融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)模式的建構(gòu)與實(shí)踐

摘要：探究教學(xué)根本宗旨在于促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。思維型探究教學(xué)理論為教師開(kāi)展動(dòng)思結(jié)合的探究教學(xué)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐框架。為探索信息技術(shù)賦能思維型探究教學(xué)之路，教師以“鳥(niǎo)喙和鳥(niǎo)足”為例，建構(gòu)融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)模式：精準(zhǔn)分析學(xué)情，明確思維發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“預(yù)學(xué)明思”；創(chuàng)設(shè)具身化情境，激發(fā)思維動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)“激學(xué)導(dǎo)思”；探究合作，提升思維品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“探學(xué)辨思”；借助數(shù)據(jù)分析，跟蹤學(xué)生思維，實(shí)現(xiàn)“展學(xué)反思”；虛擬仿真交互，引導(dǎo)遷移應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“拓學(xué)創(chuàng)思”。教師以信息技術(shù)助力“五思五學(xué)”，讓學(xué)生在探究中“做思共生”，可有效促進(jìn)大單元整體教學(xué)。關(guān)鍵詞：技術(shù)賦能；思維型探究教學(xué)；“五思五學(xué)”當(dāng)今信息技術(shù)高速發(fā)展，技術(shù)與教育融合創(chuàng)新成為教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)議題。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》強(qiáng)調(diào)促進(jìn)信息技術(shù)與科學(xué)學(xué)習(xí)深度融合。技術(shù)為高階思維的發(fā)展提供了情境、資源、工具、支架和案例等要素。思維型探究教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生科學(xué)探究過(guò)程，激發(fā)學(xué)生思維，提高思維能力。信息技術(shù)與思維型探究的深度融合，使得探究學(xué)習(xí)向著自主、合作、高效的方向發(fā)展，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。一、技術(shù)賦能思維型探究教學(xué)的必要性思維型探究教學(xué)理論由胡衛(wèi)平教授提出，他強(qiáng)調(diào)思維發(fā)展是科學(xué)探究的核心。思維型探究教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的高階思維為目標(biāo)，以真實(shí)情境誘發(fā)認(rèn)知沖突為引入；以發(fā)展思維能力為宗旨引導(dǎo)學(xué)生探究式自主建構(gòu)；以發(fā)展學(xué)生元認(rèn)知能力為目標(biāo)進(jìn)行思維監(jiān)控，以思維、技能和方法遷移為特征促進(jìn)拓展應(yīng)用，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維能力、合作能力和交流能力[1]。在教學(xué)實(shí)踐中，教師開(kāi)展思維型探究教學(xué)存在一些困難。例如：教師缺乏精準(zhǔn)的學(xué)情分析，難以確定學(xué)生思維起點(diǎn)；教學(xué)環(huán)境較為單調(diào)，缺少真實(shí)的情境，難以激發(fā)學(xué)生的思維動(dòng)機(jī)；傳統(tǒng)的探究歷程過(guò)于程序化，缺乏對(duì)學(xué)生深度思維的關(guān)注，難以提升學(xué)生的思維品質(zhì)；教學(xué)評(píng)價(jià)仍以紙筆測(cè)試為主，難以全面考評(píng)學(xué)生。信息技術(shù)的應(yīng)用為教師高效開(kāi)展思維型探究教學(xué)提供了支持。技術(shù)賦能教學(xué)體現(xiàn)在探究過(guò)程中的情境創(chuàng)設(shè)、啟發(fā)思考、信息獲取、資源共享、協(xié)作交互等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程中的精準(zhǔn)學(xué)情分析、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)誘發(fā)、探究活動(dòng)多樣性，以及高效評(píng)價(jià)和反饋，促進(jìn)了探究與思維深度融合。二、融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)模式建構(gòu)和要素特征（一）融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)“五思五學(xué)”探究教學(xué)模式以思維型探究教學(xué)理論為基礎(chǔ)和指導(dǎo)，融合了探究式學(xué)習(xí)“提出問(wèn)題—作出假設(shè)—制訂方案—得出結(jié)論—交流總結(jié)”的操作程序，其教學(xué)過(guò)程包括“預(yù)學(xué)明思—激學(xué)導(dǎo)思—探學(xué)辨思一展學(xué)反思一拓學(xué)創(chuàng)思”五個(gè)環(huán)節(jié)（如圖1）。