小學科學教學中高階思維能力培養(yǎng)的思與行

近年來，教育趨勢正在由重知識向重能力轉變，尤其是注重培養(yǎng)學生的高階思維能力。高階思維是一種比較復雜的認知過程，是在超越基礎知識記憶與理解基礎上的一種創(chuàng)新、反思與批判性思維。小學科學是學生科學啟蒙的重要學科，肩負著培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新思維的重任。而培養(yǎng)學生的高階思維對其終身學習和未來發(fā)展具有不可估量的價值。因此，在小學科學教學中，教師應依據(jù)學生的認知發(fā)展水平，運用先進的教學理念和多樣化的教學手段，打破傳統(tǒng)教學模式的束縛，引導學生循序漸進地開展有深度、有質量的科學學習活動，從而實現(xiàn)培養(yǎng)學生高階思維的目標。

一、以學促思：小學科學教學中高階思維能力培養(yǎng)的價值

（一）提高學生的知識理解與應用能力

培養(yǎng)學生的高階思維能力有助于他們深入理解科學知識。在小學科學課堂上，學生通過思考、分析、綜合與評價等思維活動，逐漸構建系統(tǒng)的科學體系，通過將所學知識進行深度加工，從而深入理解科學知識，而非簡單地死記硬背。當學生具備較強的高階思維能力后，能夠更好地將所學科學知識運用于解決實際生活中的問題。這一過程能夠讓學生感受到科學知識的實用性，以及科學與我們生活的聯(lián)系，進一步激發(fā)他們學習科學的興趣和動力。

（二）培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與實踐能力

高階思維能力是創(chuàng)新能力的基石。在小學科學教學中，教師重視培養(yǎng)學生的高階思維能力，能夠讓學生的創(chuàng)新能力得到更多的發(fā)展可能。當學生逐漸具備高階思維能力后，他們會敢于打破常規(guī)，提出獨特的想法和見解，設計新穎的實驗方案，積極開展實踐活動，自主解決實際問題。學生通過參與高階思維活動，學會從不同角度審視問題，發(fā)現(xiàn)新的可能性和解決方案，從而提高自身的創(chuàng)新能力。在以培養(yǎng)學生高階思維為目標的學思結合教學中，科學實驗是必不可少的一個環(huán)節(jié)。學生通過親自動手操作、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、分析結果，能夠有效鍛煉自身的實踐能力。此外，教師還可以開展一系列需要團隊合作才能完成的實驗任務，引導學生學會與他人協(xié)作、分工和溝通，從而提高他們的科學實踐能力。

（三）提升學生的科學核心素養(yǎng)

教師重視培養(yǎng)學生的高階思維能力，有助于全面提升學生的科學核心素養(yǎng)。小學科學核心素養(yǎng)包括科學知識、科學方法、科學態(tài)度和科學精神等方面。學生通過參與高階思維活動，能夠深入理解并掌握科學知識，從而建構系統(tǒng)的科學知識體系。此外，在科學實驗中，學生需要運用觀察、實驗、推理、歸納等科學方法探究科學問題、理解科學原理，這有助于提高學生解決問題的能力，使學生在發(fā)展科學思維的同時，進一步提升科學核心素養(yǎng)。

二、小學科學教學中培養(yǎng)學生高階思維能力面臨的挑戰(zhàn)

（一）學生缺乏學習興趣和耐心

小學科學課程內(nèi)容豐富多樣，但涵蓋的科學知識具有抽象性，很難激發(fā)學生的學習興趣，使其感覺科學學習枯燥乏味，從而降低學生思考問題和參與實驗探究活動的積極性。此外，小學生的注意力集中時間有限，心理發(fā)展尚未成熟，在面對比較復雜的科學問題或實驗任務時，常缺乏足夠的耐心，這使得他們無法深入思考實驗背后的科學原理，難以完成從現(xiàn)象觀察到本質探究的思維過程，這不利于學生高階思維能力的發(fā)展。

