有效培養學生的科學思維

徐春

2022年4月，教育部頒布了新的科學課程標準，即2022年版的《義務教育科學課程標準》，順應時代的發展趨勢，針對我國科學教育現狀，借鑒了國外的科學研究成果，提出了針對性、有價值的科學教育解決方案，具有前瞻性、時代性、實際性。科學新課標的發布，對科學教師教學理念的更新，科學課堂教學方法的改進提出了新的要求，第一次明確科學思維是科學核心素養之一，更注重在科學領域的運用，更注重掌握科學思維的方法，為科學教學指明了方向。

新課標提出不僅要讓學生掌握一般的思維方法，如分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、歸納與演繹、聯想與想象、重組、發散、突破定式等基本思維方法及其在科學領域的具體應用，還要掌握科學思維方法，即模型理解和模型建構、推理與論證、創新等科學思維方法。這些論述對科學課堂教學提出了新的更高的要求。到今年為止，教科版的小學科學新教材全面更新完畢，讓我們對新教材有了一個系統的了解，對于一到六年級的小學科學新教材也摸清了全部的邏輯結構。以下是我根據新教材的教學要求，關于培養學生的科學思維做的一點小小探索。

一、以學生為本位，用興趣激發學生思維

在進行一年級《水》這一課時，水雖然常見，但是要讓一年級學生系統地說出水的特征來還是比較難的，他們對水的認識比較零碎和模糊，怎樣讓課堂“趣”起來？進行教學時，我在開頭導入的水滴視頻，水滴形的可愛小瓶子，以及后面設計找水在哪個袋子的小游戲，都讓學生思維活躍起來。要有趣味方能有助思維，組織學生思考水的特征，這節課就靈動起來。要讓每個學生了解水，必須讓每個學生都能動手體驗，小視頻、小瓶子、小游戲，對于學生興趣的激發都有著不可或缺的作用。學生激發了思維，對于水的理解水到渠成，更是提高了學生的科學思維水平。因此，有趣味的課堂，對于學生主動思維功不可沒。無論是觸發學生思維的語言還是提問的方式，都要符合一年級學生的思維方式，學生能夠聽懂并被老師抓“牢”，整個科學思維過程迎刃而解，學生參與度才會很高，這樣的科學思維才是行之有效的。

再如一年級下冊《我們周圍的物體》單元的第4課，在了解物體的基本特征后，他們要對之前用到的所有物體進行分類，進一步清晰、有序地認識它們的屬性。本節課的重點是能夠根據一個特征對物體進行分類，難點是了解科學準確地分類需要將標準細化。

我在設計的整個教學過程中，緊緊圍繞教學目標引導學生發展思維。例如：首先讓學生把全班同學分成兩類，教師及時提煉特征，隨后緊接著問：“你能把老師帶來的物體根據特征分成兩類嗎？”明確的目標有助于科學思維的有效，這節課讓學生學會初步認識分類，學生通過學習，能利用物體基本特征將其分類，有了分類的意識和初步能力。為了提高趣味性，教學時，我利用多媒體快速記錄下學生的回答，用手機拍照記錄學生的分類圖，用小視頻拍攝學生小組分類的簡介，學生覺得很有趣。通過多媒體引導學生思考有什么簡便快速的方法幫助記錄，學生很容易融入課堂，融入科學探究。這樣的多媒體記錄方式大大提高了課堂效率，拍照記錄、小視頻記錄的動作可以讓學生自然而然地融入課堂，學生的思維非常活躍。這個巧妙的一步，可以讓所有學生明白科學探究物體分類的方法，然后，科學思維應運而生。非常有效率，巧妙地使用手機的多媒體，使課堂效率大大提高。

二、以理性為基點，用探究促進學生思維

學生的意識是零散的，想法是多種多樣的，而我們老師的教學設計，就要用一條無形的鏈子將學生的尋求證據的思維方式、觀察的方法、對比實驗的過程、知識體系等等都串聯起來，有條不紊地把學生往思維的殿堂牽引。長此以往，學生的學習習慣和思維方式也就會得以培養和提高。比如讓學生進行對比觀察，重點指導鼻子的“扇聞法”、在摸液體時教學生用吸取的方法。描述液體形狀時對學生語言的描述，強調沒有“固定”形狀，以及教學中進行的分類法，都是在提升學生的科學思維，在科學課堂上不斷發展學生科學的、理性的思維。

在教學《給物體分類》一課，讓學生交流分類結果時，有一組學生說到他們是按照是否滾動來分類的，我馬上引導學生說滾動是屬于在形狀特征里的，但是沒有明確解釋該如何分，因為形狀特征當時黑板上的分類就有3種。而究竟屬于哪一種分類結果，這時候，抓住契機，讓學生展開討論，有的學生認為，多邊形都不會滾動，有的學生說，滾動的都是圓形。但是仔細想這一分類法是有錯誤的，越接近圓形的多邊形也能滾動，老師適當引導，發展學生的理性思維，不要人云亦云。

