借助五種方法促使學(xué)生思維發(fā)展

〔摘 要〕 當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)教育對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)具有不可替代的作用。小學(xué)階段是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的關(guān)鍵時(shí)期。有效的科學(xué)教學(xué)策略能夠激發(fā)學(xué)生的探索興趣，培養(yǎng)其科學(xué)思維能力。本文通過(guò)文獻(xiàn)綜述和教學(xué)實(shí)踐，探討了小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)思維能力的培養(yǎng)策略，旨在為小學(xué)科學(xué)教師提供實(shí)用的教學(xué)參考。通過(guò)分析當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，文章提出了五種有效的科學(xué)思維能力培養(yǎng)方法：探究式學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決、合作學(xué)習(xí)、情境模擬和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，并通過(guò)實(shí)踐證明這些策略的有效性。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；科學(xué)思維能力培養(yǎng)；探究式學(xué)習(xí)；跨學(xué)科學(xué)習(xí)

〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2025） 03 103-105

隨著21世紀(jì)科技的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求日益迫切。小學(xué)階段作為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的起始階段，對(duì)于激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣、培養(yǎng)其科學(xué)思維能力具有重要意義?？茖W(xué)思維不僅包括邏輯推理、批判性思考等能力，還包括對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇心和探索精神。因此，研究并實(shí)施有效的科學(xué)思維培養(yǎng)策略，對(duì)于提高小學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和綜合能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）小學(xué)科學(xué)教育的重要性

在小學(xué)階段提供質(zhì)量高的科學(xué)教育，對(duì)學(xué)生理解復(fù)雜世界、培養(yǎng)未來(lái)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的技能具有不可估量的價(jià)值。此階段科學(xué)教育不僅是知識(shí)的傳遞，更是激發(fā)好奇心、培育批判性思維和解決問(wèn)題能力的關(guān)鍵時(shí)期。有效的科學(xué)教育能夠幫助學(xué)生建立起對(duì)自然界和社會(huì)現(xiàn)象的基本認(rèn)識(shí)，促使他們運(yùn)用科學(xué)的方法論來(lái)觀察、分析和解釋周圍的世界。在這一過(guò)程中，學(xué)生將學(xué)會(huì)如何提出問(wèn)題、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)、如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析并得出結(jié)論。

（二）存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)

當(dāng)前，小學(xué)科學(xué)教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在課程內(nèi)容與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)脫節(jié)、教學(xué)方法單一、缺乏有效的實(shí)踐活動(dòng)等方面。首先，許多科學(xué)課程內(nèi)容偏重理論知識(shí)講授，難以引起學(xué)生的興趣和好奇心，學(xué)生很難將所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來(lái)。其次，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)依然盛行，這種教學(xué)方式忽視了學(xué)生主體性的發(fā)展和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。此外，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)的缺乏，使學(xué)生失去了通過(guò)親身實(shí)踐探索科學(xué)的機(jī)會(huì)，影響了科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。

（三）學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略

為應(yīng)對(duì)當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，采取有效的科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略顯得尤為關(guān)鍵。這包括推廣探究式學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作、實(shí)驗(yàn)探索解決問(wèn)題，從而深化對(duì)科學(xué)原理的理解；實(shí)施問(wèn)題解決策略，讓學(xué)生在面對(duì)具體問(wèn)題時(shí)能夠自主思考、策劃解決方案，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和批判性思維的能力；加強(qiáng)合作學(xué)習(xí)，通過(guò)小組討論和項(xiàng)目合作，加強(qiáng)學(xué)生間的交流與合作，提升他們的社會(huì)交往能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；利用情境模擬，創(chuàng)造真實(shí)或接近真實(shí)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，使學(xué)生在具體情境中應(yīng)用和驗(yàn)證科學(xué)知識(shí)；以及跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將科學(xué)教育與數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、藝術(shù)等學(xué)科相結(jié)合，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，促進(jìn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、探究式學(xué)習(xí)方法在學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展中的應(yīng)用

