[专题]基于思维型教学理论的科学概念问题式教学策略研究

本文基于思维型教学理论，结合教师授课环节，建立面向思维的科学概念问题教学策略，并提供具体教学案例。

科学概念的问题式教学策略

研究以思维型教学理论为指导，从动机激发、认知冲突、自主建构、自我监控、应用迁移5大基本原理出发，提出面向思维型的科学概念问题教学策略，具体如下图所示。

面向思维的科学概念问题式教学策略

研究构建了“创设情境问题，引发认知冲突”“开展合作探究，自主构建概念”“进行总结反思，深化概念理解”和“解决情境问题，促进应用迁移”4个环节的面向思维的科学概念问题式教学策略，并为各教学环节的问题设计提供操作技术。

该教学策略，一方面关注学生参与学习的主动性。教学过程中应创设能够激发学生认知冲突的情境问题作为学生主动学习的引擎。另一方面关注学生学习中的自我监控能力。教师通过分析问题，提出假设，制订计划，收集和评估信息，得出结论，开展交流与反思的各学习阶段，逐步培养学生的元认知策略。

科学概念问题式教学策略的实施环节

创设情境问题，引发认知冲突

创设隐含科学概念的真实情境问题，激发学习者的学习兴趣与探知欲。该阶段情境与问题是其要素。情境能激发学习者的学习兴趣与探知欲。情境应尽量与学习者生活经验密切相关，且与学生原有科学概念存在矛盾，能引发学习者的认知冲突。问题能引导学生从哪些方面逐步认识概念本质，形成科学观念。问题的设计，一方面应关注概念所处的大概念进阶思维能力；另一方面应具有一定的融扩性，可利用情境创设一系列有序、多类型、具有层次关系的问题链。

开展合作探究，自主构建概念

设置引导问题，让学生从相关材料的感知、归纳、概括等感知基础上，应用抽象与概括的方法，形成抽象概括的科学概念。学生以合作探究的形式逐步从多个方面认知概念时，教师应创设恰当的引导问题，让学习者在相关材料加工过程中积极开展比较、归纳与概括等认知加工。该环节需要经历概念的细化与概括2个环节。

概念精细化是建构概念的重要环节。教师利用正反存在矛盾的感知材料，借助不同的方法让学生在观察、实验、调查、交流的过程中产生思维的碰撞，引出新观点，形成新概念。该过程教师利用逐层分解的深层问题引导学习者在关注科学概念事实性知识的基础上，从多个角度理解相关材料，建立多个概念的联系性。

概括是依据科学概念形成的本质，是科学概念建构的关键思维。教学过程中，教师采用指向现象材料比较、分析、归纳、概括的加工过程的深层问题，并以前置问题的方式引发学生按照类别、属性等层次科学认识事物的结构、功能、变化及相互关系，从适用范围及规范性多个方面，感知概念的整体性。

进行总结反思，深化概念理解

概念理解即分析、解释概念的过程。学习者在交流过程中对概念理解的自我反思具有重要作用，学习者不仅需要调节原有认知结构与新概念进行平衡，还需要自我监控思考过程，不断调整解释范围。这一阶段的核心要素是理解与评估。

理解，学习者会通过概念自我解释发展高阶思维，对新情境问题的解决起着重要作用。为避免学生自我臆断的不科学观点，教师可采用基于实证数据的深层问题，引导学生运用科学探究实践中客观实证数据解释事物的特征或变化的原因，分析事物之间的联系及其发展特征。

评估，概念本质特征的动态性促使学习者在科学概念学习过程中要主动进行评估，并在此基础上形成科学观念。教师应该让学生在学习过程中时刻保持反思的意识，通过对认知结构中的理解和意义进行反思能支撑学生获取更深层次和更具概括性的学习和理解；对经验和结果的重新组织和思考可以加深学生对探究的理解，防止学生将探究局限于探究步骤的执行。

解决情境问题，促进应用迁移

概念迁移是学习者新科学概念在解决新情境问题，从而实现对新概念的验证、应用、巩固和提升。概念迁移，运用新概念解释新情境现象与解决新问题，是学习者对概念内容、结构的深度加工。教师可采用新情境的现象解释与问题解决的相关深层问题组织学生回顾所学的概念，在新情境中对概念内容进行编码，从内容与结构多个方面的原有认知结构，促进概念迁移的产生。

科学概念问题式教学案例分析

以“教科版”《科学》教材3年级上册第2单元“空气”为例，具体分析教师在各教学环节中如何设计问题，进而培养学生的科学学科核心素养。（案例可点击“阅读原文”登陆杂志官网查看）

科学概念问题式教学策略实施注意事项

首先，教师应提高深层问题的比例。教学过程中深层问题不仅对记忆与理解的低阶层面的教学目标具有促进作用，而且对运用、分析、评价与创新层面的高阶层面教学目标具有促进作用。

其次，教师应尽量采用真实情境问题作为导课、科学探究实践组织及科学概念应用迁移测评的线索。教学实践证明，情境特征的问题链的应用可以关注到不同层次的学习者。

第三，教师应适当延长问题等待时间。依据问题等待时间的研究结果，科学概念教学中，教师采用后续知识学习引导的前置问题的等待时间延长，可以让学习者有充足的时间激活长时记忆的问题解答相关信息的筛选与评估，体会个人原有认知的不完善，并且较为系统地感知问题的显性条件与隐性条件。这些认知均会帮助学习者在后续学习中投入更高的认知努力，甚至也会依据问题的显隐性条件有组织地加工概念知识。

原文刊载于《中国科技教育》2021年第9期专题“思维型教学理论的课堂实践”，作者：王红艳(西安外国语大学英语师范学院·教育学院)、胡卫平（陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室）。本文有删减，中国青辅协会员可点击“阅读原文”登录杂志官网免费浏览全文。

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