四链递进：指向思维进阶的课堂研究

在探究实践中发展学生的科学思维是小学科学重要的教学目标。我们尝试基于学生的已有经验，以解决真实问题为载体，对课堂进行优化，通过策划问题链、巧设活动链、精选材料链、建构概念链，实现由浅入深的进阶，在顺应学生思维发展的教学中，提高他们思维的广度和深度，凸显思维进阶，提升核心素养。

一、策划问题链，理清教学逻辑

教师可以依据教材的内容逻辑和学生的认知逻辑，设计问题序列，即问题链。问题链具备指向明确、进阶发展和内在逻辑关联等特点，是一种问题之间存在逻辑关系的网络图形化表征。

1.击中“靶心”，找准核心问题

备课时，教师应先列举出本课的问题，准确地对其进行描述和判断，找准“靶心”，明确该课的研究重点。这样才能提高课堂的精度和准度，有针对性地围绕核心问题开展教学，提高课堂效率，有序开展课堂教学。

在《认识棱镜》一课中，教师先为学生制造了一道“彩虹”，接着提问：“你观察到了什么现象？”此现象引出该课聚焦的问题：彩虹是怎么形成的？为什么彩虹总是在雨后出现？彩虹产生需要什么条件？学生根据彩虹产生的条件，聚焦到“水滴”上，从而提炼出该课的核心问题。

分析并找准核心问题是课堂教学的出发点和落脚点，教师要抓住问题的关键，找准深入探究的方向，寻找更好的解决方案。在该课的教学中，教师通过创设情境，引导学生发现彩虹这一美丽的现象，将该课的核心问题聚焦到彩虹的成因上，大大提升了课堂效率。

2.研究教材，重构核心问题

该课的课题指向棱镜，聚焦环节教师提问：光由空气斜射进入玻璃等其他透明物体时也能发生折射吗？根据课程标准，该课的科学概念为棱镜是利用光的折射定律控制光的传播线路的光学元件，可以改变光的传播方向，太阳光包含不同颜色的光。因此，教师通过让学生观察三棱镜的结构，在实验中发现三棱镜的功能，重构该课的核心问题为：白光通过三棱镜后，会发生什么现象？教师对核心问题进行了重构，让学生在有限的课堂时间中进行更长时间的探究，促进核心知识的理解，提升课堂教学的有效性。

3.延伸问题，形成问题链

教师可以对核心问题进行延伸，确立几个有逻辑、递进关系的问题，构成本课的问题链，以此来帮助学生解决核心问题。由多个科学的、合理的问题串联成的问题链是促使课堂高效又有深度开展的关键。

我们生活中有哪些类似的透明材料？三棱镜有什么结构特点？白光通过三棱镜后有没有发生光的折射现象？能解释彩虹的成因吗？能否人工制造出彩虹？色光可以混合成白光吗？这几个问题从解释生活中的现象到能运用原理制作人工彩虹，再到核心概念“太阳光是由多种单色光混合成的复合光”，逐步延伸，形成问题链，串起整节课。

教师借助问题链，架起了彩虹成因、三棱镜的结构和功能、人造彩虹的材料选择、太阳光是复合光之间的“桥梁”，在降低学生学习难度的同时又让他们进行深度学习，提升他们对知识构建的深度、广度和联结度，更好地突破了教学难点。

二、巧设活动链，形成关键能力

设置活动链的目的是让学生在具有体验性、参与性和探究性的实践活动中形成科学探究能力、实践能力和自主学习能力。教师可尝试构建实践、探究一体的教学活动，实现在活动链中培养学生科学核心素养的目标。

