培養(yǎng)小學生的科學思維方法的教學案例

張永 方曉磊

小學科學課程要按照立德樹人的要求培養(yǎng)小學生的科學素養(yǎng)。學生的科學素養(yǎng)不僅指了解必要的科學技術知識，還要知道基本的科學方法，認識科學本質(zhì)，樹立科學思想。探究式學習是學生學習科學的重要方式。

科學探究的主要特點是以證據(jù)為基礎，運用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論，公開研究結(jié)果，接受質(zhì)疑，不斷更新深入。信息分析和邏輯推理需要運用分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法。那么在小學科學課堂教學中怎么引導學生運用科學思維方法呢？

一、類比通過相似的事物之間具有類似的性質(zhì)，類比另外事物具有相同的性質(zhì)

在《空氣能占據(jù)空間嗎》教學案例中，學生之前已經(jīng)學習過固體和液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)，因為學生很直觀地觀察到固體和液體受熱后體積膨脹，受冷體積縮小，學生很容易認識到固體和液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。那么空氣具有熱脹冷縮的性質(zhì)嗎？

首先讓學生認識液體占據(jù)一定的空間時，當液體受熱后，體積就會膨脹;液體受冷后，體積就會縮小。然后引導學生利用類比的科學思維方法?？諝饪梢灶惐纫后w的熱脹冷縮的性質(zhì)，假如空氣具有熱脹冷縮的性質(zhì)，那么對一定空間的空氣進行加熱后，空氣的體積就會膨脹;一定空間的空氣受冷后，空氣的體積就會縮小。

那么怎么才能顯示空氣熱脹冷縮的現(xiàn)象呢？空氣可以類比液體的研究方法。液體的研究方法是利用氣球皮的鼓起或者癟下去來判斷，那么空氣也可以利用氣球的膨脹或者收縮來研究。這樣的話，學生不僅理解了空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，而且理解了研究空氣熱脹冷縮性質(zhì)的思路。

二、比較就是把相同性質(zhì)的物體進行對比，這些事物具有的共同特征可能就是它們的本質(zhì)屬性。事物的不同特征就是具體事物的個別屬性

在《空氣有重量嗎》教學案例中，首先讓學生對固體、液體和氣體的性質(zhì)有所了解。比較是認識事物特殊性質(zhì)的方法，引導學生通過對形狀、占據(jù)空間、體積、流動性、重量這幾方面的比較，學生比較清晰地認識到氣體與液體、固體不同的性質(zhì)（如下表）

空氣與其他物體一樣占據(jù)空間，也具有一定的重量，但是也具有沒有固定的形狀，容易被壓縮，能流動的特點。

三、分析和綜合是把研究對象分解成各個組成部分。分別加以研究的一種方法。然后把各種部分再重新綜合的思維方法

在《擺的研究》教學案例中，學生測量擺的擺動次數(shù)的時候已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，擺鐘的擺與自制的擺在10秒內(nèi)擺動的次數(shù)可能不一樣。有的擺擺得快，而有些擺則擺得慢。學生的頭腦中已經(jīng)形成了一個問題：在相同時間內(nèi)怎么不同的擺擺動的次數(shù)不一樣呢？

這樣的問題是開放性的，學生無法進行探究。引導學生思考：影響擺擺動快慢有哪些因素？之前學生已經(jīng)學習到擺包括擺重，擺長和擺幅，這樣學生就很容易分析得出影響擺擺動快慢的因素可能是擺錘、擺長、擺幅。這樣學生就可以利用控制變量的方法對影響擺的擺動快慢進行探究，比如當研究擺長是否影響擺擺動快慢的因素時，控制擺重、擺幅不變。

當學生完成對擺重、擺幅和擺長的研究后，再重新綜合影響擺的快慢因素。這樣學生逐漸認識到影響擺的快慢因素與擺長有關，與擺重和擺幅無關，其中擺長指的是從固定點到擺的重心的距離。

四、分類就是根據(jù)事物的某個屬性或者表現(xiàn)的特征進行分類。然后針對某個特征的事物進行分析。歸納出這類事物的本質(zhì)屬性或者特征。構(gòu)建學生的科學概念

《點亮小燈泡》電在電路中的流動是看不見的，但是我們可以通過一些現(xiàn)象，當小燈泡的亮與不亮來判斷電路中是否有電流通過。電流動的路徑叫做電路。學生利用教師提供的材料進行各種嘗試，并且把電路連接的情況用簡單的符號畫電路圖的方法。然后組織學生把全班的電路連接情況分類，一類是小燈泡發(fā)亮，電路是連接相通的，一類是小燈泡不亮，電路是斷開的或者短路的。

引導學生分析連接相通的電路特點，電必須從電池的一端經(jīng)過用電器流向另一端才能建成一個完整的電路。

五、推理就是根據(jù)事物的本質(zhì)或者發(fā)展變化規(guī)律。對一定的現(xiàn)象進行解釋說明的思維方法

在《熱空氣和冷空氣》教學案例中，學生觀察到將去底的塑料瓶罩在點燃的蠟燭上，瓶底的一側(cè)用墊片墊起，觀察到火焰繼續(xù)燃燒;抽去墊片，觀察火焰熄滅。那么為什么蠟燭的火焰不一樣呢？

引導學生運用推理對這些現(xiàn)象進行分析。蠟燭的火焰繼續(xù)燃燒是因為有氧氣;蠟燭的火焰熄滅是因為缺少氧氣。只有空氣是循環(huán)的，才會有新的氧氣補充過來。當瓶子的一側(cè)用墊片墊起的時候，受熱的空氣向上升，冷的空氣從下面進入，這樣就形成了一個循環(huán)（如下圖）。

科學思維是科學探究的核心。在科學探究中，科學思維方法不僅可以引導學生收集證據(jù)說明科學問題，而且還可以引導學生分析證據(jù)解釋科學問題。學生掌握了一定的科學思維方法，把自己的科學概念遷移到新的情境，就可以解決新的問題。

編輯：謝尾合