該模式強(qiáng)調(diào)思維能力發(fā)展與探究過(guò)程相結(jié)合，科學(xué)概念的建構(gòu)與實(shí)踐融合，以此不斷推進(jìn)學(xué)生推理論證能力、模型建構(gòu)能力、批判性思維和解決問(wèn)題能力的發(fā)展。筆者提及的融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究式教學(xué)指在技術(shù)支持下聚焦思維發(fā)展的探究教學(xué)樣態(tài)及其操作方法，即以建構(gòu)主義、思維型教學(xué)理論為基礎(chǔ)，運(yùn)用技術(shù)促進(jìn)學(xué)生合作探究，發(fā)展學(xué)生高階思維能力（如圖2）。（二）融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)模式的關(guān)鍵要素及特征1.學(xué)習(xí)目標(biāo)：聚焦思維目標(biāo)的達(dá)成技術(shù)賦能思維型探究教學(xué)模式下，教師不僅要關(guān)注學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解和掌握情況，而且要注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。教師在教學(xué)中要明確學(xué)生的思維發(fā)展目標(biāo)并加以細(xì)化，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和與之表現(xiàn)出的思維活動(dòng)。2.學(xué)習(xí)情境：創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境引發(fā)積極思維教師應(yīng)構(gòu)建真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，借助技術(shù)帶給學(xué)生具身化的體驗(yàn)，引導(dǎo)他們將學(xué)習(xí)內(nèi)容和生活實(shí)際及原有經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)。教師創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)與啟發(fā)深度思考。3.學(xué)習(xí)活動(dòng)：探究活動(dòng)與思維發(fā)展深度融合科學(xué)探究的核心是思維。在探究活動(dòng)中，教師以驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題鏈為主線，在問(wèn)題鏈的引導(dǎo)下，讓學(xué)生參與自主、協(xié)作、創(chuàng)新的活動(dòng)，經(jīng)歷提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)操作、收集數(shù)據(jù)、分析證據(jù)等探究過(guò)程。此環(huán)節(jié)，信息技術(shù)全面賦能教與學(xué)，如助力實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)操作、高效收集數(shù)據(jù)、可視化分析、教師點(diǎn)對(duì)點(diǎn)推送資源、學(xué)生交互協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、推理、分析、歸納、反思等思維能力，促進(jìn)學(xué)生的思維向高階發(fā)展。4.資源工具：融合智能技術(shù)的供需平衡高琳琳等人提出“技術(shù)豐富環(huán)境下高階思維發(fā)展理論”[2]，強(qiáng)調(diào)智能技術(shù)可以智能化有形的資源與工具，從而提高資源工具之于思維發(fā)展的支持作用。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該避免機(jī)械地應(yīng)用信息技術(shù)，要用其賦能，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。5.教學(xué)評(píng)價(jià)：面向探究全程的伴隨性評(píng)價(jià)高效及時(shí)地反饋是提升學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的重要手段，教師在探究的各階段對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、思維發(fā)展、元認(rèn)知能力不斷地進(jìn)行反饋與評(píng)價(jià)是持續(xù)提高學(xué)生注意力及發(fā)展思維的關(guān)鍵。技術(shù)賦能下的探究過(guò)程伴隨性評(píng)價(jià)如下（見(jiàn)表1）。三、融合技術(shù)的“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)模式教學(xué)實(shí)踐筆者以蘇教版《義務(wù)教育教科書(shū)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)》中“鳥(niǎo)喙和鳥(niǎo)足”為例，闡述技術(shù)如何賦能“五思五學(xué)”思維型探究教學(xué)。（一）預(yù)學(xué)引思：精準(zhǔn)分析學(xué)情，明確思維發(fā)展目標(biāo)預(yù)學(xué)引思階段，筆者借助技術(shù)，精準(zhǔn)分析學(xué)情，依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”理論明確學(xué)生的思維發(fā)展方向。