1.立足课堂，开展实践

该课实践以“学、讲、行、研”的模式来展开，让学生有更多的实践机会，经历从无到有、从有到多的学习过程。

学——自学三棱镜的特点。给每个学生分发一块三棱镜，让他们观察三棱镜的结构特点。

讲——讲解彩虹的成因。根据三棱镜的结构推断出三棱镜的功能，由此借助现象进行小组内、班级内的探讨，讲解彩虹形成的原因。

行——单色光透过三棱镜：借助激光笔发射出红、绿、蓝三种不同颜色的单色光，并分别透过三棱镜，观察光发生偏折的角度，进一步认识光的折射现象。白光透过三棱镜：借助手电筒发出白光并透过三棱镜，让学生观察实验现象。

研——对比研讨。将单色光和白光分别透过三棱镜，两者产生的现象形成了鲜明的对比，组织学生共同探讨色光是否可以混合形成白光。

在这个过程中，学生先自学，再组内探讨，最后全班研讨。这几个小活动串起课堂实践，将三棱镜的特点和光的折射、色散现象结合，帮助学生建构跨学科概念“结构与功能”。借助实践，教师为学生提供了丰富的学习资源，让他们在活动中手脑结合，增强了他们的探究欲望。学生开展课堂实践活动，积累实践经验，有助于后续的探究学习。

2.课外延伸，推进探究

探究承接实践，是课堂的延伸。在每一个探究主题下，教师给予学生充足的时间，调动他们利用多感官去体验，让探究更深入，实现关键能力的提升和迁移。该课中，教师设置了3个课外延伸探究活动。

探究活动1：寻找生活中其他透明材料并制造彩虹。在认识彩虹成因的基础上进行延伸，通过观察物体结构与三棱镜的相似性，寻找能制造出彩虹的生活化材料，进一步认识结构与功能相适应的大概念。

探究活动2：利用色光混合成白光。将7种不同颜色的单色光汇聚到一个点上，变成白光，从分到合认识太阳光。

探究活动3：制作并玩转三色盘。在制作的过程中认识光的三原色，借助三色盘混合出白色（或接近白色），再次加深对太阳光是复合光的认知。

学生在探究中发现水滴、加满水的烧杯、放大镜等都能制造出彩虹，借助“光的三原色合成实验器”以及转动三色盘的活动再次回顾知识点，认识太阳光和光的三原色。探究活动的设计，帮助学生跳出书本，真正将课内外资源、家校资源紧密联系起来，完成了由“知”到“智”的内化与迁移，实现了思维的进阶发展。

三、精选材料链，提高课堂效率

材料是学生进行科学探究的重要载体。合适的材料链是学生进行深度学习的关键，是提高课堂效率的重要保障。

1.精选代表性材料，初步探究

教师在选择材料时，应考虑所选材料的代表性及预期效果。围绕核心问题，选择典型且合适的材料，这是课堂成功的关键。

能发生光的折射的物体有很多，如水滴、放大镜、盛满水的烧杯等，但要让光发生色散，比较有代表性的材料是三棱镜。学生在室外利用三棱镜成功造出了彩虹，回到教室，又借助手电筒的白光和三棱镜制造出彩虹。借助三棱镜的两次实验，学生成功完成初步探究，并填写实验记录单，为后续的进一步探索奠定基础。

2.运用有结构的材料，深入探究

有结构的材料是教师基于每节课的实验需求精心挑选的实验材料，是有梯度的材料，有利于培养学生的探究能力和创新思维。

该课中，学生先根据彩虹是在雨后产生的，推测彩虹产生的条件之一是小水滴，进而观察发现小水滴是透明的球体，但光线穿透后只从一个面射出。接着，学生在寻找与小水滴结构相似物体的活动中联想到三棱镜，光线可以从上、下两个面射出，故而学生在实验中会看到正的和倒的两种彩虹。最后，教师提供水晶球，它在三棱镜的基础上增加了多个折射面，能同时产生多道彩虹。

