本文为重庆市南岸区天台岗小学周蓉、胡莉等老师在准备市级优质课竞赛过程中的磨课成果。
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[1]周蓉,胡莉.着眼科学思维探索“教—学—评”一体化——以《压缩空气》一课为例[J].湖北教育(科学课),2023,(12):59-61.
着眼科学思维探索“教—学—评”一体化
——以《压缩空气》一课为例
科学课程标准提到，科学课程的目标应该立足于学生的核心素养发展，在核心素养内涵中，科学思维是科学课程中学生应形成的关键能力。科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。其中，推理论证主要指基于证据与逻辑，运用分析与综合、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。
课程标准中还明确了科学课程中应重视“教—学—评”一体化，关注学生在探究和实践过程中的真实表现与思维活动。“教—学—评”一体化的科学课程是发展学生的科学思维，培养学生推理论证思维的关键。
目前，课程标准中提到的科学思维、“教—学—评”一体化越来越受到一线教师和教研人员的重视。但在实际教学中，有的课堂出现了为评而评、“假”评价和“乱”评价、评价滞后等现象，教学、学习和评价不能达成融通，从而影响教学效益。[1]在三年级《压缩空气》一课教学中，我们注重发展思维的教学设计、思维互动的学习活动以及回应评价，探索对应的教学实践策略。
一、注重发展思维的教学设计
1. 思维的起点源于感兴趣的生活问题
教材上的设计是紧接前面的学习内容（空气、水和石头都占据空间）引出问题，并将空气和水占据空间的情况进行比较，最后是制作空气枪玩具作为应用结题。这种设计，在知识逻辑上是连续的且合理的，但我们试教后发现，学生的探究欲不高，课堂略显沉闷。于是，我们将空气枪改为引入环节，这时的空气枪仍然是教师制作的注射器式空气枪。为了更贴近学生的生活，我们发现网红游戏“打我鸭”就是利用了空气枪原理，便选择以真实的空气枪玩具引入。
2. 思维的进阶源于逻辑性的材料与问题
课程标准提到，教学内容要围绕学科核心概念和跨学科概念，教师要理解教材设计，关注知识间的内在关联，促进知识的结构化，改变碎片化、割裂式的教学倾向。实际教学中，教师要把握核心概念进阶，强化学段教学内容安排的序列化和递进性。
思维发展活动不是程序化的动作，教师应该根据不同学生与教学内容进行取舍和侧重。只有教师有逻辑地教，学生才能有逻辑地学，这就要求教学设计中各个环节的逻辑关系必须是非常清晰且合理的。首先，教师要明确整节课的核心问题是什么，这个问题能否用简洁明了的话表述出来，让学生也能听懂。其次，教师要思考设计怎样的教学支架，一步步突破核心问题。这里还要考虑多个教学环节的关系，是递进式、倒推式，还是并列式。最后，这里的逻辑不仅仅是问题上的逻辑，还包括实验材料与情境的逻辑。
本课核心问题是“空气为什么可以被压缩？”但是关于空气数量、大小和位置的证据不易被观察，为了解决这个问题，我们将其分解成三个问题：空气枪的小球为什么可以被发射出去？空气枪里的空气有什么变化规律？空气为什么可以被压缩？这三个问题，从生活现象聚焦到压缩空气的规律，再到空气内部变化的机制性解释。针对这三个逻辑问题，我们设计了三个不同的情境支架，一是小球被发射出去；二是堵住空气，只观察空气的变化；三是想象与讨论空气的内部机制变化。
教材中是把水与空气进行比较，这样更有利于学生得出空气被压缩的特性，但是我们考虑到学生的思维基础，没有直接提供水，当他们提到水、弹簧等材料时，再提供给他们作比较。
二、注重思维互动的学习活动
课程标准在课程理念中提到，要激发学生的学习动机，要重视师生互动和生生互动，引导学生对所学知识和方法进行总结、反思、应用和迁移，促进他们自主学习和合作学习。以学生为主体、教师为主导的互动式学习活动，能有效启发学生思维的发展。
1. 让学生敢于表达
让学生敢于表达是互动学习的第一步，教师有效提问是让学生敢于表达的前提。在课堂对话的过程中，教师要避免提出“假问题”，如：学生不用任何思考就能回答的机械式提问；教师讲前半句、学生答后半句的半截话提问；教材上对答案有着清楚表述、学生只要看看书就能回答，没有思维深度的简单提问。
学生对于这种无效的封闭式的“假问题”，往往会齐声回答“是或不是”。教师的提问应该更多是真的科学问题，比如“为什么、怎么样”，引导学生表达观点、想法或理由。
还有很多时候，学生没有表达是因为他们听不懂教师的问题。面对三年级学生提出关键问题时，教师要放慢语速，强调问题重点，不可因为觉得学生回答不上来而连续追问、重复或补充，这样只会让他们面对突如其来的大量问题没有思考的时间，更加无法回答。
