在實驗教學(xué)中鍛煉學(xué)生思維能力

◇周 杰（山東：青島市嶗山區(qū)實驗學(xué)校）

開啟小學(xué)科學(xué)教學(xué)的魔法之門，關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的實踐與思考能力?？茖W(xué)思維，是學(xué)生探索未知世界、理解自然規(guī)律的基石。它要求學(xué)生能夠在教師的引導(dǎo)下，獨(dú)立研究問題，明確觀點(diǎn)與事實，提供證據(jù)并精準(zhǔn)描述現(xiàn)象及其背后的構(gòu)成要素。對于小學(xué)科學(xué)教師而言，重視并著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，不僅是對學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的深度踐行，更是對學(xué)生未來科學(xué)素養(yǎng)的奠基。

一、學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)存在的問題

（一）過于關(guān)注探究形式，忽視證據(jù)質(zhì)疑過程

在小學(xué)科學(xué)教育中，雖然倡導(dǎo)以科學(xué)探究為核心的教學(xué)方式，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和自主探究能力，但在實際教學(xué)過程中，教師往往過于注重探究的形式和步驟，而忽略了科學(xué)探究中至關(guān)重要的證據(jù)質(zhì)疑環(huán)節(jié)。科學(xué)探究本應(yīng)是一個充滿好奇、探索和質(zhì)疑的過程，學(xué)生需要在教師的引導(dǎo)下，學(xué)會觀察現(xiàn)象、提出問題、收集證據(jù)，并對證據(jù)進(jìn)行深入的分析和質(zhì)疑。然而，在現(xiàn)實的教學(xué)中，由于時間限制、教學(xué)進(jìn)度等因素，教師往往簡化了科學(xué)探究的過程，將其程式化為固定的幾個步驟，導(dǎo)致學(xué)生的探究活動缺乏深度和自主性。

在這種程式化的探究過程中，學(xué)生雖然能夠按照教師的指導(dǎo)完成實驗操作和數(shù)據(jù)收集，但由于缺乏對證據(jù)的深入分析和質(zhì)疑，他們往往無法真正理解實驗現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。這種忽視證據(jù)質(zhì)疑過程的探究方式，不僅限制了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，也剝奪了他們體驗科學(xué)探究樂趣的機(jī)會。因此，要真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，注重引導(dǎo)學(xué)生對證據(jù)進(jìn)行深入分析和質(zhì)疑，讓他們在探究過程中學(xué)會思考、學(xué)會發(fā)現(xiàn)、學(xué)會創(chuàng)新。

（二）過分強(qiáng)調(diào)探究結(jié)果，忽視結(jié)論推理過程

在現(xiàn)階段的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，許多教師過分關(guān)注學(xué)生的探究結(jié)果，容易忽視結(jié)論推理過程的重要性，這種傾向?qū)е聦W(xué)生在探究過程中，只關(guān)注實驗現(xiàn)象和結(jié)果的呈現(xiàn)，而未能深入思考和理解科學(xué)原理?？茖W(xué)探究不僅僅是一個尋找答案的過程，更是一個基于觀察、實驗和推理的邏輯思考過程。學(xué)生需要在對實驗現(xiàn)象進(jìn)行全面、細(xì)致觀察的基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯推理的方法，對實驗結(jié)果進(jìn)行深入分析，進(jìn)而得出科學(xué)結(jié)論。

然而，在實際教學(xué)中，部分教師過于追求學(xué)生的探究結(jié)果與教材或教師的預(yù)期相符，而忽視了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理的過程。這就導(dǎo)致學(xué)生在探究過程中，往往只關(guān)注實驗結(jié)果是否符合預(yù)期，而未能對實驗結(jié)果進(jìn)行深入的邏輯分析和推理。以《鐵生銹了》這一課為例，如果教師只關(guān)注學(xué)生的探究結(jié)果，那么當(dāng)學(xué)生得出“鐵銹和鐵不同，其屬于新物質(zhì)”的結(jié)論時，教師可能會直接讓學(xué)生接受這一結(jié)論，而忽視了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的觀察和推理。這樣的教學(xué)方式會扼殺學(xué)生的探究欲望，阻礙他們科學(xué)思維的發(fā)展和提高。因此，為了真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理過程，讓他們學(xué)會對實驗結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行獨(dú)立的思考和判斷，從而促進(jìn)他們科學(xué)思維的發(fā)展和提高。

