在全面培养小学生群体的科学素养与综合能力的过程中，科学概念的引导、塑造至关重要。所谓科学概念，具体是指存在于系统化、综合化、实践化的科学知识体系中最为简单、最为基础、最重要的组成要素之一，它也是学生群体充分理解、正确认知、积极感悟客观世界的关键。从根本上说，对于小学科学教育教学活动而言，思维型概念学习教学模式主要关注的是学生群体对多元化、丰富化科学概念的认知程度、理解程度、运用程度，在教育教学活动中，它要求教育工作者要积极开展围绕具体概念的教育实践活动，重视学生群体对概念属性的深入学习活动。与以往科学教育教学活动所不同的是：该教育教学模式更加侧重于在学生群体全面了解、充分感知、深刻理解的发展进程中，不断培养学生群体的科学分析能力、科学归纳能力、科学概括能力，在促进学生群体的互动与密切交流过程中，逐步培养学生群体的科学逻辑能力、科学思维能力、科学探析能力，在引领学生群体的教学反思与教学评价中，全面培养学生群体对知识模糊性的深刻洞察力与理解力。该教育教学模式在科学教育教学活动中的合理运用，可以帮助学生群体增强对丰富化、差异化科学概念的深入认知与充分理解，有助于拓展学生群体的科学教育学习方式，延伸学生群体的科学教育课程空间，激发学生群体的科学实验探索兴趣，培养学生群体的科学思维、科学精神、科学素养，强化学生群体的科学思维品质与综合能力。

1．教育教学理念

该教育教学模式的运用，主要涉及以下几方面的教育教学理论：第一是皮亚杰研究提出的认知发展理论；第二是维果茨基研究提出的最近发展区理论；第三是波斯纳所探索发现的概念转变模型理论；第四是具有影响力与教育发展力的建构主义教育理论，以及得到广泛运用与实践发展的人本主义理论；第五是具有延伸性与发展性的概念转变学习理论；第六是具有创新性与针对性的胡卫平思维型教学理论。

2．教育教学目标

在小学阶段的科学教育教学活动中，概念学习本身具体指的是针对具体概念以及概念属性的合理化、有效化、层次化的学习实践活动。一般而言，小学阶段的低年级，也就是小学一、二年级的科学教育教学活动，更多涉及的是名词概念。而小学阶段的中年级，也就是小学三、四年级的科学教育教学活动更多涉及的是分类概念。小学阶段的高年级，也就是小学五、六年级的科学教育教学活动更多涉及的是变化与关系方面的抽象概念。在实际科学教育实践中，教师群体要引导学生群体开展概念学习实践活动，帮助学生群体获得正确的、全面的科学事实，督促学生群体形成准确的、合理的科学概念，带领学生群体掌握扎实的科学原理，充分把握科学发展规律，促使学生群体逐步构建起系统的、完善的、适宜的、综合的科学概念框架，以此推动学生群体的科学素养、科学理念、科学概念思维的稳步发展，促使学生群体的科学归纳能力、科学概括能力、科学分析能力、科学推理能力不断提升，促使学生群体可以正确运用科学概念，解决实际的科学探索问题，具有扎实的、完善的问题解决能力。

3．教育教学过程

（1）科学教育活动的教学框架与实践流程、步骤

在小学阶段的思维型概念学习教学模式中，教师群体需要稳步实施以下教学环节，不断推进科学教育教学活动的持续发展。

环节一：教育工作者要借助“动机激发”的教学策略，创设优质的、适宜的、合理的科学教育教学问题情境，将科学概念内容蕴藏其中，引导学生群体深入认识与广泛思考，不断激发学生群体对科学教育内容的学习兴趣与探究热情，关注学生群体已经构建的科学概念与固有概念，以此为基础，督促学生群体对科学概念的深入学习与全面理解。