教师提供的这些有结构的材料把课堂学习推向更深处，同时精心设计呈现的次序和时机，依次提供水滴、三棱镜和水晶球，层层深入、环环相扣，让学生在有序、有效的实验中观察。

3.巧用创新性材料，实现思维进阶

材料的创新既可以是对实验材料的替代，也可以是材料的改进，目的是要符合学生的认知和思维发展，更具操作性，促进他们思维的进阶和认知能力的全面发展。

通过制作并快速旋转彩色轮来建构“色光可以混合成白光”的概念，学生制作起来费时且效果不理想。通过查阅资料发现，“光的三原色合成实验器”可以单独显示红、绿、蓝三原色，也可以分别显示红绿、红蓝、绿蓝的混合色，还可以显示红、绿、蓝的混合色。教师借助创新性材料为课堂服务，更好地帮助学生理解抽象的概念。

在初始阶段，教师提供代表性材料——三棱镜，让学生初步感知彩虹是因为光的折射产生的；在深入探究阶段，提供有结构的材料，帮助学生对光的折射现象有更深层次的理解；最后，提供创新性材料——“光的三原色合成实验器”，促进学生认知能力的全面发展。

四、构建概念链，形成科学观念

课堂上，学生基于现象或认知，会形成一定的观点，在教学的进程中逐步深入理解事物的本质属性，建构概念，汇聚更多概念形成概念链，形成对自然世界的认知，并在理解的基础上形成科学观念。

1.抽象概念，直达本质

对具体事物的各种特征与属性进行抽象，是概念形成的第一阶段。如果缺乏这种抽象能力，概念就没法从具体事物本身上脱离出来，也就缺乏概括其他同类事物的能力。

该课中，学生在走廊上将太阳光透过三棱镜，借助角度的调整，成功制造了彩虹，观察到了7种不同颜色的单色光，而单色光透过三棱镜只能看到发生偏折的现象。根据这两个截然不同的现象，学生顺势推导出太阳光是复合光这一概念，在理解现象的基础上抽象出具体概念。

2.类化概念，夯实新知

类化是概念形成的第二阶段，是指对客观事物的各种属性和特征进行归类。要想让学生掌握概念，就需要帮助他们从具体事物中抽取出其共同特征，并对相似的特征进行归类。

为了帮助学生更好地理解“三棱镜可以改变光的传播方向，它是利用光的折射定律控制光的传播路线的光学元件”这一概念，教师可以让学生观察不同颜色的单色光透过三棱镜，发现红光、绿光、蓝光等单色光都会发生偏折现象，但太阳光透过三棱镜会折射出七种单色光，两者对比，进行类化，帮助学生更好地建构“光的折射”这一概念。

在进行类化的过程中，学生要归类的是客观事物某些属性或特征的相似之处，忽略事物之间非本质特征或属性的差异性。

3.辨别概念，深度学习

辨别是概念形成的第三阶段。学生能对客观事物进行辨别是掌握概念的重要一步。辨别贯穿于概念掌握的全过程：从发现客观事物的本质属性或基本特征（抽象化），到对这些属性或特征的归类和认同（类化），最后过渡到对客观事物本质属性或基本特征之间差异的认识（辨别）。

为了认识光的折射和光的色散这两个不同的概念，教师让学生将单色光和太阳光分别透过三棱镜去观察，发现单色光仅会发生偏折，但颜色不变；而太阳光则会分散成7种不同颜色的光。学生将这一现象进行辨别，明晰两个概念的区别。最后借助光的“光的三原色合成实验器”和玩转三色盘的活动，对“太阳光是由多种单色光混合成的复合光”这一概念有了更深入的理解，真正明白生活中彩虹的成因。

（作者单位：裘亚飞，浙江省杭州市富阳区大源镇中心小学；费许峰，浙江省杭州市富阳区环山乡中心小学）

参考文献

[1]喻伯军.《义务教育科学课程标准（2022年版）》的主要特点与教学建议[J].教学月刊小学版（综合），2022（05）.

[2]董易安，施秋玮.指向思维培养的“问题链”设计与优化[J].地理教育，2023（11）.

[3]张洋，孙恬恬.如何借助“活动链”开展单元教学——以“家乡文化生活”单元的教学为例[J].语数外学习（高中版上旬），2022（09）.