与提问同样重要的是教师要“等待和退后”，给学生充分表达的机会，做一个倾听者与观察者。如果等待片刻后，学生仍然无法表达，教师可以再给他们思考或小组讨论的机会，让他们先在小组内表达，再全班表达，促进他们实现互动交流。
2. 听懂学生的表达
当学生表达后，教师如何听懂学生是非常重要的一步。只有当教师听懂学生的想法后，课堂才会更加顺利而有效。听懂学生有以下三个策略。
一是理解大概念与儿童语言。当学生在进行解释时，往往会进行生活化的类比描述，很难一下就说到准确的科学术语。教师要理解教学内容所指向的大概念，这样在学生表达时，才能听懂他们是指向了哪个大概念，和大概念还有多少距离等。
例如，对于问题“为什么空气可以被压缩，压缩后又能弹回？”小组说空气本来是流动的，挤成一团“不舒服”，就会“挣扎”，弹回来空气就又“自由”了。这一组是在试图解释为什么会弹回，他们用了一个拟人的解释，因为空气“不舒服”“挣扎”。从微观看，空气压缩后分子距离减小，容易相互碰撞，因此平均运动速度会增加，也正因为这样，它们更容易撞到活塞，对活塞产生越来越大的压力，正是这个压力让活塞在松手后运动。把这看作为空气“挣扎”（运动增加）和获得“自由”的过程，是三年级学生的想象。
二是抓住思维层次的差异。学生的表达往往是混合着观点与理由、猜想与推测等，教师要分清楚他们的思维层次，抓住观点、理由、猜想、推测的差异。观点常常是学生对一个问题的看法，课堂常见的有猜想与推测，无理由、无证据的观点是猜想，有证据或理由的观点是推测。理由是有这个看法的原因，这个原因又分为多种，包括感受、现象、已有知识、合理想象等。大多数学生的表达是混乱且不完整的，这时教师就要提前了解观点、理由、猜想、推测的差异，识别他是什么观点，他的理由是什么。
例如，学生对“空气枪的小球为什么会被发射出去？”进行解释。
生：手压活塞，活塞往前移动了，很难再压的时候，小球就发射出去了。
生：因为空气占据空间，是空气把小球压出去的。
生：空气有一股力，这个力比小球的重量大，就把小球推出去了。
从学生的表达可以看出，第一名学生仅仅是描述现象与感受，并没有解释小球为什么会被发射出去；第二名学生结合已有知识和现象进行推测；第三名学生说了自己的观点——力，但是这个观点是基于他的感受与想象。
三是专心倾听与适当记录。人的注意力是有限的，当教师对教学内容和环节不清晰时，注意力就会被转移到自己的教学上，而忽略学生表达的信息。要听懂学生的首要前提就是要真的在听、专心在听，教师只有把注意力放在学生身上时，才能听到他们在说什么。教师可以在倾听时及时记录学生提到的关键词，以便梳理与回应。
三、注重回应评价
1. 让学生回应学生
学生的回应往往比教师的回应更有吸引力，也能借此机会展示和引发更多学生的思考与交流。在日常教学中，教师要培养学生自主回应的习惯。如果学生不敢表达，教师可以鼓励2～3人一起分享，同伴的力量往往会使学生更有底气表达。当第一名学生表达完自己的想法时，教师可以先不给予评价，而是鼓励他敢于表达的勇气，并激励更多的学生上台分享。当教师不以知识对错为唯一标准，给学生营造一个民主平等的氛围时，更多的学生会受其感染，敢于表达。
例如，当学生小组汇报结束或者发言结束后，教师可以主动询问：“大家有什么补充或疑问吗？”通过这样的问题，让学生进行补充和提问，从而使他们产生更多深度问题，促进他们思维的发展。
2. 恰当把握回应时机
学习活动中，过分追求互动会脱离教学设计的初衷，可能迷失基本的教学目标，使教师在对话教学中的“首席”引导作用得不到充分发挥，导致出现远离文本、随意生成、无谓争辩、纠缠不清、毫无价值的对话。[2]
在生生互动时，教师也可以适当回应，但是要注意回应的时机。教师过早回应，会打断学生的思维，甚至剥夺他们自主思考的空间；过晚回应，会导致主题不够聚焦，使绝大多数学生游离于课堂之外。较好的时机，应该是学生的讨论偏题时或者无法相互回应时。
学生在观察现象与总结规律时，开始讨论“能不能把活塞压到底、堵住出口后为什么不能弹出去、压了以后空气变成白雾”，这类讨论在有限的教学时间里，就属于主题不聚焦的讨论，教师要及时介入，提醒学生先围绕主题进行讨论。
3. 评价内容指引思维进阶
课堂上，教师要清楚学生不同思维水平的层次差异，再通过细化提问、适当复述将观点抛给全班，引导全体学生关注解释的合理性。
学生解释空气为什么可以被压缩、压缩后还能弹回来时认为，像人一样很不舒服，想挣扎出去。教师应该向全班提问：“这一组在尝试解释为什么会弹回，他们认为是因为空气挤成一团的时候会‘挣扎’，正是这种‘挣扎’让活塞弹回来，让它们‘重获自由’。你们觉得这个想法合理吗？”
本文为重庆市教育规划办课题“基于小学生科学学科能力的教学评一致性实践研究”（编号：2021-09-576）阶段性研究成果。
