基于“雙減”背景的小學(xué)科學(xué)思維能力的培養(yǎng)研究

張代華

【摘要】在“雙減”背景下，小學(xué)科學(xué)教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，要注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，深入了解科學(xué)思維的內(nèi)涵與應(yīng)用方式，為學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。鑒于此，文章將結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】“雙減”? 小學(xué)科學(xué)? 科學(xué)思維? 培養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G62 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2023）08-0007-03

在“雙減”教育背景下，小學(xué)教師對(duì)學(xué)生日常教學(xué)的目標(biāo)已經(jīng)從單純重視考試成績(jī)逐步轉(zhuǎn)向重視學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力，因此在學(xué)科課堂教學(xué)中，教師要采取合理的教學(xué)方式，正確地開展小學(xué)科學(xué)課堂教育，引導(dǎo)學(xué)生在課堂中學(xué)習(xí)更多的科學(xué)相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)思維方式以及看待不同事件的多角度思考能力。基于“雙減”教育背景，小學(xué)科學(xué)教師要減少學(xué)生日常的課后作業(yè)和學(xué)習(xí)壓力，將更多的學(xué)習(xí)注意力放在課堂中，積極學(xué)習(xí)，有效學(xué)習(xí)。

一、科學(xué)思維概述

科學(xué)思維作為小學(xué)科學(xué)課程重點(diǎn)培養(yǎng)的學(xué)科思維，需要引導(dǎo)學(xué)生站在科學(xué)的角度觀察和思考問(wèn)題，要引導(dǎo)學(xué)生使用科學(xué)的思維方式認(rèn)識(shí)生活中客觀事物的內(nèi)在含義、核心內(nèi)容、本質(zhì)規(guī)律等，并且能夠在遇到實(shí)際生活問(wèn)題時(shí)學(xué)會(huì)使用科學(xué)思維的思考方式解決問(wèn)題，總結(jié)和反思問(wèn)題?？茖W(xué)思維作為學(xué)科思維的一種，涵蓋范圍較廣泛，包括模型建構(gòu)思維、推理論證思維、創(chuàng)新思維等，主要運(yùn)用在日常實(shí)際生活問(wèn)題中，并且涉及到解決問(wèn)題的分析、綜合、比較、類比、概括等相關(guān)科學(xué)方法，同時(shí)需要學(xué)生的思維具備一定的發(fā)散能力、總結(jié)能力、遷移能力、抽象能力等。由此可見，科學(xué)思維在引導(dǎo)學(xué)生正確看待事物，理智對(duì)待實(shí)際問(wèn)題時(shí)具有重要作用。

二、科學(xué)思維的培養(yǎng)價(jià)值

在小學(xué)階段，學(xué)生如果能夠通過(guò)課堂的學(xué)習(xí)掌握合理的科學(xué)學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成科學(xué)思維，就能夠幫助學(xué)生逐步完善和創(chuàng)新自身的思維模式，獲得更高效的問(wèn)題思考方式和更精確的問(wèn)題切入角度。教師在課堂中更加重視學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成，一定程度上豐富了課堂教學(xué)模式，避免了學(xué)生長(zhǎng)期處于較為單一和枯燥的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供了更加系統(tǒng)化、科學(xué)化的學(xué)習(xí)方法，幫助學(xué)生及時(shí)認(rèn)識(shí)到自己的學(xué)習(xí)問(wèn)題并有效改善其中的不足之處?？茖W(xué)思維對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力和思維能力的提升具有較大的作用，在豐富學(xué)生科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，向?qū)W生展示更加奇幻豐富的自然環(huán)境，強(qiáng)化課堂體驗(yàn)，最終促進(jìn)學(xué)生的健康發(fā)展。

三、當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

“雙減”背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式相比過(guò)往會(huì)發(fā)生一定變化，教師的教學(xué)實(shí)踐策略也會(huì)有所調(diào)整，教學(xué)問(wèn)題也可以得到有效改善。首先，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育中教師的專業(yè)素養(yǎng)大多較為缺乏，很多科學(xué)教師并不具備較高的科學(xué)教育能力和專業(yè)素養(yǎng)，大多為其他專業(yè)的教師兼職，由此可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)一些邏輯性的問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不能梳理清楚科學(xué)學(xué)科的整體框架，教學(xué)效果較差。除此之外，不論是家長(zhǎng)、學(xué)生，還是教師，都缺乏對(duì)小學(xué)科學(xué)課程的重視，教師的教學(xué)重心并不在于課堂本身，學(xué)生的學(xué)習(xí)重心也會(huì)逐漸偏向語(yǔ)文數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)科目。事實(shí)上，教師應(yīng)該在課堂中充分強(qiáng)調(diào)科學(xué)學(xué)習(xí)的重要性，不僅在于科學(xué)與學(xué)生的日常生活緊密相關(guān)，更在于科學(xué)學(xué)習(xí)中會(huì)涉及到不同的學(xué)科知識(shí)，如當(dāng)下學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)、語(yǔ)文，未來(lái)初高中學(xué)習(xí)的物理、化學(xué)等，能夠充分體現(xiàn)學(xué)科之間的融合。只有學(xué)生和教師足夠重視小學(xué)科學(xué)教育，課堂教學(xué)質(zhì)量才能夠有所提升。

