张燕青
泉州市晋光小学 362000
【摘要】网络技术的发展和普及，促使教育信息化得到了极大发展和改进，同时也为各学科教学活动的开展提供了新的途径和平台。网络课程资源也逐渐被应用于小学科学教学中，为科学教学效率及质量的提升提供了有效助力。尤其是小学高年级科学学科通常有较强的理论性，网络信息技术的应用和支持则能够将抽象的知识变得更加形象化，有利于降低学习难度，促使学生更好的理解和掌握相关知识，培养学生的高阶思维能力。基于此，本文以《抵抗弯曲》实验为例，探究信息技术如何在小学科学高年级教学中培养学生的高阶思维能力。
【关键词】信息技术支持；小学科学；高阶思维
科学是小学阶段的重要学科，也是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。通过学习科学课程有利于学生更好的了解生活中的自然知识、懂得大自然的奥秘，同时还有利于培养学生的科学思维方法，在学生科学启蒙、思维能力培养中承担十分重要的意义。因此，加强对小学科学教学的重视十分必要。小学阶段高年级科学课程内容难度相对较大，在教学过程中合理的利用现代信息技术，培养学生的思维能力，并指导学生通过文字、符号、简笔画等方式对自己的高阶思维进行表现，实现高阶思维的可视化就显得十分必要。
一、高阶思维及小学科学高阶思维可视化内涵分析
国外学者布鲁姆将教育目标划分为六个不同的层次，从低级到高级依次为记忆、理解、应用分析、评价及创造。我们所说的高阶思维即高级思维，是以较高认知水平层次为基础的心智活动、认知能力。将高阶思维置于教学目标中，即布鲁姆所提出的分析、评价及创造层次。相对于记忆而言，高阶思维更重视学生的系列能力，如自主学习能力、解决问题的能力、协作能力、创造性思维能力等等。
针对小学科学学科来说，高阶思维可视化即在具体媒介的作用下，引导学生以其擅长的方式（如数字符号、视频、音频、简笔画、文字）以直观的方式对自己的思考过程、解决问题的过程、创造性思维过程进行呈现的现象，从而在帮助学生更深入的理解相关知识的同时，增加师生间、学生间的沟通交流，为高年级科学教学质量的提升及学生思维能力的提升提供帮助。
二、技术支持下小学科学中高年级学生高阶思维可视化的实践探索
《科学课程标准》中指出，科学改革的的主要宗旨在于培养学生的科学素养，需要引导学生参与到探究学习中来。因此，在实际教学过程中，教师就需要以培养学生的科学素养为教学目标，丰富课堂教学活动，加强对学生思维能力培养的重视，尤其是对学生高阶思维培养的重视，引导学生的思维能力逐渐从具体形象思维向抽象逻辑思维过度，提升学生的分析能力、问题解决能力、评价判断能力、推理能力、创造能力等高阶思维能力。
为实现小学高年级学生高阶思维的可视化，在教学过程中教师可尝试组织学生开展自主探究学习或小组合作探究学习，在预设猜想、自行设计、交流讨论、探究记录、汇报整理、动手制作等过程中对思维过程进行呈现，实现思维的可视化。本文以《抵抗弯曲》这一实验为例，就学生高阶思维可视化的教学策略进行分析：
1、预设猜想中形象化
在《抵抗弯曲》教学中教师可以引导学生先拿出一张纸，然后根据高年级学生具体学情给出已知条件和学习任务：“你觉得在不让这张纸弯曲的前提下，纸上可以放多少个一元硬币？”，在提出问题后，可以让学生进行示范实验，然后根据实验结果再提出问题：“大家想一想应该如何增加纸张的抗弯曲能力？”，然后让学生自主从实验目标中选择自己感兴趣的探究问题，然后根据自己的知识、经验来推测探究的问题，并通过形象化的方式进行展示，实现高阶思维的可视化。
2、自行设计中个性化