在具体的实践环节中，它的操作要点主要体现为教育工作者要积极创设、打造合理的、有效的、生动的科学知识学习情境。特别需要关注的是：教育工作者所创设的教育教学问题情境需要与学生群体的学习需求、生活实践、认知结构具有一定的关联性与发展性，需要与科学教育教学内容以及探究问题具有紧密的关联度，能够最大限度地激发学生群体的科学探索兴趣与学习热情。对于不同年级的学生群体来说，他们的学习需求与兴趣点是不同的，能够吸引他们的科学教育教学问题情境往往具有一定的差异性与区别性。通常而言，针对小学低年级学生群体的教育教学问题情境的设计，需要更加侧重对学生学习兴趣的激发与培养；针对小学高年级学生群体的教学情境设计，需要更加侧重科学研究内容层面。与此同时，教育工作者往往可以通过开展生动化、有趣化、独特化的科学实验，讲述丰富的、多样化的科学历史故事，诉说生活实践中切实发生的具体案例等，积极创设优质的科学教育教学情境，以此不断培养学生群体的科学精神与科学思维，强化学生群体的综合能力与全面素质。

环节二：教育工作者要不断激发学生群体的认知冲突，以认知冲突为契机、手段、策略，促进学生群体科学概念的形成与发展。教育工作者可以借助具体、真实的案例，在一定程度上引发学生群体的深入思考与认知冲突，当学生群体开始思考、质疑、剖析与之相关的实验案例时，学生群体就已经产生了一定的认知冲突。

在实际的科学教育教学活动中，教育工作者要不断呈现与科学概念、科学知识、科学内容密切相关的科学现象、科学事实、科学实物等。当学生群体对教师群体所列举的科学案例进行充分地阐述与描述时，学生群体就会逐步暴露出自己已经具有的、掌握的、以往的前概念。在学生群体不断构建科学概念的过程中，这些固有的前概念往往是学生群体已经具备的，对客观世界的最初理解、最初概念、最初认知，或者学生群体通过学习实践获得的科学概念内容，这些前概念可以是错误的，与真实情况相背离的，与科学实践相矛盾的。需要注意的是：教育工作者在挑选、设计课堂教学中所运用的科学案例时，应该最大限有度地选择那些可以呈现出真实问题情境与真实生活实践的案例，选择那些具有代表性、针对性、价值性的案例。尤其是在小学低年级的科学教育教学实践中，教育工作者更应该选择简单化、通俗化、容易理解的科学案例，以便增加学生群体的学习兴趣与探究热情。教育工作者所选择的案例内容需要难度适中，高于或者等于学生群体所具有的普遍意义上的整体认知能力与理解能力，也就是说，要位于学生群体的认知发展维度上的最近发展区范围内。

在思维型教育教学模式的运用与发展过程中，认知冲突是最为关键、最为本质、最为重要的根本特性。所谓认知冲突，就是教育工作者借助从生活实践中延伸出来的，经过精心设计、用心选择的科学案例，在一定程度上引发学生群体思维层面、认知层面、理解层面上的矛盾冲突问题，强化学生群体的认知不平衡性，促使学生群体运用固有的、已具备的前概念难以切实有效地剖析、解释、分析当前的科学案例，以此促使学生群体对科学案例所涉及的问题开展深入的思考与细致的研究。只有在认知冲突情况下，学生群体的科学知识学习实践活动才稳步开展，真正诞生。认知冲突往往具有两个优势：第一，它能够逐步同化学生群体所固有的科学认知；第二，它也能够改变、完善、优化学生群体的原有认知。可以说，没有认知冲突，就难以激发学生群体在认知发展层面上的学习动力与学习活力，就难以推动学生群体的自我完善与科学发展，难以培养学生群体的科学素养与综合能力。

环节三：教育工作者要立足自主构建的发展策略，稳步推进科学教育教学活动。教育工作者可以预设相应的科学实践问题，以问题为切入点，不断启发、帮助、引导学生群体，为学生群体的学习实践提供丰富化、多样化、合理化的实验材料；与此同时，教育工作者要引导学生群体充分感知、细致归纳、集中概括、深入合作，切实生成科学化的新概念，以此促使学生群体的科学精神、科学思维、科学素养稳步增强。在具体的实施技巧与操作要点中，教育工作者要重点关注问题与感知要点。