（二）教師高階思維引導不足

在小學科學課堂教學中，部分教師側重于知識的傳授，強調(diào)學生對科學概念、公式的記憶，卻忽視了對學生高階思維能力的培養(yǎng)，對其高階思維的引導不足。盡管部分教師會注重學生的獨立思考，卻只是讓學生思考一些比較簡單、淺顯的科學學習問題。這種教學方式無法滿足學生多樣化的學習與發(fā)展需求，難以調(diào)動學生的學習積極性，導致學生缺乏深度思考和創(chuàng)新的機會，這都不利于他們高階思維的發(fā)展。

（三）教學評價體系不夠完善

在培養(yǎng)小學生高階思維的過程中，部分教師容易忽略評價體系的構建和完善，仍然習慣采用書面測試的評價方式，側重于學生對科學知識的記憶、理解與掌握程度，而忽視了對學生實踐操作能力、創(chuàng)新能力、思維能力等方面的考查。這種評價體系導致學生將大量時間和精力傾注于死記硬背科學知識，而忽視了對自身高階思維能力的提升。此外，部分教師過于重視學生的學習結果，忽視了對學生思考過程和學習過程的評價，導致學生的很多學習問題沒有得到有效、及時的評價和反饋，不僅使學生無法從學習過程中獲得關于自身思維發(fā)展的準確信息，也使教師在培養(yǎng)學生高階思維的過程中遇到了很大挑戰(zhàn)。

三、以學促思：小學科學教學中高階思維能力培養(yǎng)的實踐

（一）創(chuàng)設教學情境，激發(fā)學生的學習興趣

創(chuàng)設教學情境是激發(fā)學生學習興趣和思維的有效手段。教師通過模擬或再現(xiàn)與科學知識相關的真實場景，能夠拉近科學知識與學生生活之間的距離，使學生深刻感受科學的魅力和實用性。在此過程中，學生不僅會對科學現(xiàn)象和科學知識產(chǎn)生濃厚的興趣，還會主動思考和探究，從而為其高階思維能力的培養(yǎng)奠定堅實基礎。因此，在小學科學教學中，教師應采用恰當?shù)姆绞絼?chuàng)設生動、有趣的教學情境，以此激發(fā)學生對科學知識的學習熱情，為高階思維能力的培養(yǎng)提供有力支持。

以小學科學《月相變化的規(guī)律》教學為例。首先，教師鼓勵學生分享與月亮有關的神話故事，并運用多媒體視頻的方式呈現(xiàn)這些神話故事。這種教學方式將神話故事與科學知識相結合，能夠激發(fā)學生的想象力，使其在生動的故事氛圍中，對月相的變化產(chǎn)生濃厚的探索興趣，并主動思考神話故事中對月亮的描述和現(xiàn)實中月相變化的關系。其次，教師提出問題：“在生活中，你們有沒有注意到月亮是什么樣子？”這種情境與問題相結合的教學方式，能夠有效培養(yǎng)學生的批判性思維，使學生學會從不同的角度思考問題。最后，在引導學生理解月相變化規(guī)律時，教師運用多媒體技術播放月相變化和月亮在宇宙中與地球、太陽位置關系的視頻，讓學生直觀、形象地掌握月相變化規(guī)律，從而激發(fā)學生對宇宙中天體運行、月亮變換的探究興趣。教師通過創(chuàng)設這一系列教學情境，不僅能激發(fā)學生對月相變化的學習興趣，還能促使學生主動思考并掌握月相變化規(guī)律。這種教學方式更有利于學生高階思維的發(fā)展。

