或同伴分享交流，最后向全班汇报结果。在交流活动中，老师提供的精心设计过的有思维结构的学习单会为学生的讨论添砖加瓦。整个过程中，教师要注意少教多学、多激发学生自己去学，以引导学生思考为主，讲授为辅。

三、思维历程

深层学习是指新内容或功能必须经过学习者的一个阶段以上的学习和多种水平的分析或加工才能获得的。深层学习过程中，需要学习者复杂的高级思维和精巧的深层加工，不仅要在深层理解的基础上，主动构建个人的创造，掌握高级功能，还要在在实际情况中有效应用知识来解决复杂的问题。深度学习者可以通过广泛阅读、整合资源、交换想法、个别信息和知识结构之间的联系、来解决实际情况中复杂的问题而应用知识等多种学习战略来获得对学习资料的理解。深度学习可以分为高阶学习、整合性学习、反思性学习。高阶学习关注学习者分析、综合、评价、创造等高阶思维能力的发展，整合性学习要求学习者整合多学科知识、多渠道知识、新旧知识信息等，从问题的角度入手进行学习。而反思性学习则是对高阶学习和整合性学习的补充，强调通过学习者自身反思思维方式、学习方式、问题解决过程等，在真实情境中应用知识来学会学习和加深理解，理清思维历程。

思维历程，既包含了思维活动进行或发展所经过的程序，更突出了学生对思维活动的“亲历”，从而区别于仅对科学学习中思维活动的形式、方向和步骤等要素进行应然性分析，强调必须激发学生自觉主动地参与到思维实践中，让思维真正发生。对思维历程的研究，不仅是思辨的分析，更是实践的促发，换句话来说，它不仅是研究学习中思维的过程应该怎么样，还包括实际上是怎么通过教去促发其真正的发生。很多时候我们可以说出思维的过程应该是怎样的，却无法解释一个学生的思维为什么没有发生。关注思维历程的教学，从教师方面来说，要能够解析、明了学生应该如何进行思维更有助于认知以及更加符合科学的本质，并努力促成学生参与并显现思维的过程与结果。从学生方面来说，要促使他们意识到自己在用什么思考活动来获取科学知识、理解科学概念、做出决策和判断以及解决问题。重视思维能力发展的教学，需要在科学理论的指导下，遵循一定的程序，对思维能力进行有系统的、旨在提高思维水平的活动，首先是促进思维活动真正发生，其次是思维活动在程序的指导下最优化，第三是这种思维活动需反映学科教学的思维方法的学科本质。如此，教学中的思维活动设计必然成为教师专业发展的关键内容。教师要关注促进“思维型探究”发生的历程，其中最核心的内容是学习活动的设计。从核心素养出发，指向目标和评价，教的法子根据学的法子，学的法子根据做的法子。教学过程从提出问题到反思评价，沿用了之前课标中的八个要素，新增添了创设情境与应用迁移，旨在培养学生的素养。之前我们仅强调探究的过程、探究的措施，现在加上了本质的成分一探究的思维，这是本次教学改革的一个方向，也是教学发展的结果。

三、核心素养导向下的作业设计

核心素养导向下的作业，体现了作为学校教学的有机组成部分、课堂教学的延伸的作用，借助于多样的类型、多样的完成方式、多样的评价方式，对不同的学生提出不同的要求，发展其各种各样的动作逻辑思维、形象逻辑思维和抽象逻辑思维，培养其不同的核心素养，促进所有学生全面地发展。核心素养导向下的作业设计，有利于学生学习方式的转变，使学生在作业完成过程中学会学习、学会合作、学会做人，具有引导学生学习、探索的功能，从而培养和提高学生的自学能力、动手能力和创造能力。同时，由于作业类型的不同，作业的完成方式也会不同，如书面练习、课外实验、文献资料搜集、实地调研、阅读预习、反思总结、实物设计或制作、编写小论文等，它可以当天完成，也可以用周甚至更长的时间。这些不同的完成方式为学生提供了锻炼能力的机会，促进了学生学科核心素养的培养。核心素养导向下的作业设计要明确相应的要求，就是要注意明确学习目标，例如我们需要学生了解哪些科学原理和知识，掌握哪些科学实验探究技能，明晰课程传递的态度情感和价值观，既要有针对性，要注意情景的真实具体，教学中重点突出，还要注重实效，借助作业查找教学中存在的问题，从教学的实际出发，对教学或学生学习中存在的问题持积极的解决态度，帮助学生及时查漏补缺，更好的培养学生的思维能力。

面对不确定的未来，在剧烈的竞争环境下，有人踌躇不前，有人乘风破浪，区别在于人的素养，一场改变现有教育面貌的新变革已经到来，核心素养是这场变革的抓手，疫情或许在无意之间成为变革的契机，不仅对教师的教学方式、教学内容的组织、教学内容的呈现、教学方式的选择提出了新的挑战，也对学生的学习提出了挑战。挑战与机遇并存，我们需要利用好核心素养对教学的指导，重视对学生科学思维的培养，精心设计教学过程和作业，更好的把握现在，应对未来。