聚焦學(xué)生思維能力發(fā)展的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是小學(xué)科學(xué)課程的重要構(gòu)成部分，組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對發(fā)展學(xué)生思維、強(qiáng)化學(xué)生能力有重要意義，因此教師需重視開展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。文章立足小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，探究如何發(fā)展學(xué)生的思維能力，并提出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問題、明確實(shí)驗(yàn)思路、巧妙引導(dǎo)質(zhì)疑、組織自主實(shí)驗(yàn)、遷移生活思考五方面的教學(xué)策略，旨在讓學(xué)生的探究思維、邏輯思維、批判思維、創(chuàng)造思維、應(yīng)用思維獲得全面發(fā)展，真正強(qiáng)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】思維能力；小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡介：楊朱艷（1985—），女，浙江省海寧市錢塘實(shí)驗(yàn)小學(xué)教育集團(tuán)。

在小學(xué)階段的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的教學(xué)重點(diǎn)不僅在于將科學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)傳授給學(xué)生，還要讓學(xué)生具備在生活實(shí)踐中運(yùn)用知識(shí)的能力，這樣才能體現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效用。但在小學(xué)科學(xué)課堂上，部分教師重視講授基礎(chǔ)的科學(xué)知識(shí)，而忽視引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^弱、思維能力不強(qiáng)，進(jìn)而影響了促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)。對此，教師應(yīng)調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)，聚焦學(xué)生思維能力發(fā)展，合理設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問題，激活探究思維

探究思維是一種對問題不斷進(jìn)行質(zhì)疑、探索和深化的思維方式，不同于一般的思維，它能產(chǎn)生新穎的、不同見解的思維成果。探究思維的核心在于通過主動(dòng)參與和反思性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、科學(xué)態(tài)度和品行［1］?；诖?，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師可采取設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問題的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生在探究中獲取知識(shí)、理解知識(shí)、內(nèi)化知識(shí)，從而達(dá)到激活學(xué)生探究思維的目的。

以教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“微小世界”中的第2課“怎樣放得更大”為例。在此次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生將注意力集中到“如何利用有限放大倍數(shù)的凸透鏡將物體的圖像放得更大”這一核心主題上，并以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問題的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究思考。具體而言，教師可設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)問題：怎樣才能把物體的圖像放得更大？若是將兩個(gè)放大鏡組合在一起，是否能增加放大倍數(shù)？在探究時(shí)，教師讓學(xué)生先用一個(gè)凸透鏡嘗試放大教材中的文字，并在保證字體清晰的前提下，了解單一凸透鏡能將字體放多大，而后再嘗試探究若是將兩個(gè)凸透鏡放在一起，放大文字，又能將文字放大多少。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，學(xué)生按照教材提示，將兩個(gè)放大鏡一上一下平行放置，并通過移動(dòng)下方放大鏡的方式，觀察教材中的字是否被放大。在此過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)放大鏡間距離的不同，放大的字也存在不同，而經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測試，能確定兩個(gè)放大鏡在保持某一距離時(shí)，能將教材文字放到最大。這樣，學(xué)生便得到了簡易的放大裝置。在完成探究學(xué)習(xí)后，教師繼續(xù)提出實(shí)驗(yàn)問題：用你們制作的簡易版放大鏡，能否看到病毒、細(xì)菌等微生物？若是想看到這些物質(zhì)，應(yīng)該使用哪種實(shí)驗(yàn)器材？由此，引發(fā)學(xué)生對顯微鏡的探索，讓學(xué)生具體思考顯微鏡的組成，以及凸透鏡在顯微鏡構(gòu)成中的重要性。在探究顯微鏡的過程中，學(xué)生可重點(diǎn)思考帶有凸透鏡的結(jié)構(gòu)，如目鏡、物鏡，進(jìn)而關(guān)聯(lián)思考：自制的組合凸透鏡相當(dāng)于顯微鏡中的一部分。其中，位于上方且靠近眼睛的凸透鏡相當(dāng)于顯微鏡中的目鏡，而位于下方且遠(yuǎn)離眼睛的凸透鏡相當(dāng)于顯微鏡中的物鏡。

二、明確實(shí)驗(yàn)思路，形成邏輯思維

邏輯思維是一種理性活動(dòng)，指通過分析、推理和判斷來得出正確結(jié)論的思維方式。邏輯思維是將感性認(rèn)識(shí)階段獲得的信息材料抽象成概念，并運(yùn)用這些概念進(jìn)行判斷和推理，從而產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)［2］。邏輯思維具有規(guī)范、嚴(yán)密、確定和可重復(fù)的特點(diǎn)，是人們在認(rèn)識(shí)事物過程中借助于概念、判斷、推理等思維形式來反映客觀現(xiàn)實(shí)的過程。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，教師可通過明確實(shí)驗(yàn)思路的方式，推動(dòng)學(xué)生形成嚴(yán)密的邏輯思維。

