核心素养视域下学生认知能力培养策略的探索

摘要

认知能力的培养是实现学生核心素养发展的基石，它具有阶段性和层次性。建构有效的科学观念需基于学生已有的认知基础，通过设置不同情境，在不同学习材料的支持下，结合层层递进的教学内容，使其积极主动建构合理的知识脉络，并在评价的诊断下进行反思和调整优化，最终形成完整的知识体系，提高认知能力，实现核心素养培养。

关键词

核心素养 / 认知能力 / 知识建构 / 培养策略 / 科学观念

认知能力是指人脑加工、储存和提取信息的能力，既包含对知识的记忆，也包含对知识的加工、思考与转化。“学生不是空着脑袋进课堂的”，学生的认知能力取决于已有经验与认知水平，在不同年龄、不同阶段上存在差异性、层次性。以培养学生认知能力为目的的课堂教学，需要聚焦科学学科的13个核心概念，精选与核心概念相关的科学知识，设计有序递进的课程结构，丰富能力化的教学内容。宜选择那些既具有教育价值同时又具有迁移价值的科学成果、基本经验、典型事实作为教学的基本内容^［1］。低年级学生认知能力是浅层次的，而高年级的认知能力是深层次的，针对不同的认知层次，教师不能一刀切，没有区分度地选择同一种教学策略进行教育教学，而是应该针对学生层次，制定不同的教学目标，把握核心概念的进阶，选择不同的教学策略，帮助学生有效建构科学观念。基于学生的认知能力，笔者提出以下几点教学策略，以促进学生有效建构科学观念。

1 基于大情境教学，促进学生主动建构

中共中央、国务院颁布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》提出“要重视情境教学”。现有的教学环境面临的问题是：学生主动性差，参与率低，对所学习的内容不感兴趣，学生被动式学习，知识建构成效差。小学科学教师可以结合学生的学情和年龄特点，采用合适的情境教学手段指导教学，以此提高学生学习科学的兴趣，在提升科学学习效率的同时科学素养也同步提升^［2］。大情境教学以贯穿课堂学习活动的大情境为背景，以知识迁移和应用为目标，以解决实际问题为载体，有效解决了现阶段的教学环境所面临的问题，能够有效激发学生的学习动机与兴趣，使他们能够积极自发地投身到知识的建构过程中，促进知识有效建构。

大情境的创设要基于学生的认知能力层次，符合学生的年龄特征和心理特点。情境的内容呈现形式包括图片、视频、文字材料、语言描述等，可以是单一的形式，也可以是多种形式组合。低年级情境的创设应多采用故事、游戏、闯关任务等形式，例如在一年级“认识感官”这节课中，由于一年级的学生刚开始接触科学课程，传统的课堂教学难以激发他们学习兴趣，所以可通过创设森林闯关任务获取藏宝图的形式达到目的。第一关：用眼睛找一找动物在哪里，认识感官眼睛的作用；第二关：让学生用耳朵听一听有哪些动物的声音，认识感官耳朵的作用；第三关：让学生在看不见听不着的情况下，通过闻、摸、尝，分别认识感官鼻子、皮肤、舌头的作用。通过游戏闯关的模式，不仅能有效激发学生学习兴趣，而且符合学生年龄特征、认知能力。在认知顺序上也符合学生认识感觉器官的顺序，让学生能有效建构感觉器官名称和作用。高年级情境可采用真实情境、项目式任务、生活中的实际问题进行创设。例如五年级“地球的表面”一课，可通过项目式任务的方式进行情境创设，以学校建设绿地公园（公园要求：需要有哪些地形地貌）为契机，让学生帮忙设计和建造出模型的项目式任务，激发学生的学习动机。

2 预设多元“学习材料”，促进学生自主建构

学生真正成为主体的标志是能够自主操作特定的对象（即“学习材料”）并能从中获得发展。教师的作用就是提供这种既能自主操作又能帮助学生发展的“学习材料”。这些“学习材料”是促进学生自主学习和深度学习的前提，是基于学生已有经验和认知能力水平，提供的有层次、体现序列性和递进性的“学习材料”。现在的科学课堂存在教师没有按学生认知层次、思维层次提供材料，导致“学习材料”过于简单或过于复杂的情况，出现科学探究流于形式、学生无法通过“学习材料”获得发展、建构知识的现象。

教师应基于学生的认知能力层次、思维层次，提供有层次、多元化的“学习材料”，让学生通过“学习材料”之间的进阶性和互补性，自主建构科学观念，从而发展自主学习能力。如在“食物的旅行”一课中，笔者给学生提供X光片、3D人体模拟实验程序（包括平板电脑）以及消化道讲解视频，让学生自主选择材料，利用材料之间的递进性和互补性，自主建构食物在体内消化的顺序及各消化器官的功能等知识。

3 重视综合性评价，促进学生反思建构

《义务教育科学课程标准（2022年版）》新增内容指出，要构建以素养为导向的综合评价体系，“重视“教—学—评”一体化，关注学生探究和实践过程中的真实表现与思维活动。当前小学科学课堂存在评价不足、评价方法缺乏、评价方式单一等现象，导致学生无法了解自己的学习情况，教师无法根据学生的学习情况改进教学，教学效率低。教师应基于学生认知能力水平，依据学业质量标准和学业要求，有针对性地设计评价方案、方法和内容，让评价贯穿课堂的始终，突出评价主体多元、方法多样、内容全面。

