《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）强调，科学课程要培养学生的核心素养，而模型建构作为科学思维的一种方式，在科学教学中有着重要的地位
［1］。
1 科学思维模型建构的定义与内涵
新课标提出的模型建构是以经验事实为依据，对客观事物进行抽象与概括，为建构易于人们研究或能从主要方面反映事物本质特征及共同属性的理想模型和概念。由此可见，模型建构不仅适用于反映宏观或微观事物本质而制造出的实物模型，也适用于表达同一概念的思维模型。
思维模型的建构是学生主体在已有经验事实的基础上，对科学情境、科学问题或课堂活动中涉及的科学事物、实验现象等进行抽象与概括，同时运用模型分析、解释现象与数据，逐步形成有系统结构的科学模型的过程
［2］。笔者基于“热在金属中是怎样传递的”这一核心问题，引导学生观察生活中的现象，结合已有知识经验，运用科学思维方法，在“猜想—验证—解释”的过程中逐步形成完整的策略体系，建构问题解决的思维模型
［3］。
2 建构思维模型的重要性
2.1 学生思维发展的需要
小学生对未知的事物有着强烈的好奇心和探究热情，对观察到的事物或现象会产生一定的思考，但受个体发展的限制，他们的思维具有局限性，思考仅停留在事物或现象的表面，并不深刻，思维间缺乏层次性，无法形成有序结构。在原有的课堂教学中，虽提倡要启迪学生的思维，引导学生思考，但形式大多是提问“为什么”“怎么做”，答案具有局限性，不利于学生进行深层次的思考，思维的进一步发展会有所限制。因此，推动学生的科学思维具有迫切性，引导学生自主开展思维模型建构，能促进学生对客观事物形成自己的认识，对学生思维发展具有重要的意义。
2.2 科学学科特质的体现
科学是一门综合了天文地理、化学物理的多样性学科，大到宏观的宇宙，小到微观的细菌，无一不是科学的范畴。而自然界的万物之间有其自在的联系，也与我们的生活紧密相关。了解科学知识是推动社会进步的基石，培养科学思维是促进新时代发展的钥匙，进行思维模型建构是铸造钥匙的核心。科学与其他学科相比，除知识广泛外，还有大量的实验需要学生亲自观察与动手实践，在从现象到得出结论的过程中，可能还要用到推理、论证等多种方法，层层剖析，通过不断探索与研究，形成思维的模型建构，最终得出结论。因此，科学学科还需要学生有较强的动手能力、逻辑思维能力和建构思维模型的能力。
3 建构思维模型的策略
思维模型具有复杂性与特殊性，学生无法自主展开建构，需要教师以一定的方法引导学生，如以情境、问题、现象等激发学生思考，促使学生逐步建构思维模型。
3.1 创设真实情境，激发“模型理解”
陶行知的生活教育理论指出：知识源自生产生活情境，而情境又是知识的载体。有了真实的教学情境，知识的出现就不再显得突兀和抽象。科学知识包罗万象，以生活实例入情境，符合学生的认知水平，贴近学生的日常生活，能快速拉近师生间的距离，帮助学生立即进入课堂。
以教科版小学科学五年级下册“热在金属中的传递”一课为例，热的传递学生在生活中是能感受到的，虽然看不见，但可以通过一些生活现象发现其中存在着热传递。为让学生能直观地“看到”热在传递，教师可以创设这样一个生活化的情境：吃火锅的时候，金属筷子一端在汤里，一端握在手中，会感觉到手中的筷子慢慢变烫，学生的直观感受正是热传递在金属筷子中的反映，也间接证明了热在物体间发生了传递。在此过程中，热由汤传递到筷子再传递到手，传递的物体较多，为了方便找到热传递的规律，教师可以围绕单一物体“金属筷子”展开探究。提出问题：热在金属筷子中是怎样传递的呢？激发学生对“热在金属中是怎样传递的”这一模型的理解，由此为思维模型的建构打下基础。
真实的情境、生活化的问题是激发学生思考的动力。在这样一个多维冲击的情境中，学生会被吸引，乐于去寻找证据，从而解决实际问题，自觉构筑起思维的框架。
3.2 开展实验探究，形成“模型建构”
思维模型的建构与实物模型一样，需要事实经验与依据进行填充，只有这样模型才能牢固。“热在金属中的传递”这一思维模型的建构需要对客观事物进行分析和概括，而客观证据最直接的来源便是实验探究。实验探究是小学科学中一种常用的学习方式，一般遵循“提出问题—作出假设—制订计划—进行实验—收集证据—解释与结论—反思与评价—拓展与迁移”的思路开展。学生运用多种方法开展实验探究，就是在经验事实的基础上不断进行模型建构。
小学科学“热在金属中的传递”一课，以金属筷子为直接研究对象，引导学生画出加热时热是怎样传递的。学生在绘画的过程中融入对筷子变热现象的思考，从而画出如
图1所示的猜想。
对于热在筷子中的传递，学生无一例外猜想都是以一端为加热点，向另一端传递。因为不同学生的思维方式不同，已有的经验基础也不同，所以使得猜想的热传递方式也不尽相同。在了解学生前概念的同时，不同的猜想可以引起学生思维的碰撞，从而推动探究实验的深入开展。