以教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“微小世界”中的第4課“觀察洋蔥表皮細(xì)胞”為例。在此次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生明確兩個(gè)實(shí)驗(yàn)思路：制作洋蔥表皮玻片標(biāo)本的實(shí)驗(yàn)思路、使用顯微鏡觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)思路。只有掌握了這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)思路，學(xué)生才能全面掌握本次實(shí)驗(yàn)課程的知識(shí)內(nèi)容，且經(jīng)歷按思路步驟實(shí)際操作的過程，學(xué)生才能逐漸形成有先后順序、理解前后關(guān)聯(lián)的邏輯思維。比如，教師幫助學(xué)生對制作洋蔥表皮玻片標(biāo)本的實(shí)驗(yàn)思路做了如下明確（見表1）。

為了讓學(xué)生有實(shí)際的制作感受，真正建立邏輯思維，教師可以邀請兩到三名學(xué)生到講臺(tái)上進(jìn)行玻片標(biāo)本的制作操作。這一過程能讓學(xué)生更深入地認(rèn)知制作過程，且準(zhǔn)確把握每一制作細(xì)節(jié)，有助于學(xué)生建立有條理、有邏輯的實(shí)驗(yàn)意識(shí)。

三、巧妙引導(dǎo)質(zhì)疑，鍛煉批判思維

批判思維是一種理性的、反思的思考方式，其涉及對信息的解釋、分析、評估和推斷，以形成合理的判斷和決策［3］。該思維方式強(qiáng)調(diào)邏輯推理、質(zhì)疑假設(shè)、客觀評估信息，并在解決問題和做出決策時(shí)，保持開放和公正的態(tài)度。批判思維是學(xué)生必備的素養(yǎng)之一，也是學(xué)生是否具備獨(dú)立思想的重要體現(xiàn)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可采取巧妙引導(dǎo)質(zhì)疑的方式，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的矛盾點(diǎn)，并讓學(xué)生在探尋矛盾解法的過程中，有效鍛煉批判思維。

以教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“地球的運(yùn)動(dòng)”中的第2課“晝夜交替現(xiàn)象”為例。在此次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生完成三部分科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)：晝夜交替如何產(chǎn)生、晝夜交替假說、晝夜交替的模擬。比如，教師在組織學(xué)生學(xué)習(xí)“晝夜交替假說”時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生根據(jù)自己的預(yù)習(xí)，提出對晝夜交替的質(zhì)疑。在學(xué)生提出的質(zhì)疑中，教師歸納出兩個(gè)具有思考價(jià)值的問題：為什么會(huì)產(chǎn)生晝夜交替？它的出現(xiàn)與什么有關(guān)？接著，教師為學(xué)生準(zhǔn)備白熾燈、小地球儀等工具，讓學(xué)生以實(shí)驗(yàn)操作的形式獲得質(zhì)疑的答案。在操作中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)白熾燈照在固定的地球儀上時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)一面為“晝”、一面為“夜”的情況，但這并未達(dá)到充分理解晝夜交替現(xiàn)象的要求。接著，學(xué)生繼續(xù)提出自己的質(zhì)疑：是否可以在地球儀上放置一個(gè)物品，以該物品的反復(fù)出現(xiàn)來表示晝夜交替呢？為了讓質(zhì)疑的內(nèi)容得到驗(yàn)證，學(xué)生在地球儀上放置了一枚大頭針。這樣，當(dāng)大頭針轉(zhuǎn)到有白熾燈的一側(cè)時(shí)，此時(shí)大頭針?biāo)诘牡厍騼x位置是白晝，而地球儀上沒有大頭針的區(qū)域便是黑夜。由此，學(xué)生便能做到準(zhǔn)確理解晝夜交替現(xiàn)象。

除此之外，教師還可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對晝夜交替進(jìn)行質(zhì)疑思考，如有的學(xué)生提出質(zhì)疑：“除了地球自轉(zhuǎn)情況，是否還有其他情況也會(huì)出現(xiàn)晝夜交替現(xiàn)象？”對此，學(xué)生需要將太陽的運(yùn)動(dòng)情況與地球的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行一一匹配，以此完成對質(zhì)疑的探索（如圖1）。

四、組織自主實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造思維

創(chuàng)造思維是一種新穎且有價(jià)值的思維活動(dòng)，具有高度的機(jī)動(dòng)性和堅(jiān)持性，能打破常規(guī)解決問題的方式，以重新組合既定的感覺體驗(yàn)，探索規(guī)律，并得到新的思維成果［4］。對小學(xué)生而言，創(chuàng)造思維應(yīng)體現(xiàn)在具有自己個(gè)性的思考，且針對同一問題，能探索出不同解決問題的方法。教師在組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)，可通過提供自主完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自主探究、自主解決問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維。