（一）探究式學(xué)習(xí)的定義與特點(diǎn)

探究式學(xué)習(xí)作為一種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)通過(guò)問(wèn)題解決過(guò)程引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索和構(gòu)建知識(shí)，培養(yǎng)其科學(xué)思維和問(wèn)題解決能力。它的核心特點(diǎn)在于鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題、進(jìn)行調(diào)查研究、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論，整個(gè)過(guò)程充分體現(xiàn)了學(xué)生的主動(dòng)參與和教師的引導(dǎo)作用。探究式學(xué)習(xí)不僅能促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的深入理解，還有助于學(xué)生科學(xué)能力和態(tài)度的發(fā)展，如觀察力、批判性思維、合作精神和創(chuàng)新意識(shí)等。

（二）探究式學(xué)習(xí)模式的實(shí)施策略

實(shí)施探究式學(xué)習(xí)，教師需要設(shè)計(jì)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明確探究目標(biāo)，通過(guò)小組合作形式，鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè)，設(shè)計(jì)并執(zhí)行實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這些假設(shè)。在此過(guò)程中，教師的角色是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和指導(dǎo)者，為學(xué)生提供必要的資源，幫助他們分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)他們進(jìn)行科學(xué)討論，并最終總結(jié)探究結(jié)果。此外，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生反思探究過(guò)程，從而深化對(duì)科學(xué)概念的理解，提升科學(xué)思維能力。

三、問(wèn)題解決方法在學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展中的應(yīng)用

（一）問(wèn)題解決能力的重要性

問(wèn)題解決能力在科學(xué)思維能力的培養(yǎng)中占據(jù)著核心位置，它不僅是科學(xué)探究的基礎(chǔ)，也是學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的關(guān)鍵技能。這一能力的培養(yǎng)，能使學(xué)生在面對(duì)未知和復(fù)雜情境時(shí)，運(yùn)用科學(xué)方法和原理，獨(dú)立思考，制訂并實(shí)施解決方案。問(wèn)題解決能力的重要性體現(xiàn)在能促進(jìn)學(xué)生形成主動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度，主動(dòng)提出問(wèn)題、尋求答案，在此過(guò)程中不斷地開(kāi)展批判性思考和自我反思。

（二）教學(xué)中問(wèn)題解決方法的應(yīng)用

在教學(xué)中應(yīng)用問(wèn)題解決方法，意味著教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生面對(duì)真實(shí)或仿真的問(wèn)題情境，運(yùn)用自主或合作的方式探究解決方案。在這一過(guò)程中，教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者和協(xié)助者，為學(xué)生提供必要的資源，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、討論和實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生構(gòu)建問(wèn)題解決的策略，如收集信息、建立假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析結(jié)果等。在實(shí)踐中，可以運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）、情境模擬等方法，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中深化對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，提高應(yīng)用能力。

四、合作學(xué)習(xí)方法在學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展中的應(yīng)用

（一）合作學(xué)習(xí)的基本理論

合作學(xué)習(xí)是一種將學(xué)習(xí)者組織在小組內(nèi)，通過(guò)成員間的互助與合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)的教學(xué)策略。它基于社會(huì)互動(dòng)理論，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的社會(huì)性構(gòu)建，即學(xué)生通過(guò)交流和合作，共同構(gòu)建知識(shí)，理解科學(xué)概念。例如，在一次關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的課程中，學(xué)生被分成小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)研究一個(gè)特定的生態(tài)系統(tǒng)，如熱帶雨林、沙漠、珊瑚礁等。小組成員首先共同收集關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的信息，然后討論其特點(diǎn)、物種多樣性以及人類活動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的影響。

