小學科學思維培養(yǎng)的策略研究

摘" 要：思維是教育的核心驅動力，發(fā)展學生的科學思維是提高學生科學素養(yǎng)的關鍵?！读x務教育科學課程標準（2022年版）》將“掌握基本的思維方法，具有初步的科學思維能力”作為總目標之一，并明確了科學思維的內涵，羅列了分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法。教師應以學生的思維發(fā)展為核心，遵循兒童認知發(fā)展的脈絡，提升課程的內在邏輯，重視探究活動的“補白”，構建兒童思維發(fā)展的“生命曲線”。文章針對實際教學中遇到的問題，進行了思考和實踐，旨在為相關研究者提供參考和借鑒。

關鍵詞：科學思維；探究實踐；小學科學教育

《義務教育科學課程標準（2022年版）》將科學思維列為科學課程四大核心素養(yǎng)之一，并明確要求在科學課上引發(fā)學生的認知沖突，激發(fā)積極思維。小學科學課程實施的主要形式是探究活動，學生在探究式學習中逐步發(fā)展創(chuàng)造性思維能力。小學科學教學根據(jù)不同的內容有不同的探究方法，按照主要活動形式的不同，小學科學課堂教學可以分為觀察探究、實驗探究、資料探究和技術與工程實踐這幾種類型。作為小學科學教師，在科學教學中必須認識到培養(yǎng)學生科學思維的重要性，應將啟發(fā)學生積極思維、提高學生思維能力作為教學的目的和追求，并結合學生本身的認知發(fā)展特點，回歸到學生原本的思維特征，在不同的課型中運用多種教學方法，構建學生思維發(fā)展的路徑，這也是教育發(fā)展對教師提出的新要求。

一、小學科學思維培養(yǎng)的重要性及注意事項

（一）小學科學思維培養(yǎng)的重要性

小學階段的學生具有顯著的年齡特點，他們的觀念思維和思想意識還未養(yǎng)成，小學科學教學正是培養(yǎng)他們科學思維的關鍵階段，有助于強化他們的科學認知。通過在小學科學教學中培養(yǎng)學生的科學思維，能夠強化他們的科學意識。通過開展小學科學教學活動，培養(yǎng)學生的科學思維，可以讓他們掌握和使用科學原理，從小以科學思維分析和考慮問題，對他們的成長和成才有著很大的幫助。

同時，新課程改革的背景下，學生的素質教育被賦予了更高的地位，而科學素養(yǎng)作為綜合素質的重要組成部分，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)尤為重要。因此，在小學科學教學中，注重培養(yǎng)學生的科學思維，不僅符合當前教育改革的趨勢，也是促進學生全面發(fā)展的重要途徑。通過這樣的教育方式，可以為學生未來的成長和發(fā)展奠定堅實的基礎。對學生的素質教育給予了更高的重視，而科學素養(yǎng)是學生綜合素質中的重要部分，因此，在小學科學教學中培養(yǎng)學生的科學思維，符合現(xiàn)階段教育改革和發(fā)展的要求。

（二）小學科學思維培養(yǎng)的注意事項

思維活動具有隱性的特點，存在于大腦中，教師無法直接觀察，也很難用量化的方式評價學生的思維參與，往往就忽視了知識和技能之下的思維加工。學生長期停留在“做”的層面，缺少深層次的“思”和“學”，難以重組認知結構，獲得思維方式和思維能力上的提升。小學生的認知學習能力仍處于發(fā)展階段，思維需要具體事物的支持，為促進學生思維“生花”，教師應先成為思維活動的“創(chuàng)造大師”，精細解讀教材，巧妙創(chuàng)設情境，引發(fā)認知沖突，點燃學習熱情。讓學生在玩樂中實踐，實踐中學習，學習中思考，逐步深化思維層次。此舉不僅可強化學生的科學學習能力，提升其科學素養(yǎng)，更能為科學課堂注入活力與趣味，為學生未來的持續(xù)學習與終身發(fā)展奠定堅實的基礎。

二、小學科學思維培養(yǎng)的策略

（一）關注兒童的認知進階

皮亞杰認為，認知的本質是適應，即兒童的認知是在已有圖式的基礎上，通過同化、順應和平衡等機制，不斷從低級向高級發(fā)展。由此可知，兒童的認知活動需要建立在兒童自主、自覺的基礎上，活動的難度要符合兒童的現(xiàn)有發(fā)展水平。在實際教學過程中，教師往往會忽略學生的真實想法，忽視前測的重要性，忽視兒童的思維方式與成人不同，導致教學沒有建立在兒童這一概念基礎上。即使準備了許多學習素材，但由于脫離了學生的最近發(fā)展區(qū)，也未能達到期望的學習效果。因此，科學教師在設計探究活動時，應更深入地探究兒童的思考方式及其背后的認知基礎。以兒童的真實認知為出發(fā)點，結合教學任務和要求，科學地設定教學目標和內容，回歸到教育的本質，以學生為學習的主體，以突出學生認知理解為前提，積極制訂和實施科學化的教學方案。