四、小學(xué)科學(xué)思維能力的培養(yǎng)策略

（一）注重模型建構(gòu)

1.進(jìn)行模型準(zhǔn)備，分析建模原型

模型建構(gòu)是小學(xué)科學(xué)教育中較為重要的科學(xué)實(shí)踐，主要是利用科學(xué)教材中的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，結(jié)合客觀事物的顯著特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際模型的構(gòu)建，在建構(gòu)模型中，最重要的就是充分進(jìn)行模型建構(gòu)前的準(zhǔn)備工作，包括對(duì)于實(shí)際模型原型的分析與搭建，對(duì)于理論知識(shí)的了解，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)想等。通過(guò)模型構(gòu)建，學(xué)生能夠結(jié)合科學(xué)教材，更加深入地了解科學(xué)理論知識(shí)，從另外一個(gè)角度重新認(rèn)識(shí)事物，提高學(xué)習(xí)效率。例如，在學(xué)習(xí)《計(jì)量時(shí)間》時(shí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生在課堂上建構(gòu)一個(gè)鐘擺模型，既能夠減少學(xué)生的課后學(xué)習(xí)壓力，又能夠幫助學(xué)生解決模型建構(gòu)問(wèn)題。在制作鐘擺時(shí)，首先要分析鐘擺的模型原型，找出主干成分，結(jié)合科學(xué)教材，學(xué)生需要設(shè)計(jì)一個(gè)帶有擺球和擺線的鐘擺，并且固定在一個(gè)支架上。隨后，仔細(xì)研讀教材的設(shè)計(jì)要求：“設(shè)計(jì)一個(gè)像機(jī)械擺鐘里能夠每分鐘擺動(dòng)60次的鐘擺”，由此得出設(shè)計(jì)的模型要符合每分鐘擺動(dòng)60次的要求，學(xué)生就需要計(jì)算或者是通過(guò)多次嘗試得出合適的擺線長(zhǎng)度，然后在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的模型基礎(chǔ)上進(jìn)行完善。教師為學(xué)生提供合適的實(shí)驗(yàn)器具，并且檢查學(xué)生的模型制作準(zhǔn)備分析之后，就可以讓學(xué)生自由制作模型。在制作科學(xué)模型前，如果學(xué)生能夠仔細(xì)分析建構(gòu)的模型原型，找出重要的成分，設(shè)計(jì)滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)和參數(shù)，就能夠大大縮短最后的結(jié)果驗(yàn)證時(shí)期，得出較為完美的設(shè)計(jì)模型。條件允許的情況下，學(xué)生還應(yīng)該分析模型建構(gòu)所用的材料對(duì)于設(shè)計(jì)效果的影響，如乒乓球和鐵球，麻繩和棉繩對(duì)鐘擺擺動(dòng)的影響，學(xué)生要能夠結(jié)合理論所學(xué)進(jìn)行細(xì)致的分析，有利于后續(xù)的模型制作。

2.檢驗(yàn)完善模型，進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用

模型建構(gòu)完成之后，學(xué)生還需要進(jìn)行模型的成果驗(yàn)證，檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)自主設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢驗(yàn)，在準(zhǔn)確性得到滿足之后，要盡可能完善模型的美觀程度和創(chuàng)新程度，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷提高創(chuàng)新能力和科學(xué)綜合能力，有效增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維。例如，在《計(jì)量時(shí)間》章節(jié)中學(xué)生自行設(shè)計(jì)的鐘擺，在完成初步的模型搭建之后，學(xué)生可以進(jìn)行結(jié)果的檢驗(yàn)，通過(guò)觀察每分鐘的擺動(dòng)次數(shù)，與設(shè)計(jì)要求的60次進(jìn)行比對(duì)，然后再進(jìn)行修改完善。如果學(xué)生設(shè)計(jì)的模型無(wú)法達(dá)到每分鐘擺動(dòng)60次，那么可以通過(guò)調(diào)整擺繩的長(zhǎng)度再次進(jìn)行模型驗(yàn)證。在得到較明顯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果之后，學(xué)生就能夠使用制作的模型進(jìn)行其他科學(xué)問(wèn)題的研究學(xué)習(xí)，如“鐘擺的擺球?qū)τ诿糠昼姅[動(dòng)的次數(shù)是否會(huì)產(chǎn)生影響？如果會(huì)影響，是擺球的材質(zhì)影響程度更大？還是擺球的重量影響程度更大？”以及“擺球的擺繩長(zhǎng)度是較為重要的參數(shù)指標(biāo)，那么不同材質(zhì)的擺繩如果想要得到同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，合乎設(shè)計(jì)要求的擺繩長(zhǎng)短是否相同？”將設(shè)計(jì)好的模型運(yùn)用到科學(xué)結(jié)果的檢驗(yàn)中，有效幫助學(xué)生利用實(shí)踐強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率。