在问题要点中，教育工作者要注意自身所设计的、提出的、规划的问题，需要具有针对性、合理性、切入性，可以切实有效地展现科学问题的核心之处，具有高度的研究价值与探索意义，可以从根本上帮助学生群体逐步完成科学教育教学的学习任务，实现相应的科学课程学习目标。一般来说，为了探索出、列举出、设计出优质的、适宜的、有效的科学问题，教育工作者需要围绕具体的科学教育教学内容，针对科学实践问题开展预设活动，全面了解、充分把握学生群体所具有的普遍意义上的认知能力、理解能力、探索能力，确保最终所设计的科学问题是难度适中的，是具有针对性、引导性的。唯有如此，学生群体才可以在回答、思考、解决、探究相应的科学实践问题时，加强对科学知识、科学概念的理解与认识，建立起关于科学概念的分解概念，在更加丰富、更加复杂、更加多元、更加深远的维度上，构建科学概念，理解科学概念的丰富内涵。值得注意的是：在实际的科学教育教学实践中，教育工作者要避免设计是非题，避免具有明确判断性意味的科学实践问题，这是因为从思维培育角度来看，这类问题的设计与规划，难以全面启发学生群体，增强学生群体的科学思考能力、科学感知能力、科学归纳能力、科学概括能力。在学生群体开始解决实际科学问题时，教育工作者需要将课前准备的实验素材、实验材料等交给学生群体，以此帮助学生群体开展实践探索活动，强化学生群体的科学素养与分析能力。

在感知要点中，教育工作者需要秉持循序化、渐进化、层次化的原则，稳步推进学生群体的感知活动。不得不说，感知是小学科学教育教学活动中最为关键、最为重要、最为核心的环节之一。教育工作者能够设计、规划、运用丰富化、多样化、差异化的方式方法，引导、支持、带领学生群体不断积累对各类事物充足化、多元化、有效化的感知体验、感知经验，以此为学生群体后续的思维探索、思维加工、思维渗透、思维优化，奠定坚实的基础。通常来说，学生群体在步入学校的时候，就已经具备了一定的科学概念，他们往往带有一定的家庭观念、科学背景、文化知识基础、思维观念等，他们在科学观察、科学实验、科学调研、科学互动环节中，对相同事物的理解度、感知度、认识度，往往具有一定的差异性，为此，立足科学教育教学活动，全面运用合作学习的教育教学策略，具有重要的意义与价值，是切实可行的科学教育教学措施。

在合作环节中，教育工作者可以运用的合作学习的策略与措施是丰富的、多样的、多元的。教育工作者最常用的合作学习的策略方式是在全面了解学生群体的能力基础与发展需求的基础上，将能力不同的四个学生群体组合在一起，构建成一个异质学习小组。除此之外，教育工作者也可以构建以两名学生为一组的学习小组，还可以按照实际的小组学习需求与科学教育教学活动，明确相应的小组学习人数。当教育工作者针对学习需求，将学生群体进行分组之后，在比较长的科学教育学习实践活动中，学生群体的小组学习经历与状态是比较稳定的，小组成员之间最少需要学习科学教育内容的一个单元，或者小组成员之间必须维持三个星期以上的合作学习经历。在这个过程中，教育工作者需要引导学生群体掌握必备的交流技巧与互动技巧，增强学生群体的合作能力，督促学生群体学会积极倾听，学会准确地表达自我观点，学会友好地表达自己的意见，合理分配科学实验探索的机会，维持整个小组的内部和谐与稳定。合作交流的教育教学策略具有一定的优势与价值，这是因为学生群体的认知能力往往不高，他们的感知思维、感知模式、感知逻辑通常是相近的，因而，他们更容易在相互交流、相互启发、互动中不断强化自身对科学概念的理解与认识，从而拓宽自我学习、自我发展的空间。(www.daowen.com)