（三）流于表面的交流討論，缺乏深度論證過程

在科學(xué)探究中，交流討論是促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。然而，許多教師在組織學(xué)生進(jìn)行交流討論時，往往只注重形式的互動性，而缺乏深度論證過程的引導(dǎo)；學(xué)生在討論中往往只是表達(dá)自己的觀點(diǎn)，而未能對觀點(diǎn)進(jìn)行充分的論證和解釋，這導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)思維缺乏說服力?？茖W(xué)探究需要實證和邏輯推理的支撐，而深度論證過程是連接證據(jù)與結(jié)論之間的橋梁。學(xué)生在科學(xué)探究中不僅要收集證據(jù)，還需要對證據(jù)進(jìn)行深入的分析和推理，以形成科學(xué)結(jié)論。在這個過程中，學(xué)生需要具備批判性思維和獨(dú)立思考的能力，能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行合理分析和解釋，并在此基礎(chǔ)上形成自己的觀點(diǎn)和結(jié)論。

然而，在現(xiàn)實的教學(xué)中，由于時間限制、教學(xué)進(jìn)度等因素，教師往往只關(guān)注學(xué)生的探究結(jié)果是否符合預(yù)期，而缺乏對結(jié)論推理過程的引導(dǎo)和深入探討。這種教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生只能機(jī)械地接受教師的觀點(diǎn)和結(jié)論，而無法真正理解科學(xué)原理和現(xiàn)象的本質(zhì)。例如，在探究“運(yùn)動對人體呼吸的影響”的實驗中，如果教師只關(guān)注學(xué)生是否得出“運(yùn)動會使呼吸加快”的結(jié)論，而忽視了對實驗過程和數(shù)據(jù)的深入分析和推理，那么學(xué)生就無法真正理解運(yùn)動時人體呼吸變化的原因。這種教學(xué)方式不僅限制了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，也影響了他們正確科學(xué)概念和素養(yǎng)的形成。因此，要真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，注重引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行深入的推理和分析，讓他們在探究過程中學(xué)會思考、學(xué)會發(fā)現(xiàn)、學(xué)會創(chuàng)新。

二、鍛煉學(xué)生科學(xué)思維能力的方法

（一）設(shè)計多樣化的實驗任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要手段，為了激發(fā)學(xué)生的探究欲望，教師需要設(shè)計多樣化的實驗任務(wù)，讓學(xué)生從不同角度去探究科學(xué)問題，讓學(xué)生通過親身實踐來感受科學(xué)的魅力。

以青島版小學(xué)三年級科學(xué)下冊《怎樣加快溶解》一課為例，教師可以設(shè)計多樣化的實驗任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。首先，教師可以準(zhǔn)備一些常見的物質(zhì)，如糖、鹽等，讓學(xué)生觀察這些物質(zhì)在溶解過程中的變化。通過觀察不同物質(zhì)溶解的速度，引導(dǎo)學(xué)生思考如何加快溶解的速度。為了增加實驗的趣味性，教師可以設(shè)計一些具有挑戰(zhàn)性的實驗任務(wù)。例如，讓學(xué)生比較不同物質(zhì)的溶解速度，或者探究加熱、攪拌等不同方法對溶解速度的影響，這些任務(wù)可以促使學(xué)生主動思考、動手操作，通過實驗來驗證自己的想法。在實驗過程中，教師還需要注意引導(dǎo)學(xué)生的觀察和思考。讓學(xué)生仔細(xì)觀察物質(zhì)溶解的過程，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。通過觀察和思考，學(xué)生可以更深入地理解溶解現(xiàn)象的本質(zhì)，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力和實踐能力。

此外，教師還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和發(fā)展需求，設(shè)計不同難度的實驗任務(wù)。對于1～2 年級學(xué)生，可以設(shè)計一些簡單直觀的實驗任務(wù)，如比較不同物質(zhì)的溶解速度。對于高年級學(xué)生，可以設(shè)計更加復(fù)雜的實驗任務(wù)，如探究溫度對溶解速度的影響、探究不同物質(zhì)溶解的特性等。這樣可以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，激發(fā)他們的探究欲望和好奇心。通過設(shè)計多樣化的實驗任務(wù)，教師可以有效激發(fā)學(xué)生的探究欲望和好奇心，而學(xué)生在實驗中不僅能夠?qū)W習(xí)科學(xué)知識，還能夠提升觀察能力、分析能力和解決問題的能力。

（二）提出問題，創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生主動思考

問題是思維的起點(diǎn)，也是探究的動力。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況，提出有意義的科學(xué)問題，創(chuàng)設(shè)生動的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，通過問題的引導(dǎo)，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)原理和現(xiàn)象的本質(zhì)，提高他們的科學(xué)思維能力。