为让热的传递可视化，教师可以给学生提供感温油墨等材料，给予学生学习支架，引导学生运用工具设计实验，从而展开探究，仔细观察并记录下实验现象，绘制热传递的示意图，获得初步的结论。至此，学生对“热在金属中是怎样传递的”这一模型有了初步的理解，初次建构了思维模型。
教师紧接着给学生提供金属圆片，由线到面的过渡顺势提高了研究难度，又规定以圆片的中心为加热点进行加热，将难度控制在学生的最近发展区内，让学生猜一猜、画一画。学生在筷子的基础上，会有依据地进行猜想，从而画出了如
图2所示的3种猜想。
为验证自己的猜想是否正确，学生继续设计实验，通过实验验证自己的猜想，记录现象，绘制热传递的示意图，从而得出结论。至此，已经完成了两个实验。学生对比自己绘制的筷子与圆片的热传递示意图，通过分析推理可以得出：热在金属中传递的共同特点是从热的部分传递到冷的部分，也就是热传递的规律。由此，学生完成模型理解，形成模型建构。
筷子与圆片都是平面的物体，因此第三次实验在原有实验的基础上继续提高难度，引导学生对易拉罐这一立体物体中热的传递规律提出猜想。学生根据已有的知识经验作出如
图3所示的3种猜想。
学生获得的结论在易拉罐的实验中得到再次验证，证明了热在金属中传递的规律就是从热的部分传递到冷的部分。由此，在加深“热在金属中的传递”模型理解的同时完善模型建构。
3个实验均采用作出猜想、实验验证的方法，最后归纳总结。学生体验了完整的思维过程，增进了对科学学科的探究热情，发展了科学思维。在已有经验的基础上，探究的模型从简单到复杂，层层递进，在丰富科学知识的同时完成模型理解，逐步完善自己的思维模型建构。在此过程中，学生的动手操作能力和逻辑思维能力得到了有效提高。
3.3 运用模型分析，进行迁移运用
思维模型的建构说到底是思考问题的一种方式，学生搭建思维模型的最终目的是回归生活，解决生活中的实际问题，若无法完成科学知识在生活中的迁移与运用，那构建的思维模型就是无效的。
小学科学“热在金属中的传递”一课取材自生活，热的传递也在生活中得到了广泛运用。教师在课堂中运用汤婆子完成了从科学知识到现实生活的迁移，这是一种巧妙的运用。一是，汤婆子就是运用热传递制作出来的典型物件，符合本课的教学需要；二是，汤婆子是苏州地区用来暖手的传统老物件，具有时代性，学生在接触的过程中能感悟时代的经典，传承吴文化。
为让科学知识取自生活又回归生活，在学生通过思维模型建构得到热传递的结论后，教师可以展示汤婆子，继续引导学生运用本课所学思考汤婆子传热的过程。学生分别在加热水前后触摸汤婆子，感受温度的变化，从而运用模型分析，解释汤婆子传热的过程，将思维模型运用于生活实际，解决实际问题。同时，对建构形成的思维模型作进一步补充和完善，从而全面、整体地理解“热在金属中的传递”。
3.4 重视过程性评价，助力思维发展
学生的思维发展离不开教师的及时评价。新课标强调，在建构素养导向的综合性评价体系中，要发挥评价的导向、诊断和教学改进功能。可见，在真实开放的学习过程中，评价更侧重于学生在学习活动中的表现，而非单一呈现的最终成果。让学生在评价的过程中体验到成功的喜悦，也知道自己存在的不足，及时有效的反馈才能激发学生的探究热情，推动学生的思维发展。
对学生思维模型建构的评价，实际上就是对学生提出猜想、作出假设、设计实验、收集证据、分析推理过程的评价，是对学生不断质疑反思、改进或调整思维的评价。教师在“热在金属中的传递”一课中设置了多个探究活动，其中3个实验探究活动均有猜测和实验记录，在每一次的猜测和实验结果交流中，教师都应对学生的课堂表现和思维过程进行评价。同时，学生在小组内交流谈论的过程也展现了学生自身对于思维模型建构的理解，学生可以质疑其他同学的观点，从而提出自己的想法，这是学生互评的一种良好形式。评价可以不局限于某个想法，也可以是对思维过程的转变或优化进行评价，在肯定学生和提高学生积极性的同时，教师应助力学生更好地优化思维模型建构的过程。“热在金属中的传递”学生素养评价如
表1所示。
说明：本表总分100分，其中，学生自评和学生互评各占30%，教师评价占40%。
4 结语
建构思维模型可以有效促进学生科学思维能力的提高，对于学生掌握科学知识、理解科学本质有着重要作用。实验材料、阅读资料等适宜的学习支架是学生科学思维模型建构的重要组成部分。在教学实际中应提出学生易于理解和思考的问题，引导学生进行科学思考，提升思维能力。学生在经历了完整的“模型理解—模型建构—模型分析—迁移运用”过程后，能形成自己的思维模型，有效提升思维和模型建构能力，为学习新知识奠定良好的基础。
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