（二）提出思考問題，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維

設計合理的思考問題是促進學生主動思考的關鍵要素，而高階思維的培養(yǎng)更離不開問題的引導。教師在設計問題時應根據(jù)教學目標和教學內(nèi)容，盡量貼近學生的日常生活，體現(xiàn)科學知識的實用性，以此激發(fā)學生的學習興趣，使他們主動思考，并深刻認識到科學知識對生活的重要價值，從而有效培養(yǎng)他們的發(fā)散思維。因此，在小學科學教學中，教師可以在恰當?shù)慕虒W環(huán)節(jié)，設計開放性、層次性和挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學生對科學知識的好奇心，引導學生從不同角度、不同深度思考，使其在不斷的思考中發(fā)散思維，從而有效發(fā)展高階思維。

以小學科學《聲音是怎樣產(chǎn)生的》教學為例。首先，在導入環(huán)節(jié)，教師展示鼓、鋼尺、木魚等物體，并讓學生親自敲擊，聆聽和表達這些物體的聲音特點。其次，教師鼓勵學生認真觀察這些物體，并提出問題：“這些物體在發(fā)聲的時候有什么共同特點？”這促使學生主動關注聲音產(chǎn)生時物體的狀態(tài)變化，從這些物體的發(fā)聲現(xiàn)象中尋找共性，并在觀察中深入思考，從而鍛煉了自身的觀察能力和歸納能力。再次，教師讓學生固定一根橡皮筋的兩端，以此研究橡皮筋發(fā)聲原理。在學生動手拉伸、按壓、揉搓橡皮筋后，教師鼓勵學生分享自己所看到的現(xiàn)象和對橡皮筋發(fā)聲原理的思考結果。教師通過不同環(huán)節(jié)的提問，引導學生從多個物體的發(fā)聲現(xiàn)象中提出假設性解釋，并鼓勵他們積極想辦法驗證假設，從而有效培養(yǎng)他們的發(fā)散思維。最后，教師進一步提問：“這些物體在振動時會發(fā)聲，那是不是只要振動就一定能發(fā)出我們可以聽到的聲音？”這一問題打破了學生的慣性思維，促使他們深入探究聲音產(chǎn)生的原理，從而有效培養(yǎng)他們的批判性思維。

（三）組織實驗活動，發(fā)展學生的思維能力

實驗是科學學習的重要組成部分，而實驗探究活動則是幫助學生直觀理解教材抽象內(nèi)容、提升其高階思維能力的有效方式。在科學實驗活動中，學生通過親自參與觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、分析結果、探討問題等學習環(huán)節(jié)，從而深入理解科學原理和概念。在此過程中，學生需要運用邏輯思維、批判性思維等高階思維能力，深入分析問題、解決問題，并不斷優(yōu)化實驗方案。即使實驗失敗，也能夠激發(fā)學生對實驗操作的反思與創(chuàng)新思維。因此，教師應重視組織學生開展實驗活動，鼓勵他們將學與思相結合，充分發(fā)揮個人能力和團隊力量，共同完成實驗，進一步提升他們的思維能力。

以小學科學《水沸騰了》教學為例。首先，教師提出問題：“在生活中，你們有沒有燒過水？如果持續(xù)給杯子里的水加熱，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？”其次，教師鼓勵學生通過口頭描述或繪畫的方式表達個人見解，并將這些想法記錄下來。再次，在學生掌握測量水溫的方法后，教師根據(jù)學生的實驗能力、學習能力以及個性等方面的差異，將其分成多個實驗小組，指導他們利用實驗器材給杯子里的水加熱，并讓他們：“觀察水在加熱的過程中有哪些變化？水在達到多少溫度時會沸騰？水沸騰時會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？”最后，教師指導學生依據(jù)活動手冊和教材內(nèi)容設計實驗方案，以小組分工合作的方式進行實驗操作，通過猜測、觀察、實驗、記錄、分析、探討等過程發(fā)現(xiàn)事實。這種教學方式能夠讓學生形成尊重事實、重視證據(jù)的科學態(tài)度，促進其思維能力的發(fā)展。