在课堂的开始，教师可根据学生已有经验和认知水平，依据学生的层次性，呈现不同的评价标准（即学生在课程上需要达到的目标层次），学生依据标准，制定自己的学习策略，监控自己的学习过程，反思学习过程与结果，在培养学生自主学习能力的同时，帮助学生搭建反思评价自己建构成效的平台。如在“地球的表面”一课教学中，教师可以在课前呈现评价单（表1），依照技术与工程的步骤（设计方案、制作调试、小组合作、成果展示等）制订地表模型制作评价标准，学生在制作地表模型过程中可以对照标准更有效、更合理地完成模型制作，并依据标准评价自己的探究实践过程。

在实施课堂教学的过程中，教师应关注学生探究和实践过程中的真实表现和思维活动，如学生的学习方法和解决问题的方法，有针对性、有层次地进行评价，激励学生表现，促进学生主动思考与探究。可采用追问、追评等方式进行评价。

在课堂的结尾，可通过课前的评价标准或评价量表评价反思自己的学习过程和结果，调动学生评价的积极性，让学生进行自评与互评。教师要用形成性评价的方法，在课堂中告诉学生如何自评，从哪几个方面来评，每个方面的评价标准是什么，让学生学会自主评价^［3］。学生可根据自己的评价结果反思自己的学习目标是否实现，学习方法是否得当，知识是否有效建构等，并依此适时调整自己的学习方法，为有效学习、深度学习奠定基础。教师也可依据学生自评互评的结果，反思教学成效，依此调整自己的教学策略，提高教学成效，并能依据学生所处的认知能力水平，帮助学生有效建构科学观念。例如在“降落伞”一课中，教师课前可以准备一张学习目标导向单，让学生明确学习目标和任务，使学生以目标为导向进行学习；课中教师根据学生在制作降落伞、分析降落伞活动中的表现给予积极的表扬，激发学生情感；课后呈现学习评价量表，让学生进行自评和互评，并依据评价结果分析自己学习过程中问题和薄弱环节产生的原因，并通过集体交流讨论和完善自己的降落伞，以实现对降落伞概念的有效建构，达到改进和优化自己学习方法的目的，发展自主学习能力和合作交流能力。

4 关注内容进阶性，促进学生合理建构

中共中央、国务院颁布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》提出要“精准分析学情，重视差异化教学和个别化指导”。教师应基于课程标准与教材，分析课标和教材，培养学生认知能力的纵向、横向脉络以及与其他学科的横向关联^［4］。精选科学课程的学习内容，依照课程总目标、学业内容、学业质量标准，制订不同年级进阶的教学目标与学习目标，并设计相对应的学习内容与活动，形成有序递进的课程结构，使其符合学生认知能力的发展规律，有助于学生合理建构知识的脉络。教师可依据学生学情，对教材作出适切性的修改，或有针对性地更换教学方法、教学策略、教学活动等，使其更适合学生。

同一核心概念，在不同年级要体现进阶性，教师可根据不同年级学生的特点，制定进阶性的教学目标与教学活动。例如“磁铁”概念在课标中不同年级的学习内容和学业要求如表2所示。

低年级的教学活动以“玩中学”为主，教师可准备多种形状的磁铁及材料，让学生玩一玩、比一比。在玩的过程中，指导学生发现磁铁形状多样且能吸铁、镍等材料；中年级的活动以探究学习为主，教师应在低年级学习磁铁的基础上，指导学生设计简单探究实验，让学生自主探究发现磁铁不仅同极相斥、异极相吸，而且具有磁极等。

总而言之，学生核心素养的养成并不是一朝一夕就能够达成的，教师要在日常的科学教学中认识学生认知能力的层次性和进阶性。以学生为本，发挥教师主导作用，利用情境化教学、多元化“学习材料”和综合性评价，为学生科学观念的有效建构搭建脚手架，落实立德树人的根本任务，实现学生核心素养的培养。

参考文献

[1] 万作芳.课堂教学中落实学生认知能力培养目标的策略［J］.教学与管理，2019（06）：92-94.

[2] 朱相海.小学科学情境化教学策略探析［J］.好日子，2021（36）：106.

[3] 陆璟.PISA测评的理论与实践［M］.上海：华东师范大学出版社，2013.

[4] 范明刚.提高学生认知能力［J］.小学科学，2022（06）：136-138. （上接第123页）

[5] 师：大家利用小组桌上的音叉、钢尺等材料，也来做一做，看看振动停止，声音是否马上停止？

[6] 小组活动。

[7] 师：你有什么发现？你们是怎么想的？

[8] 生：音叉、尺子等物体在发声时，振动停止，声音便会消失。

[9] 总结：振动就是声音产生的原因，声音是由物体振动产生的。

[10] 通过上述改进方案，在探究“声音是怎样产生的”这一认识活动中，教师引领学生经历了较为科学的探究过程，学习了多种科学逻辑方法，如基于证据作出假设、基于逻辑进行因果推理、基于逻辑设计实验 等，有效促进了学生深度参与思维型探究的落地，促进了学生科学思维的发展。科学逻辑学不仅在指导着人类的科学探究活动，同时，也对科学探究教学具有重要的指导意义。为优化科学探究教学，教师需要基于科学逻辑设计教学方案，使学生在符合逻辑的科学探究中理解科学并且培养和发展探究能力，在猜想、批判、假设、检验和修正的过程中发展科学推理、科学分析、科学论证等核心思维能力。

基金资助

江苏省中小学教学研究第十四期立项课题“基于科学逻辑优化小学科学探究教学的实践研究”(2021JY14-L109)