在学生明确探究问题，并进行形象化展示后，教师可以组织学生开展合作学习，让学生在相互讨论、交流中，碰撞出新的思维火花，引导学生进行分析和创新，利用平板电脑、手绘写作等设计出有效的方案来解决所选择的探究问题；同时可引导学生以自己擅长的方式如数字符号、简笔画、文字等方式来呈现自己的思维过程，实现高阶思维的可视化。
3、交流讨论中完善化
在学生经过自主探究、合作探究明确设计实验方案后，教师同样可以引导学生以小组代表发言的方式对自己本小组的活动方案进行阐述，然后由其他小组成员对探究问题、活动方案进行追问、质疑，然后让学生在相互讨论、对话交流中更好的了解其思维过程以及思维中存在的问题，从而对学生制定的解决方案进行完善，如方案应该怎么进行？实验的变量和不变量分别是什么？硬币应该怎么放、该放在什么位置？如何计算硬币的个数、比较纸张的抗弯曲能力?等等。这样让学生在交流、冲突及讨论中进一步深入思考自己所探究的问题，修正所制定的解决方案。通过出声思维的方式可以显出各小组的深层思想，实现高阶思维的可视化。同时在学生间、师生间的相互讨论及思维碰撞中逐步完善设计方案，提升学生的思维能力及解决问题的能力。
4、探究记录中具体化
科学实验探究的两个重要环节即观察与记录，在这个环节中教师需要引导学生掌握实验需要观察什么、如何观察，观察的目的是什么，同时需要对观察情况以及实验过程进行认真、细致、详尽的记录。因此，在开展科学实验教学时教师需要坚持以学生为中心，引导学生积极参与到实验探究学习中来，并学会以多种手段来完成探究记录，以简笔画、数字符号、文字等形式对他们的思维情况进行可视化呈现。比如，在《抵抗弯曲》实验中，教师就可以引导学生在进行实验的过程中，利用手机或平板电脑对做法进行拍摄记录，并在观察实验过程的同时用简笔画、符号、文字等多种途径对探究过程、实验数据进行记录。比如可以用简笔画的方式对纸张形状的变化情况进行呈现，也可以利用文字、数字图表的方式呈现不同形状纸张的抗弯曲能力。这样通过图文并茂的方式对科学实验进行记录，能够以可视化的方式对学生的判断、分析等高阶思维能力进行凸显。
5、汇报整理中轨迹化
在完成科学探究活动后，教师需引导学生对实验进行汇报整理，汇报整理方式可以是图文、语言相结合的方式，也可以用录制的具体做法进行展示。在展示后，还需引导学生进行交流，如实验所获得的数据、新发现等等，以有形的、可直观呈现的方式进行汇总报告，可有效的对学生的高阶思维轨迹进行展示，实现学生高阶思维的可视化。
6、动手制作中实物化
在完成课堂教学后，教师还可以结合课堂实验内容进行课外延伸，引导学生开展自制、发明活动，进一步实现学生高阶思维的可视化。比如，在学习《抵抗弯曲》后，这时候就可以利用多媒体形式来呈现课后手工制作的材料及要求，如可以用多媒体呈现任务：利用3张A4纸制作设定具体跨度、高度，并能承载一瓶550ml矿泉水的桥，来引导学生根据自己已有的知识来动手制作这样一个纸桥，并以实物、模型的方式来对自己的想法进行呈现，实现高阶思维可视化。
三、总结
总而言之，在小学科学课程教学中教师应该加强对学生高阶思维培养的重视，通过引导学生主动参与学习活动、自主探究、合作探究的方式来深入分析和探究问题，掌握相关知识，同时通过引导学生以自己擅长的方式来对自己的思维过程、探究结果进行呈现，在实现思维可视化的同时，进一步培养学生高阶思维能力，为学生综合能力及核心素养的提升提供帮助。
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福建省教育科学“十三五”规划2019年度立项课题“《基于信息技术环境的小学科学高年级学生高阶思维可视化的实践研究》立项批准号FJJKXB19--552”研究成果。