在概括要点中，需要教育工作者特别关注。所谓概括，具体是指降低对所有事物的细节化、局域化的认识与理解，不断探寻事物共同特征、共同属性的综合能力。在思维发展层面，概括能力具有重要的价值与作用，这是因为思维本身就是以精神层面、大脑层面上的概念形式存在的。立足小学生群体的认知发展特征，教育工作者可以从以下两个维度，全面培育学生群体的思维概括能力，以此不断增强学生群体的科学意识、科学理念、科学素养。第一，无论是小学低年级的学生群体，还是小学中年级的学生群体，他们的思维都主要集中于形象思维发展层面，为此，教师群体需要以实际的、多样的、丰富的、生活化的物品为切入点，引导学生群体探寻、挖掘、发现、了解事物的共同特征与根本属性。第二，小学阶段中高年级的学生群体往往已经具有一定程度上的科学知识储备、科学思维、科学探索能力以及科学抽象能力，为此，教育工作者可以全面鼓励学生群体从表面化、外部化特点入手，逐步向着事物的内部化、根本化特点深入，立足丰富化、多样化的形象感性素材，不断实现对事物的提炼和概括，以此推动学生群体的科学概括能力、科学思维能力不断发展。从内在属性来看，概括与该教育教学模式中的应用迁移具有一定的管理度与契合度，事实上，倘若没有对以往的、原有的问题情境中多元化、充足化、层次化科学知识的系统性、整体性概括，是难以实现科学知识的迁移活动的。

环节四：教育工作者要立足科学教育教学活动，逐步实施自我监控的教育策略。教育工作者要积极带领学生群体围绕相关的科学教育教学内容，立足科学研究过程、科学思维模式，开展深入化、透彻化、全面化的反思实践活动，促进学生群体的多元互动交流，引导学生群体的深度反思实践过程，帮助学生群体获得一定的反思结论，实现自我监控与自我管理。对这个环节来说，教育工作者的操作要点主要集中两个方面：一个是反思模块，另一个是评价模块。

在反思要点中，教育工作者要借助小组交流、小组互动的方式，依托班级交流实践，督促学生群体填写评价表格，鼓励学生群体以完成课堂作业或者课外科学作业等途径，持续反思、分析科学教育学习过程，不断推动科学教育教学活动的稳步发展。通常而言，科学教育实践的反思环节要深刻彰显出元认知理论的教育思想与教育精神，教育工作者要积极为学生群体，提供丰富化、科学化、有效化的元认知策略，不断增强学生群体的学习成果与学习质量。研究人员齐默尔曼在全面探索的基础上，肯定了自我提问策略的价值性、关键性与有效性，并大力支持教育工作者全面应用该教育教学策略。在实际的科学教育教学活动中，教育工作者要积极帮助学生群体不断学习提问的方式与策略，更好地引导学生群体开展更深入、更主动、更有效的提问学习活动。只有当学生群体掌握了切实有效的提问策略与提问措施，学生群体才会循序渐进地构建起及时反思的思维模式，形成条件反射式的反思逻辑，这将有助于学生群体的全面发展与思维培育。

在评价要点中，教育工作者要积极培育学生群体的主体意识与主动观念。在引导学生群体的科学概念学习实践中，教育工作者要不断推动学生群体成为自主的、积极的、深入的自我评价者。这样，学生群体在对自身的科学课程学习活动、科学概念学习策略、科学知识学习结论做出有效的、合理的、多元的评价时，往往可以强化自身对于科学概念、科学思维、科学逻辑、科学知识的全面认识与深入理解，从而促进学生群体的自我发展与实践进步。与此同时，教育工作者要强化小组合作环节中的学习反思、学习评价活动，督促学生群体开展适宜的、合理的、有效的组内评价活动，实施多样化、层次化的组间评价活动，促使学生群体不断汲取各方观点的营养，在差异化、区别化的看法启发下，从多个维度、多个方面、多个层次上，优化自身对科学教育教学活动以及科学概念的正确理解与全面认识，促进自身的科学思维、科学理念、科学精神的不断发展与持续进步。

环节五：教育工作者要关注学生群体的应用迁移环节，促进学生群体对科学教育课程知识的深入理解与广泛认知。教育工作者要积极创设合理化、生动化、多元化的教学发展情境，鼓励学生群体立足科学教育教学活动，实现多维度、多方面、多层次的迁移应用活动。教育工作者要帮助、引导、督促学生群体强化对科学课程知识的深刻理解，引导学生群体将科学新概念、新思维、新理念，运用到实际的科学问题情境中，推动学生群体的综合素质与科学素养的不断发展。对于这个环节而言，最为重要、最为关键、最具价值的核心操作要点就是—应用迁移。