在“鳥(niǎo)喙和鳥(niǎo)足”的教學(xué)初始階段，筆者借助UMU平臺(tái)發(fā)布調(diào)查問(wèn)卷，合理設(shè)置題目，分析學(xué)生已有知識(shí)、風(fēng)格、興趣及思維潛能等情況，創(chuàng)建KWL表格［K代表已經(jīng)知道的（鳥(niǎo)類外形多樣、食物多樣、生活環(huán)境各異）；W代表想知道的（觀察鳥(niǎo)喙鳥(niǎo)足的不同，推測(cè)鳥(niǎo)類所處的不同環(huán)境）；L代表學(xué)到了什么（建構(gòu)鳥(niǎo)喙與食物、食物與環(huán)境之間的關(guān)系，學(xué)會(huì)模擬實(shí)驗(yàn)，閱讀資料，分析證據(jù)）］，為教學(xué)目標(biāo)的創(chuàng)設(shè)提供依據(jù)。在精準(zhǔn)把握學(xué)生的前概念的基礎(chǔ)上，筆者依據(jù)學(xué)生的迷思概念，同時(shí)結(jié)合核心概念，確定思維發(fā)展目標(biāo)。“鳥(niǎo)喙和鳥(niǎo)足”對(duì)應(yīng)的學(xué)科大概念是“生物與環(huán)境的適應(yīng)性”。筆者逐層分析，確定核心探究主題，即“鳥(niǎo)類為適應(yīng)不同環(huán)境的取食呈現(xiàn)出鳥(niǎo)喙和鳥(niǎo)足的多樣性”，設(shè)計(jì)學(xué)生應(yīng)達(dá)到的思維發(fā)展目標(biāo)（如圖3）。（二）激學(xué)導(dǎo)思：情境創(chuàng)設(shè)具身化，誘發(fā)思維動(dòng)機(jī)胡衛(wèi)平教授指出“教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)是幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用規(guī)范、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究”的先決條件[3]。筆者依據(jù)真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)了驅(qū)動(dòng)性任務(wù)——觀鳥(niǎo)協(xié)會(huì)要帶領(lǐng)小朋友們進(jìn)行一場(chǎng)觀鳥(niǎo)展，在廈門(mén)的哪片區(qū)域可以尋找到以下四種鳥(niǎo)？此環(huán)節(jié)，筆者應(yīng)用谷歌地球軟件，帶領(lǐng)學(xué)生身臨其境感受任務(wù)中呈現(xiàn)的四種不同的場(chǎng)景區(qū)域，沉浸式體驗(yàn)不同場(chǎng)景的特點(diǎn)。筆者設(shè)置真實(shí)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)，借助技術(shù)建構(gòu)立體場(chǎng)景，刺激學(xué)生的多種感官，提升他們的具身體驗(yàn)，激發(fā)探究欲望，誘發(fā)思維動(dòng)機(jī)。（三）探學(xué)辨思：輔助探究過(guò)程，提升思維品質(zhì)在探究式學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)該親歷實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)收集、證據(jù)分析和展示交流等過(guò)程。筆者借助信息技術(shù)優(yōu)化探究教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)分析的高效性、思維的外顯性及協(xié)作交流的有效性，提升思維的準(zhǔn)確性、深刻性和敏捷性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。1.微課助力，精準(zhǔn)操作由于探究對(duì)象較為特殊，無(wú)法利用實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，筆者通過(guò)類比分析，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。筆者出示生活中常見(jiàn)的工具與材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察、對(duì)比、分析，建立實(shí)物（鳥(niǎo)喙）與模擬對(duì)象（各種工具）之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而建構(gòu)模型。無(wú)論數(shù)據(jù)分析還是推理論證，在探究實(shí)驗(yàn)中，信息技術(shù)的助力貫穿全過(guò)程。實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，筆者利用微課指導(dǎo)學(xué)生操作——模擬對(duì)象如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能最大程度還原鳥(niǎo)喙的特征。信息技術(shù)助力學(xué)生精準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)深入推理分析創(chuàng)造了條件，有利于提升思維的準(zhǔn)確性。2.數(shù)據(jù)優(yōu)化，高效分析在探究過(guò)程中，學(xué)生常以小組的形式匯報(bào)，受時(shí)間限制，往往只能展示部分小組的數(shù)據(jù)。