在小學科學教學中，由于小學生的綜合素養(yǎng)與能力還存在不足，他們缺乏自行設計和完善實驗的能力，無法自行選擇合適的實驗材料并將材料進行組合，這就使得教師的指導尤為關鍵。教師需要詳細解釋每一種實驗材料的功能，明確操作要求，以幫助學生明確實驗的目標和意義。與此同時，小學生動手實踐能力不強，實驗操作的準確性不高，為了降低學生的實驗操作難度、幫助學生更好完成科學實驗，教師還需要做好對他們的學習引導和幫助。

例如，在蘇教版二年級下冊《神奇的新材料》一課的教學中，教材要求學生體驗并描述水滴在荷葉上滾動的狀態(tài)，首先教師通過“在荷葉上滴一兩滴水，輕輕晃動水滴”“在荷葉上撒點粉筆灰，讓水滴在粉筆灰上來回滾動”兩個活動，讓學生發(fā)現(xiàn)荷葉不沾水、不沾灰的現(xiàn)象。然后，教師合理選擇和改進教具，將荷葉固定在塑料碗中，荷葉的周邊翹起，粘在碗的內壁，防止水珠滾落出荷葉，有效降低了因學生動手能力不強造成的實驗誤差。之后，開展實驗匯報，學生以“我發(fā)現(xiàn)水滴變成了圓圓的形狀，滾來滾去的”“荷葉表面沒有濕”這樣的語言來描述自己的發(fā)現(xiàn)，教師和學生一起總結出荷葉“不沾水”。接下來，為了讓學生觀察到水珠能將荷葉表面的灰塵帶走，提前將粉筆灰研磨好，倒進一頭包裹著錫箔紙的小試管中，使用牙簽在錫箔紙上均勻地戳出幾個洞，讓學生將粉筆灰均勻地灑在荷葉上，并帶領學生總結出荷葉“不沾灰”的特性。兩個活動結束后，給學生播放小視頻，解釋荷葉具有這樣特性的原因。

（二）提升學科的內在邏輯

在日常科學教學中，教師應重視教材所提供的教學情境，這些情境一般呈現(xiàn)一個實驗現(xiàn)象、一組圍繞問題的信息和材料，或是有趣的場景，這是日常教學的重要資源。這些情境盡管都具有獨立操作的特性，但同一類課程內容中的情境往往存在一定的內在關聯(lián)，借助這一系列的教學情境，能夠循序漸進地培養(yǎng)學生的科學思維，從而促進學生科學思維的強化。但教師若局限于教材中的圖片和文字，沒有充分領會教材背后的設計意圖，則很容易將教材中的情境當作一般性的補充資料，在教學中將這些情境分裂化或者獨立化呈現(xiàn)，忽視了它們之間的內在聯(lián)系和邏輯。這樣做不僅無法展現(xiàn)教育的生動性和趣味性，更可能忽視了教材背后所蘊含的學科邏輯，從而錯失了其深層的教學價值。

因此，小學科學教師應當深入理解教材，在整體把握教材設計思路的前提下，把握好不同教學情境的關聯(lián)性，思考探究活動所涉及的科學知識、技能與方法，靈活使用教材資源，創(chuàng)新和充實探究活動，以不同教學情景的“流程化”和“系列化”關系，給學生提供更加完整的探究體驗。很多科學活動之間具有清晰的邏輯關系，教師可以通過一個個的問題和證據(jù)，推動“活動”這條明線和“思維”這條暗線相互聯(lián)結、螺旋上升。因而學科邏輯不僅是依靠科學知識聯(lián)系起來的，更重要的是依靠學科思維。