（二）合作學(xué)習(xí)模式下的教學(xué)策略

在合作學(xué)習(xí)模式下，教師需要設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)學(xué)生合作的學(xué)習(xí)活動(dòng)和任務(wù)，確保每位學(xué)生都能在小組中發(fā)揮作用，貢獻(xiàn)自己的力量。這包括明確小組目標(biāo)、分配角色和任務(wù)、提供合作學(xué)習(xí)的指導(dǎo)和反饋等。在一次探究地球和月球引力差異的課程中，教師組織學(xué)生進(jìn)行一個(gè)小組合作項(xiàng)目。每個(gè)小組的任務(wù)是設(shè)計(jì)并執(zhí)行一系列實(shí)驗(yàn)，以探索地球上不同重量物體的下落速度，并推測(cè)在月球上的情況。小組成員被分配為不同的角色，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)師、數(shù)據(jù)記錄員、分析師等。通過(guò)這一任務(wù)，學(xué)生不僅能夠在實(shí)踐中應(yīng)用科學(xué)知識(shí)，還能學(xué)習(xí)如何在小組內(nèi)溝通和分工合作。教師在整個(gè)過(guò)程中提供指導(dǎo)和反饋，確保每位學(xué)生都能參與并貢獻(xiàn)自己的力量。這個(gè)例子展示了合作學(xué)習(xí)策略如何通過(guò)明確的小組目標(biāo)和角色合理分配，以及教師的有效監(jiān)控和指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生的積極參與和學(xué)習(xí)效果的提高。

五、情境模擬與跨學(xué)科學(xué)習(xí)方法在學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展中的應(yīng)用

（一）情境模擬在科學(xué)教學(xué)中的重要性

情境模擬作為一種將學(xué)習(xí)者置于模擬或虛構(gòu)情境中的教學(xué)方法，對(duì)于科學(xué)教學(xué)具有重要意義。它能夠創(chuàng)建接近真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠在具體且復(fù)雜的情境中應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和技能，從而加深理解并提升其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，在一次關(guān)于環(huán)境保護(hù)的課程中，學(xué)生參與了一個(gè)模擬城市規(guī)劃項(xiàng)目，該項(xiàng)目要求他們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)既可持續(xù)又能滿足社區(qū)增長(zhǎng)需求的城市。在這個(gè)模擬活動(dòng)中，學(xué)生需要考慮多種因素，如能源使用、交通系統(tǒng)、公共空間以及對(duì)自然資源的影響。

（二）跨學(xué)科學(xué)習(xí)的理論與實(shí)踐

跨學(xué)科學(xué)習(xí)是指在教學(xué)過(guò)程中融合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和方法，解決復(fù)雜問(wèn)題或探索新的知識(shí)領(lǐng)域。其理論基礎(chǔ)是認(rèn)知心理學(xué)和構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的整合和應(yīng)用，認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)構(gòu)建和意義建構(gòu)的過(guò)程。例如，在一次以“水”的循環(huán)和重要性為中心的學(xué)習(xí)項(xiàng)目中，教師組織了一次跨學(xué)科的探究活動(dòng)，涉及科學(xué)、數(shù)學(xué)、地理和藝術(shù)。學(xué)生首先學(xué)習(xí)了水循環(huán)的科學(xué)原理，然后通過(guò)計(jì)算學(xué)校的水足跡（使用數(shù)學(xué)技能）來(lái)探究本地水資源的使用和管理問(wèn)題（應(yīng)用地理知識(shí)）。最后，學(xué)生通過(guò)創(chuàng)作與水相關(guān)的藝術(shù)作品，如詩(shī)歌、繪畫(huà)或音樂(lè)，表達(dá)對(duì)水資源保護(hù)的看法和感受?？鐚W(xué)科項(xiàng)目不僅加深了學(xué)生對(duì)水資源問(wèn)題的理解，也提高了他們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)鼓勵(lì)他們通過(guò)創(chuàng)造性表達(dá)來(lái)分享他們的見(jiàn)解和解決方案。