（四）引導知識遷移，提升知識運用能力

知識遷移是學生高階思維提升的重要表現(xiàn)，它體現(xiàn)了學生將所學知識應用于新情境、新問題的能力，從而深入理解與掌握所學知識。在新課標背景下，跨學科學習與學生的問題解決能力日益受到教師的關注，通過引導學生將所學知識與其他學科或實際生活相結合，不僅能夠拓展學生的思維，還能促使學生運用所學知識解決實際問題。因此，在小學科學教學中，教師應注重培養(yǎng)學生的知識遷移能力，鼓勵他們將科學知識運用于實際生活，從而實現(xiàn)以學促思、以學促用，有效提高學生的科學知識運用能力和高階思維能力。

以小學科學《學會管理和控制自己》教學為例。首先，教師采用情境教學法和合作探究法，引導學生學習面對壓力、沖突等情況的正確做法，學會管理和控制自己的方法。其次，教師拓展知識的運用場景，提出問題：“在參加學校運動會時，如何面對其他班級優(yōu)秀運動員的競爭？如何調(diào)節(jié)運動會帶來的壓力？如何發(fā)揮自身優(yōu)勢為團隊爭取更好的成績？”教師鼓勵學生將所學科學知識運用于具體情境，結合實際情況思考問題，從而有效培養(yǎng)他們的知識遷移能力、應變能力和創(chuàng)新思維能力。最后，在布置課后作業(yè)時，教師讓學生結合實際生活，說一說：“如何管理自己的零花錢，并做到合理消費？”“如何正確面對最近幾天的負面情緒。”通過這種方式促進學生實現(xiàn)知識的再次遷移，引導他們結合個人生活經(jīng)驗和所學知識，提出創(chuàng)新性的想法或針對性的建議。這一過程不僅能提升學生的知識運用能力，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

（五）開展多元評價，激勵學生的思維發(fā)展

新課標倡導評價的多元化，包括評價主體的多元化、評價內(nèi)容的多元化和評價標準的多元化等，旨在全面、客觀地評價學生的學習成果和思維能力。在小學科學教學中，教師實施多元評價，應注重培養(yǎng)學生高階思維，將之，融入評價過程，聚焦于學生的學習過程與結果、思考過程、解決問題的方法和創(chuàng)新思維的展現(xiàn)。教師可以通過自評、互評、師評等多種方式，及時針對學生的學習問題提出反饋與評價，以此激發(fā)學生的科學學習自信心和動力，促進學生高階思維的持續(xù)發(fā)展。

以小學科學《混合與分離》教學為例。教師引導學生采用合作探究的方式，完成食鹽和沙子的混合與分離實驗。在此過程中，教師認真觀察學生的操作過程及其在實驗中遇到問題時的表現(xiàn)。對于在合作探究實驗活動中參與度不高的學生，教師應鼓勵他們積極參與進來。在實驗結束后，教師鼓勵學生進行組內(nèi)互評與自評，并對學生實施全面的過程性評價。當有學生提出獨特的分離方法時，教師應及時評價并表揚該名學生的積極思考和創(chuàng)新思維，鼓勵大家一起探討該方法的可行性。在課堂尾聲，教師結合學生在本節(jié)課中的綜合表現(xiàn)、科學素養(yǎng)、思維能力等方面情況，對學生實施總結性評價，既要重點表揚積極思考的學生，又要指出部分學生在解決問題能力、創(chuàng)新思維能力方面的不足，并提供針對性的建議和鼓勵，以此激發(fā)學生的主動思考，促使學生高階思維實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

四、結語

綜上所述，在小學科學教學中，教師重視培養(yǎng)學生的高階思維，不僅對學生的科學學習有積極的促進作用，還能推動小學科學教學的革新發(fā)展。因此，在未來的科學教學實踐中，教師應以發(fā)展的眼光與專業(yè)的態(tài)度，不斷探索、創(chuàng)新培養(yǎng)學生高階思維的有效方法，讓學生在不斷思考與學習中持續(xù)提高科學學習能力，為學生的成長和發(fā)展奠定堅實基礎，使其在未來的科學探索和人生道路上綻放絢麗光彩。