例如，在蘇教版二年級下冊《磁鐵的兩極》一課的教學中，教材圍繞“發(fā)現(xiàn)”這個核心，分兩部分展開了四個活動，分別是：觀察多種磁鐵，認識磁鐵的形狀；找磁極；吊磁鐵；讓兩塊磁鐵的磁極相互靠近。教師可以先通過開展活動一，讓學生明確磁鐵有各種各樣的形狀，為活動二尋找不同磁鐵的共性做準備。在活動二開展中，教師可以使用整塊條形磁鐵和蹄形磁鐵去吸引大頭針，引導學生發(fā)現(xiàn)，形狀不同的磁鐵，在磁力的分布上存在共性，即有的地方大，有的地方小，而最大的地方就叫作磁極。在活動二開展中，教師在原來的材料基礎上，添加回形針、鐵釘、鋼珠等，讓學生明白不論是吸引哪一種物品，磁鐵的某一部位吸引的數(shù)量總是最多的。以此讓學生明白，單一的現(xiàn)象不能得出確定的結論，要學會尋找多種證據(jù)。隨后，教師繼續(xù)開展活動三，指導學生懸掛起一塊條形磁鐵，讓學生發(fā)現(xiàn)磁鐵標有N的一端指向北極，標有S的一端指向南極。此時教師再銜接活動四，設置問題“如果把兩個磁極相互靠近，會發(fā)生什么？將不同形狀磁鐵的兩極相互靠近，又會發(fā)生什么？”結合教材實驗現(xiàn)象觀察的要求，教師可以開展實驗，引導學生通過實驗觀察，理解多次實驗對得出結論的重要性。

（三）重視探究活動的“補白”

新編蘇教版科學教材提供了更多的探究活動的關鍵點，旨在針對性地培育學生的科學思維，但它們并非面面俱到。在開展探究活動的過程中，還有很多隱性資源或者拓展性的資源可供使用，這些資源為學生的科學思維及能力培養(yǎng)提供了更多的條件，同時也給科學教師提供了“補白”的機會，能夠促進教學創(chuàng)新。教師在平衡學生認知和學科邏輯的過程中，應當做好對原有探究活動的深入分析，在體現(xiàn)探究活動教學要求及任務目標的基礎上，創(chuàng)造性地設計教學路徑，積極開發(fā)探究活動中的其他教育資源及可能性，并融合思維訓練方法、加強學生語言表達的規(guī)范性，使用創(chuàng)造性的材料豐富探究活動的內容，配合語言、動作、神態(tài)、表情等，使探究活動充滿生命力，激發(fā)學生探究熱情的同時，實現(xiàn)對他們多元科學思維及能力的培養(yǎng)，助力他們全面發(fā)展。總之，科學教材的“留白”給科學教師的“補白”留下了空間，尤其在鼓勵學生像科學家一樣思考與探究時，教師應珍惜每一次“補白”的機會，為學生創(chuàng)造更為廣闊的發(fā)展空間。

例如，在蘇教版二年級上冊《形狀改變了》一課的教學中，學生通過玩變臉游戲體驗力的作用。為了使學生的注意力更加集中，教師首先使用兒童化的語言及問題激發(fā)學生的興趣，“你的游戲方法是什么樣的？跟你的小伙伴們說一說，演一演！”“哦！他的方法是這樣的！你們還有不一樣的方法嗎？”從而調動學生的積極性。同時，教師借助多媒體課件上，以“我的方法和他（她）的……（一樣/不一樣），我使用的……方法，臉變成了……”等引導性語言讓學生有理有據(jù)地表達自己的觀點、依據(jù)證據(jù)支持或質疑其他同學的觀點，對學生進行比較的思維訓練，為教材的探究活動補白。

再如，在蘇教版四年級上冊《彈力》一課的教學中，該課程目標要求學生用力改變這些物體的形狀，再撤去所用的力，觀察物體形狀的變化，但沒有給出活動的記錄方式和實驗結論的匯報形式。此時教師就可以針對此部分內容開展教學活動，設計出一個表格，讓學生畫出施加外力時和撤去外力后物體的形狀。然后讓學生匯報小組階段性的成果，要求小組發(fā)言人要嚴肅地對待自己的實驗成果，認真組織語言，向其他人闡明自己的觀點。

三、結語

綜上所述，在日常小學科學教學中落實好學生科學思維的培養(yǎng)至關重要，不僅有助于提升學生的科學素養(yǎng)，也是教育上的再創(chuàng)造。但學生的科學思維能力并非朝夕之間就可以養(yǎng)成，而是要在長期的、瑣碎的訓練中逐步提升，積累而成。無論是深化學生的認知，強化學科的邏輯體系，還是為學習探索增加更多的視角，這一切都是為了構建一個連貫、系統(tǒng)的科學教學環(huán)境，讓學生能夠更加全面、深入地理解科學。而這一切的核心目的，就是要增強學生的科學思維能力，并進一步提升他們的科學素養(yǎng)。這是一項需要耐心和堅持的長期工作，需要教師和學生共同的努力和配合。只有這樣，才能真正實現(xiàn)科學教育的目標，為學生的未來成長和發(fā)展奠定堅實的基礎。

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（責任編輯：向志莉）