六、實(shí)踐案例與效果分析

（一）實(shí)踐案例介紹

跨學(xué)科項(xiàng)目“從土壤到太空：探索我們的環(huán)境”通過(guò)整合探究式學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決、合作學(xué)習(xí)、情境模擬和跨學(xué)科學(xué)習(xí)策略，為某小學(xué)四年級(jí)學(xué)生提供了一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的半學(xué)年教育計(jì)劃。該項(xiàng)目以環(huán)境科學(xué)為核心，旨在通過(guò)實(shí)際操作和團(tuán)隊(duì)合作，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)原理的理解并提升其解決問(wèn)題的能力。

項(xiàng)目初期，學(xué)生通過(guò)小組討論和實(shí)驗(yàn)，探索土壤的組成及其對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，這有助于他們理解生態(tài)系統(tǒng)的基本元素。接著，學(xué)生合作探討并提出水資源的保存和凈化方案。

項(xiàng)目中期，通過(guò)情境模擬，學(xué)生使用軟件或模型模擬地球環(huán)境變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，這一過(guò)程加深了他們對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)分析的理解。此后，學(xué)生研究太陽(yáng)能及其他可再生能源的應(yīng)用，將科學(xué)知識(shí)與技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)（STEM）領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)合，設(shè)計(jì)可實(shí)施的能源解決方案。

項(xiàng)目后期，學(xué)生將所學(xué)知識(shí)綜合應(yīng)用于科學(xué)展覽的準(zhǔn)備與展示，他們整合之前的研究成果，制作展板和模型，進(jìn)行公開(kāi)展示和評(píng)估，這不僅鍛煉了他們的項(xiàng)目展示能力，也提高了他們與公眾交流技能。

（二）效果分析

為了揭示該策略對(duì)學(xué)生的影響效果，本研究對(duì)項(xiàng)目實(shí)施前后的整體評(píng)估結(jié)果進(jìn)行了匯總和分析，結(jié)果如表1所示。

整體項(xiàng)目評(píng)估表——四年級(jí)班級(jí)

數(shù)據(jù)收集：通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施前后的評(píng)估活動(dòng)，包括但不限于測(cè)試、問(wèn)卷調(diào)查、觀察記錄和項(xiàng)目評(píng)審，收集整個(gè)班級(jí)在每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)上的平均得分。

進(jìn)步程度：比較項(xiàng)目實(shí)施前后的平均得分，評(píng)估班級(jí)在各個(gè)指標(biāo)上的進(jìn)步程度。進(jìn)步程度可通過(guò)得分提升的顯著性來(lái)定義，例如，得分提升0.5分以上可視為“有進(jìn)步”，提升1分以上為“顯著進(jìn)步”。

整體評(píng)估：匯總項(xiàng)目實(shí)施前后的評(píng)估數(shù)據(jù)，分析班級(jí)整體在知識(shí)掌握、問(wèn)題解決、合作、創(chuàng)新和展示等關(guān)鍵能力上的成長(zhǎng)和變化。

從上表可見(jiàn)，該四年級(jí)班級(jí)在“從土壤到太空：探索我們的環(huán)境”項(xiàng)目實(shí)施后，各項(xiàng)能力等關(guān)鍵指標(biāo)均有明顯進(jìn)步。這表明綜合運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決、合作學(xué)習(xí)、情境模擬和跨學(xué)科學(xué)習(xí)策略的教學(xué)模式，對(duì)提升學(xué)生的科學(xué)思維能力和綜合素養(yǎng)是有效的。

總體來(lái)說(shuō)，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)思維能力的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要教師深入了解科學(xué)思維的內(nèi)涵，設(shè)計(jì)適合學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)活動(dòng)。探究式學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決、合作學(xué)習(xí)、情境模擬和跨學(xué)科學(xué)習(xí)這五種方法，都是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力發(fā)展的有效手段。在未來(lái)的教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，靈活運(yùn)用這些策略，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新精神，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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