对于科学教育教学活动来说，所谓应用迁移，具体是指将自身所掌握的科学课程知识，所具有的科学探索能力、科学实践能力、科学思维能力等，不断迁移到全新的科学问题发展情境中，以此促进学生群体多元思维与多样能力的持续发展。从地位上来看，应用迁移在科学教育学习活动中具有关键的、核心的价值与作用。教育工作者在科学教育教学实践中常常会面临这样的教学困境：部分学生好像已经掌握了一定的科学概念与科学知识，无论是在科学教学课堂提问环节，还是在科学教学纸笔测验环节，他们都可以正确地回答相应的问题，然而，当这些学生群体面临相似的问题情境时，也就是说，问题情境中的某一个方面、某一个要素产生了一定的变化，他们往往难以借助已经掌握的科学知识、科学思维、科学技巧，合理正确地解答相关科学问题，难以借助已经掌握的科学概念，细致剖析、全面分析、合理解决实际的科学问题。这就意味着，学生群体对多元化、丰富化、多样化科学概念的正确理解、系统认识以及整体概括的能力还存在一定不足，还不够深入与全面，他们对科学概念以及科学知识的应用迁移能力还不够，难以实现对科学知识以及科学概念的灵活运用，难以达到举一反三的学习高度。为此，教育工作者可以围绕科学教育教学活动，运用循序化、渐进化、稳步化的方式，不断强化学生群体对科学概念、科学知识、科学理念的全面认识与系统掌握，持续增强学生群体知识的融会贯通能力以及应用迁移能力，促使学生群体的科学素养、科学精神与综合能力不断发展。

（2）科学教育活动的教学评价环节

在科学教育教学活动的实践发展中，特别是在概念学习教学模式的运用与发展中，该教育教学模式对于学生群体的科学概念学习成果、学习质量、学习效率的评价方式往往具有丰富化、多样化、层次化特征。在实际运用中，教育工作者可以要求学生群体复述、概括课堂教学过程中的具体教学内容、教学知识，借助概述等教学策略，帮助学生群体逐步实现有关的科学教育教学评价目标；与此同时，教育工作者可以在课堂上，引导学生群体完成有效化、合理化的科学知识练习性测验，促使学生群体积极开展多元化、层次化的科学知识水平性评测活动。除此之外，教育工作者也可以鼓励学生群体借助列提纲的方法，全面汇总、提炼科学教育教学内容，依托画概念图的学习策略，不断强化学生群体参与到教学评价活动中。从根本上来说，概念图在很大程度上对学生群体的系统知识学习与综合能力培养，指明了探索的方向，它要求学生群体可以详细全面、系统地识别出各种的科学课程重要观点与核心概念，并将多元化、丰富化、差异化的科学概念、科学知识、科学观点有机地融合在一起，构建不同知识体系之间的密切联系，以此鼓励学生群体提出全新的、更加深入、更加全面的问题，引导学生群体借助科学概念的方式予以解决，从而培养学生群体的科学思维与科学探究能力。

在实施教育教学评价的时候，需要特别指出，学生群体在复述多元化、丰富化、层次化的科学概念时，往往具有优异的表现，然而，他们在运用这些科学概念，解决实际的科学发展问题时，往往会出现各种错误，这意味着学生群体对于丰富多彩的科学概念的认知与理解，还不够全面、完善、具体，这是需要教育工作者特别关注与重视的地方。教育工作者需要将大量的目光投入容易产生各种科学问题、科学误解、科学分歧的概念内容上。在系统总结了科学教育教学活动之后，笔者发现，容易产生科学误解的概念还是比较多的，这也是科学教育教学活动的难点之一。为此，教育工作者要借助多次、反复的形成性评价，不断探寻、把握、抓住学生群体产生科学误解的地方。通常而言：这样的教育教学评价一方面可以在科学教学课堂结束后实施；另一方面，也可以在间隔了一定时间后，在科学教育教学内容的单元学习完结前稳步实施。对于教育工作者而言，他们需要明确意识到：只有在引导学生群体实施形成性评价的过程中，不断督促学生群体挖掘、探寻、把握自身对科学知识、科学概念的误解问题，及时有效地纠正学生群体的错误认识、错误理解、错误思维，才可以从根本意义上全面认识、充分理解、切实把握科学教育教学知识与科学概念。