在《一天的氣溫》一課的教學(xué)中，教師可以提出一些與氣溫相關(guān)的問題，引發(fā)學(xué)生的好奇心。例如：“你們每天都會感受到氣溫的變化嗎？是什么因素影響了氣溫的變化？”通過這些問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注氣溫的變化，并思考其中的原因。為了幫助學(xué)生更深入地理解氣溫的變化，教師可以創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生模擬測量氣溫的過程。教師可以準(zhǔn)備一些簡易的氣溫測量工具，如溫度計，讓學(xué)生親自測量教室內(nèi)的氣溫。通過實際操作，學(xué)生可以更直觀地了解氣溫的變化規(guī)律，并探究影響氣溫變化的因素。同時，教師還可以結(jié)合科學(xué)知識，提出一些啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。例如：“為什么一天中氣溫會有變化？是什么影響了氣溫的變化？”通過這些問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考?xì)鉁刈兓脑蚝陀绊懀M(jìn)一步拓展學(xué)生的科學(xué)知識。此外，教師還可以利用多媒體教學(xué)資源，展示氣溫變化的圖表或動畫，幫助學(xué)生更直觀地理解氣溫的變化規(guī)律。例如，教師可以利用動態(tài)的圖表展示一天中氣溫的變化情況，讓學(xué)生觀察和記錄氣溫數(shù)據(jù)的變化趨勢。通過觀察圖表和數(shù)據(jù)記錄，學(xué)生可以更清晰地了解氣溫變化的規(guī)律和特點(diǎn)。同時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論和交流，分享各自觀察和記錄的結(jié)果，并探討氣溫變化的原因和影響。通過小組合作和交流學(xué)習(xí)，學(xué)生可以互相啟發(fā)和學(xué)習(xí)，促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展。

另外，教師還可以設(shè)計一些有趣的實驗活動，讓學(xué)生親身體驗氣溫變化的規(guī)律和影響。例如，“溫度的奧秘”實驗活動可以讓學(xué)生親手制作簡易的溫度計，了解溫度計的工作原理和氣溫的測量方法，學(xué)生能夠在實驗活動過程中更深入地理解氣溫變化的科學(xué)原理和應(yīng)用。通過提出問題、創(chuàng)設(shè)情境和引導(dǎo)學(xué)生主動思考的方式，幫助學(xué)生更深入地理解氣溫變化的規(guī)律和影響，讓學(xué)生可以更好地掌握科學(xué)知識、發(fā)展科學(xué)思維、培養(yǎng)實驗?zāi)芰徒鉀Q問題的能力，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和發(fā)展需求。

（三）提供充足的實驗機(jī)會，充分利用實驗材料資源

實驗是科學(xué)探究的重要手段，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了保障學(xué)生探究實踐的充分性，教師需要提供充足的實驗機(jī)會和實驗材料資源，并且在實驗過程中教師需要給予學(xué)生充分的自主權(quán)，讓他們自由選擇實驗材料、自主設(shè)計實驗方案、獨(dú)立進(jìn)行實驗操作。通過充分的實踐探究，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)原理和現(xiàn)象的本質(zhì)，提高他們的科學(xué)思維能力。

在《防銹技術(shù)》一課的教學(xué)中，提供充足的實驗機(jī)會和實驗材料資源至關(guān)重要。為了讓學(xué)生能夠親身體驗并探究防銹技術(shù)，教師需要確保有足夠的實驗材料和設(shè)備，以及足夠的時間讓學(xué)生進(jìn)行實踐操作。首先，教師需要提前準(zhǔn)備各種防銹材料，如金屬板、油漆、防銹劑等，以及相關(guān)的實驗設(shè)備和工具，如顯微鏡、放大鏡、手套、口罩等。同時，教師還需要根據(jù)學(xué)生的需求和實驗教學(xué)的要求，制定詳細(xì)的實驗計劃和步驟，確保實驗的安全和有效性。其次，教師需要為學(xué)生提供充足的實驗機(jī)會。這意味著不僅要在課堂上留出足夠的時間讓學(xué)生進(jìn)行實驗操作，還要盡可能地利用課余時間和實驗室資源，讓學(xué)生有更多的機(jī)會進(jìn)行實踐探究。教師可以組織課外實驗小組或者實驗室開放日等活動，鼓勵學(xué)生利用課余時間進(jìn)行自主探究和學(xué)習(xí)。

此外，教師還需要注意實驗材料的安全性。在實驗前，教師應(yīng)向?qū)W生詳細(xì)介紹實驗材料的特點(diǎn)和使用注意事項，確保學(xué)生正確使用實驗儀器和材料。同時，教師還需要在實驗過程中加強(qiáng)監(jiān)督和指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)和解決實驗中可能出現(xiàn)的問題和危險因素，根據(jù)學(xué)生的反饋和評價結(jié)果，不斷調(diào)整和改進(jìn)實驗教學(xué)的方法和策略，提高實驗教學(xué)的效果和質(zhì)量。

三、結(jié)語

在小學(xué)階段，科學(xué)教育不僅是知識的傳授，更是思維能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)思維的培養(yǎng)能夠為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。通過科學(xué)實驗，學(xué)生可以更直觀地理解科學(xué)原理，鍛煉觀察、分析和解決問題的能力。因此，作為教師應(yīng)積極探索科學(xué)實驗教學(xué)的有效方法，使教學(xué)更符合學(xué)生的需求，用科學(xué)實驗開啟小學(xué)科學(xué)教學(xué)的魔法之門，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。