（二）開展推理論證

1.創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提出相關(guān)問(wèn)題

由于小學(xué)科學(xué)課程與實(shí)際生活有較為緊密的聯(lián)系，因此教師在課堂教學(xué)時(shí)要能夠充分結(jié)合相關(guān)情境，如通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的方式引導(dǎo)學(xué)生逐步進(jìn)入科學(xué)課堂，學(xué)生在回答教師所提問(wèn)題的過(guò)程就是科學(xué)思考的過(guò)程，對(duì)學(xué)生開展科學(xué)推理論證，提高自身科學(xué)思維有較大的幫助。例如，在學(xué)習(xí)《環(huán)境與我們—解決垃圾問(wèn)題》時(shí)，教師可以在課程開始之前為學(xué)生布置與“垃圾”相關(guān)的生活現(xiàn)狀調(diào)研作業(yè)，需要學(xué)生了解日常生活環(huán)境中垃圾的處理情況等。隨后，課堂上教師可以向?qū)W生提問(wèn)：“我們周圍生活環(huán)境中垃圾是怎樣的地位，是一種怎樣的社會(huì)環(huán)境元素？”“垃圾對(duì)于我們的日常生活會(huì)造成哪些影響？影響是良性的，還是惡性的？”“日常生活中的垃圾可以分為哪些種類？分類的依據(jù)是什么？”或者是舉一些與生活場(chǎng)景相關(guān)的問(wèn)題，如“當(dāng)你需要處理廢棄的電池時(shí)，應(yīng)該怎樣處理？”“家中的垃圾要保持多久的頻率進(jìn)行處理？”學(xué)生在上述問(wèn)題情境中，可以結(jié)合自己的生活常識(shí)進(jìn)行思考和回答，并根據(jù)自己提出的觀點(diǎn)，結(jié)合他人的看法進(jìn)行推理論證，得出較為正確的處理方式，然后與教材中給予的參考措施進(jìn)行比對(duì)，分析不足和優(yōu)勢(shì)之處，對(duì)比記憶學(xué)習(xí)。通過(guò)問(wèn)題情景設(shè)置，教師可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，提高科學(xué)思維。

2.采用合作教學(xué)，進(jìn)行交流反思

“雙減”教育背景下，教師要減少課后作業(yè)的數(shù)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，因此可以采取合作教學(xué)的方式開展小學(xué)科學(xué)教育，幫助學(xué)生在高效、輕松完成課后實(shí)踐作業(yè)的同時(shí)，在與小組同學(xué)的交流中增強(qiáng)自身的表達(dá)能力、交流合作能力，充分參與到科學(xué)實(shí)踐中，增強(qiáng)科學(xué)思維。例如，在學(xué)習(xí)《環(huán)境與我們—我們面臨的環(huán)境問(wèn)題》時(shí)，為了幫助學(xué)生了解更多的環(huán)境問(wèn)題，教師可以設(shè)置小組合作學(xué)習(xí)任務(wù)，即將班級(jí)內(nèi)的學(xué)生分為不同的學(xué)習(xí)小組，并給予每一組不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，如有的小組需要調(diào)研水資源匱乏的問(wèn)題，有的小組是調(diào)研過(guò)度開發(fā)，有的是調(diào)研全球氣候變暖，有的是調(diào)研生物多樣性減少、土地荒漠化等。將不同的環(huán)境問(wèn)題的調(diào)研任務(wù)分配給不同的小組，教師就可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)參與積極性，在每個(gè)小組通過(guò)圖書館、互聯(lián)網(wǎng)、新聞報(bào)道等方式完成調(diào)研內(nèi)容的分析總結(jié)之后，可以在課堂中開展集體研討學(xué)習(xí)，即每個(gè)小組分享自己的調(diào)研成果，給出本小組的分析結(jié)果，由此學(xué)生就能夠通過(guò)一節(jié)課了解到更多的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)在科學(xué)實(shí)踐過(guò)程中增強(qiáng)了自身科學(xué)實(shí)踐能力，能夠根據(jù)已有的資料進(jìn)行推理論證，增強(qiáng)了自身的科學(xué)思維。