以教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“地球的運(yùn)動(dòng)”中的第5課“影長的四季變化”為例。在自主實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)以往參與實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，對自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行流程規(guī)劃。為了使實(shí)驗(yàn)流程更完善、規(guī)范，且無遺漏，學(xué)生可使用表格整理自己的實(shí)驗(yàn)思路，以發(fā)展自己的創(chuàng)造思維（見表2）。

在上述實(shí)驗(yàn)中，為了保證實(shí)驗(yàn)過程的流暢性，學(xué)生應(yīng)通過自己的搜集、整理，了解一天中影子長度的變化規(guī)律、掌握有關(guān)四季變化的基本概念，以及影長隨季節(jié)變化的規(guī)律等，這些知識(shí)是學(xué)生順利完成自主實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題時(shí)，學(xué)生也需立足實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行思考，尋找出現(xiàn)問題的原因，這樣才能充分鍛煉自主思考能力、自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而推?dòng)創(chuàng)造思維進(jìn)步。

五、遷移生活思考，發(fā)展應(yīng)用思維

應(yīng)用思維是指在現(xiàn)實(shí)情境中將知識(shí)和技能進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程。具體來說，應(yīng)用思維需要學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)儲(chǔ)備，找到解決問題的特定方案，且該思維方式強(qiáng)調(diào)將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題［5］。基于此，教師在組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)采取關(guān)聯(lián)生活實(shí)際的方式，讓學(xué)生使用課程知識(shí)遷移思考生活內(nèi)容，以此發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用思維。

以教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“工具與技術(shù)”中的第2課“斜面”為例。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要讓學(xué)生掌握兩方面的斜面知識(shí)：第一，搭建斜面并研究斜面的省力作用；第二，通過模擬測評的方式研究并體會(huì)斜面的省力作用。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師為學(xué)生展示了生活中斜面的應(yīng)用，如刀刃、螺絲釘、自動(dòng)扶梯、斜面?zhèn)魉蛶У?，并引?dǎo)學(xué)生思考斜面為這些事物帶來了怎樣的使用便利？如刀刃可以讓切割更容易，螺絲釘?shù)穆菁y是斜面設(shè)計(jì)，更易于擰到物體中。在初步思考后，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并思考斜面的應(yīng)用原理：主要基于力學(xué)中的力的分解和重力作用。斜面通過改變物體提升的方向和路徑，使得物體在提升過程中所需的力減小，從而達(dá)到省力的效果。

經(jīng)過上述基礎(chǔ)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生能做到基本掌握有關(guān)斜面的知識(shí)。對此，教師應(yīng)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行遷移思考，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，讓學(xué)生具體探索斜面在生活中的應(yīng)用。具體而言，教師讓學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)滑道的方式，探索古人是如何搬運(yùn)物品的。在實(shí)際操作中，學(xué)生需要準(zhǔn)備好塑料槽和塑料板用于搭建斜面滑道，同時(shí)設(shè)計(jì)斜面滑道。在制作完成后，學(xué)生可使用木塊、小球、水等測試斜面滑道，若是測試物能順利從高處滑向低處，則說明斜面滑道制作成功。這樣，學(xué)生在回顧理解教師提出的生活實(shí)例時(shí)，便能做到有效地遷移思考，且學(xué)生也能將斜面知識(shí)運(yùn)用到生活中。

結(jié)語

綜上，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要想切實(shí)發(fā)展學(xué)生的思維能力，便需要將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生思維進(jìn)行緊密結(jié)合，并通過設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，發(fā)展學(xué)生的不同思維。在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生探索知識(shí)、發(fā)展學(xué)生思維能力的重要途徑，且任何課程形式都無法替代實(shí)驗(yàn)教學(xué)。只有這樣，教師才能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)效用，讓學(xué)生的思維能力在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到全面發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

［1］梁穎.探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對小學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)［J］.亞太教育，2023（22）：163-165.

［2］張帝平.基于科學(xué)思維能力培養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略探究［J］.基礎(chǔ)教育論壇，2023（16）：81-83.

［3］拾霽.淺談高階思維能力在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的培養(yǎng)［J］.新智慧，2023（19）：126-128.

［4］何飛飛.在小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的策略研究［J］.天天愛科學(xué)（教育前沿），2023（5）：73-75.

［5］金飛.小學(xué)科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略探究［J］.文理導(dǎo)航（上旬），2022（2）：85-87.