4．教育教学环境

对于小学阶段的科学教育教学活动而言，在思维型概念学习教学模式的运用过程中，学生群体的学习实践活动往往都是在真实的教室中开展的。教育工作者一方面要为学生群体打造、创设、营造适宜的、合理的、安全的、有效的、干净的、良好的科学知识学习环境与学习氛围；另一方面，还需要强化对多元化、丰富化、多样化科学教育教学资源的设计、开发与准备。教育教学资源所涵盖的内容是丰富的、具体的：第一是科学学习素材或者科学学习资料；第二是科学教育图书；第三是科学实验器材等。这些教育教学资源的运用与实施，有助于丰富学生群体的科学教育学习实践活动，也有助于促进学生群体的科学概念形成与发展。除此之外，教育工作者在实际的概念学习实践中要预留充足的、适宜的、合理的时间，引导学生群体的互动交流与内部沟通，促使学生群体在全面互动、积极交流、科学质疑的过程中，不断获知自身对科学概念、科学思维、科学知识的广泛认识与深入研究。

5．教育教学关系与教育工作者专业能力的发展要求

在多元化、丰富化、有效化的科学教育教学活动中，教育工作者是学生群体稳步开展科学概念学习，深入理解科学概念的促进者、设计者、推动者。教育工作者需要立足科学教育教学活动，进一步明确科学教育内容中的核心概念、核心定义与重要知识点，遵循合理化、层次化、全面化的原则，理顺科学教育实践中上位概念与下位概念之间的相互联系与相互关系，切实保障好学生群体的全面学习与自主发展。在此基础上，教育工作者需要依据学生群体构建起科学概念的认知时间与理解顺序，围绕多样化、区域化、丰富化的科学材料，实施切实有效的科学排序活动。通常而言，大部分的科学教育教材并不都是围绕学生群体的思维发展过程、学习认知过程、学习理解顺序等，开展设计、编写、制定等活动的。因而，教育工作者为了更好地推动科学教育教学活动，促进学生群体的全面发展与持续进步，需要针对科学教育教材内容，实施有效化的整合、有序化的增补、合理化的排序活动。教育工作者在课前准备环节中，要秉持合理化、科学化的原则，积极挑选适宜的、优质的、完善的科学概念学习资源与教育素材，列举与科学概念知识有关的正面案例与反面案例，以此丰富到科学教育教学活动中。与此同时，教育工作者要坚持事先设计，事先规划，事先完善，准备充足的、丰富的、多元的科学概念结构素材，确保科学教育教学活动的稳步发展与持续推进，并合理安排、设计、规划相应的科学教育教学时间，以科学概念的丰富度、内容度、复杂度、重要度为指标，合理完善相应的科学教育教学时间安排。教育工作者在讲授具有复杂逻辑与内容的分解概念时，或者在教授具有复杂体系的大概念时，需要设计连续化的课时空间，给予学生群体充足的科学学习机会，确保学生群体对相关科学概念的深入理解与全面认识。

教育工作者在实际的科学教育教学实践中，也是学生群体开展科学概念学习的优秀研究者、充分认可者、坚定支持者。教育工作者要高度重视学生群体实施科学概念学习实践的发展过程，稳步推进学生群体的深入探索与细致剖析活动，在必要的情况下，借助举例的方式，依托提供丰富素材的策略，对学生群体的全面化、细致化、综合化的学习实践活动，给予充足的支持与引导，切实推进学生群体的自我发展与不断进步。教育工作者要切实尊重学生群体的科学课程学习兴趣，充分把握学生群体的科学课程学习需要，不断摸索学生群体的科学课程学习风格，给予学生群体足够的关爱与支持，在科学教育教学活动中创设良好的、优质的、亲密的、和谐的师生关系，增强小学阶段科学教育教学活动的有效性、发展性、合理性、完善性。

在深入探索的基础上，笔者立足科学教育教学活动，按照思维型概念学习教学模式的发展理念，依托其中蕴藏的六个要素的实践策略与实践要求，把握科学教育教学实践中教学环节的独特性、发展性与关联性，细致阐述了怎样借助有效化、合理化、多元化的教学原则，实施思维型概念学习教学模式。在相关的教育教学设计环节中，教育工作者需要明确科学教育教学活动的发展目标，合理设计科学教育教学活动的五个环节以及教育教学环境。