（三）運(yùn)用信息技術(shù)

1.結(jié)合微課視頻，拓展相關(guān)知識(shí)

雖然小學(xué)科學(xué)中有較多的科學(xué)實(shí)踐，但是仍然需要注重理論教學(xué)，教師可以結(jié)合信息技術(shù)進(jìn)行理論知識(shí)的教學(xué)，比如使用微課教學(xué)視頻的方式，縮短教學(xué)時(shí)長(zhǎng)，豐富教學(xué)內(nèi)容，用最短的時(shí)間使學(xué)生最高效地獲得相關(guān)科學(xué)知識(shí)。在進(jìn)行微課視頻教學(xué)時(shí)，教師還可以結(jié)合時(shí)代背景進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的拓展。例如，在學(xué)習(xí)《船的研究—船的歷史》時(shí)，由于課堂時(shí)間有限，教學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多，教師可以利用微課視頻的方式將次重點(diǎn)的篇章進(jìn)行錄課學(xué)習(xí)，如將有關(guān)于《船的歷史》相關(guān)的知識(shí)以微課形式上傳到教學(xué)平臺(tái)中，學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)時(shí)可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中觀看視頻，隨后在線下課堂中教師就可以直接進(jìn)行后續(xù)《用浮的材料造船》章節(jié)的教學(xué)，有效提升教學(xué)效率。在微課視頻中，除了要包括與船相關(guān)的歷史，如從獨(dú)木舟發(fā)展到搖櫓木船、帆船、蒸汽船，再到輪船與核潛艇的發(fā)展過(guò)程，以及影響船質(zhì)量的關(guān)鍵因素分析，體積、船體材料、動(dòng)力等，還可以涉及一些與船相關(guān)的趣味故事，如英國(guó)皇家油輪“泰坦尼克號(hào)”被稱為“永不會(huì)沉沒(méi)的船”的原因，或者是我國(guó)的“海望三號(hào)”被譽(yù)為“海上科學(xué)城”的原因。通過(guò)微課講解，教師可以有效加深科學(xué)知識(shí)的趣味性，將課外拓展知識(shí)建立在教材知識(shí)的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。

2.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的飛速發(fā)展下，教師的教學(xué)方式可以有所變化，可以充分結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，為學(xué)生營(yíng)造合適的科學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生真正走進(jìn)科學(xué)學(xué)習(xí)的世界中。結(jié)合“雙減”教育背景，教師能夠更加高效地利用科學(xué)課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)科思維。例如，在學(xué)習(xí)《地球表面的變化》時(shí)，由于學(xué)生的社會(huì)經(jīng)驗(yàn)較少，無(wú)法準(zhǔn)確理解地球相關(guān)的概念，因此教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)查找相關(guān)視頻、圖片、影像等資料，給予學(xué)生直觀的學(xué)習(xí)認(rèn)知。如在講解地震以及火山噴發(fā)時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中關(guān)于地震的報(bào)道，學(xué)生能夠清楚地認(rèn)識(shí)到地震給實(shí)際生活帶來(lái)的巨大影響，不僅限于家庭分離，更在于生活環(huán)境的破壞，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的受限等。除此之外，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，教師能夠借助相關(guān)教學(xué)軟件，使火山噴發(fā)的過(guò)程變得清晰直觀，降低學(xué)生的理解難度，強(qiáng)化地殼運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)。在講解到風(fēng)的作用和水的作用時(shí)，更能夠通過(guò)相關(guān)資料，向?qū)W生展示適度的風(fēng)和水對(duì)人們生活的有利影響，但同時(shí)也能夠借助錄音錄像和分析報(bào)告看到臺(tái)風(fēng)和洪水等自然災(zāi)害帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失，為學(xué)生提供全面的科學(xué)思考角度，在所見所聞中逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)充滿了較多的學(xué)習(xí)資源，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，滿足學(xué)生對(duì)不同方面科學(xué)知識(shí)的好奇心。

五、結(jié)束語(yǔ)

在以探究學(xué)習(xí)為主的小學(xué)科學(xué)教育中，教師不僅要結(jié)合“雙減”教育背景的教育要求，做到以學(xué)生為教育主體，減少課后作業(yè)和學(xué)業(yè)壓力，更要重視學(xué)生的科學(xué)思維的培養(yǎng)，梳理正確的科學(xué)學(xué)習(xí)方法，不斷提高學(xué)生的探究能力、合作能力、科學(xué)實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生將自身興趣融入科學(xué)學(xué)習(xí)中，確保高效的課堂質(zhì)量。

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