此環(huán)節(jié)，筆者借助信息技術(shù)，全面呈現(xiàn)集體數(shù)據(jù)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)。學(xué)生對(duì)“鳥(niǎo)喙”與“食物”的匹配程度進(jìn)行量化評(píng)分，并利用在線共享文檔實(shí)時(shí)共享，方便全班共同分析數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)更加全面、真實(shí)、可靠。數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，筆者利用Excel呈現(xiàn)結(jié)果，為學(xué)生推理論證搭建支架。3.圖文展示，顯化思維推理分析是學(xué)生應(yīng)具備的重要的科學(xué)思維能力。此環(huán)節(jié)，筆者指導(dǎo)學(xué)生收集證據(jù)，搭建分析支架，指引探究。筆者針對(duì)學(xué)生的個(gè)性化需求，讓不同小組研究不同的鳥(niǎo)類，利用智慧課堂平臺(tái)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)向?qū)W生提供學(xué)習(xí)支架，讓他們上傳共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖片等，展現(xiàn)利用證據(jù)從假設(shè)到驗(yàn)證觀點(diǎn)的思維過(guò)程。在技術(shù)的支持下，學(xué)生形成了具有邏輯關(guān)系的知識(shí)和方法技能的組塊，在解決問(wèn)題時(shí)可以快速調(diào)用已有的認(rèn)知方法。學(xué)生的思維變得更流暢、更敏捷。4.交互協(xié)作，碰撞思維互動(dòng)、交流、協(xié)作是進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的主要方式，是促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行概念自我建構(gòu)的重要方式。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，師生交流、生生交流的機(jī)會(huì)有限，而技術(shù)支持的協(xié)作交流有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。在本案例中，學(xué)生通過(guò)“某易課堂”展現(xiàn)出全班的推理分析結(jié)果，學(xué)生們通過(guò)交流對(duì)比發(fā)現(xiàn)一種鳥(niǎo)類可能對(duì)應(yīng)多種不同的環(huán)境，這與學(xué)生認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)發(fā)生了沖突。通過(guò)交流質(zhì)疑，教師引導(dǎo)學(xué)生再次尋找證據(jù)來(lái)縮小鳥(niǎo)類的生活環(huán)境。同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生利用搜索引擎，查找相關(guān)資料，再次從鳥(niǎo)足、羽毛、體形等方面尋找證據(jù)。學(xué)生借助平臺(tái)不斷交流、論證來(lái)完善證據(jù)鏈，從而得出相關(guān)的結(jié)論，提升了思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和批判性。（四）展學(xué)反思：支持?jǐn)?shù)據(jù)分析，跟蹤學(xué)生思維展學(xué)反思階段，筆者引導(dǎo)學(xué)生對(duì)思維方法、學(xué)習(xí)策略進(jìn)行總結(jié)，將思維本身作為思考對(duì)象，提升他們的主動(dòng)控制和調(diào)節(jié)的能力及思維品質(zhì)。筆者跟蹤學(xué)生的思維，培養(yǎng)其反省能力。技術(shù)賦能展學(xué)反思的表現(xiàn)如下。一是借助“某易課堂”進(jìn)行高效及時(shí)的評(píng)價(jià)與反饋，促使學(xué)生再現(xiàn)、分析自己的思維過(guò)程，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。二是利用“某易課堂”的高頻詞組分析功能，指導(dǎo)學(xué)生梳理核心概念。以核心概念為中心，繪制思維導(dǎo)圖，梳理探究的過(guò)程和方法，從而對(duì)學(xué)生的知識(shí)、思維發(fā)展過(guò)程、方法策略等進(jìn)行跟蹤與調(diào)節(jié)。（五）拓學(xué)創(chuàng)思：虛擬仿真交互，激發(fā)思維遷移拓學(xué)創(chuàng)思環(huán)節(jié)，筆者為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)新的相關(guān)情境，以便學(xué)生將探究過(guò)程中形成的思維方法、實(shí)踐技能等遷移應(yīng)用到新的情境中。在教學(xué)中，筆者運(yùn)用技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了不同的環(huán)境，以及具有不同特征的鳥(niǎo)足和鳥(niǎo)喙。學(xué)生化身為動(dòng)物學(xué)家，進(jìn)入其中一種環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)一種新的鳥(niǎo)類。新發(fā)現(xiàn)的鳥(niǎo)具備什么特征呢？學(xué)生利用“某易課堂”的拖動(dòng)組合功能自由組合鳥(niǎo)足、鳥(niǎo)喙、鳥(niǎo)身，依據(jù)自己的理解建構(gòu)新鳥(niǎo)類，之后傳屏共享。學(xué)生以小組