然后，教學過程中給予了學生充分的探究時間，放手讓學生去討論分類，充分體現學生是學習的主人。因為，一年級學生還小，探究活動對于一年級學生來說是需要時間的，每每我在自己的課堂上限制探究時間時，效果往往是適得其反的。探究要建立在明確的目的前提下。在此前提下給一年級學生充分的思維時間，可以爭論，可以不同意見，摸索材料研究問題更能激發學生的科學意識，發展學生的理性思維。

在教學《觀察土壤》一課，課堂初始我就開門見山提出：“今天我們要研究土壤。關于土壤你知道什么，想研究什么？”由于在課前老師布置了讓學生采集土壤，因此在課前學生已經對土壤有過一些思考，這也大大提高了課堂的有效性。隨后，老師以“你覺得土壤里會發現什么？”這一問題推動了本課的探究，這一問題相信也是很多孩子在采集土壤時會有的疑惑，這樣的探究讓學生自發思考，促進科學思維的發展，而不是步步跟隨老師。完全推崇老師，唯老師論是不可取的，唯有不斷發展學生的理性思維才是科學課堂的目的。

再如在教學《電和我們的生活》，我則通過出示“對人類巨大貢獻的十大工程排行榜”，讓學生想象無限，自主思考。對“電”有哪些了解？對“電”你還想知道些什么？同樣的問題，我不僅僅局限于師生的交流，而是，通過讓學生“獨立思考”“小組交流概括”“全班展示”三步驟活動，開展了一場別開生面的“頭腦風暴”。這樣的課充分發揮學生的主觀能動性，發展了學生的科學思維，尤其是理性思維。

在平時的教學中，我們大多數老師會直接采取小組討論和全班匯報，卻忽視了學生的獨立思考。這一環節其實很重要，它可以讓每一個學生對問題進行更好地思考，在心中有想法之后再去小組交流，這才是真正的“頭腦風暴”，也讓我對小組討論有了新的認識。這里有2個注意點：一個是老師對每一個步驟都詢問了同學們需要的時間，這樣的處理讓活動更高效了，同時也確保了學生有足夠時間獨立思考，而不是敷于形式。采用詢問的方式，則體現了以思考促探究的理念，尊重學生的科學思維，把科學課堂還給孩子，讓我們的學生充分體驗思維的快樂。另一個注意點則是在全班板貼卡片時提出了歸類的要求。但是在一開始，孩子們并沒有很好地完成，在第三次活動展示時，學生都主動進行了歸類。在兩個活動后，老師提出了“你們覺得先研究什么比較合理”這一問題時，學生開始調整思維，發現錯誤，然后第三次活動主動更正。這樣其實很好，沒有刻意，沒有老師強加的答案式教學，學生自主思維，然后在探究中調整。這讓先前的錯誤反倒成了亮點，后續的探究完全轉變成了兒童自發的思考后的條件活動了。科學課堂如何讓孩子們真正喜歡？我們要學會適當放手，讓學生犯錯誤，然后引導他們糾正錯誤，在探究中獲得思維的深化，那就是真正的科學的、理性的思維，才能推動學生自主地進行探究活動，這才是科學課的真諦，而不是強加給學生的硬性的目標。這樣既發展了學生的動手能力，又提升了學生的科學思維。

三、以細節為抓手，用活動提升學生思維

我執教的《測試反應快慢》，考慮到低年級學生的年齡特點，設計了有趣的“口令小游戲”，激發學生參與科學活動，還把板書設計簡圖式的，便于學生了解、記憶，這都是小細節。活動中，我讓學生體驗了三種方法抓尺子——“閉眼，不提示”“閉眼，提示放”“睜眼，提示放”。在活動前，我通過視頻、提問、學生演示以及PPT溫馨提示等多種方式反復指導學生活動，把探究活動組織好。要知道二年級學生的實驗操作能力有限，通過視頻、提問、演示等等小細節，反復指導能讓二年級學生更好地完成探究實驗，實現低年級學生的有效實驗。實驗后，再通過問題引導讓學生自己發現總結，二年級學生就容易了解，科學思維在活動中得到發展，活動就非常有效。

科學老師的教學課堂，往往充滿了探究活動。以溶解的內容為例，我在教學中選擇了有結構的材料。例如有一節課選擇了透明的瓶子，這個瓶子的透明度相當高，學生就能清楚地看到物質是否溶解了。這時，細節決定成敗，如果用白糖，效果不明顯。然后，教學中做了一個小小的改變，選擇了紅色的方糖，就能讓學生清楚地看到溶解的過程，辨別溶解的快慢，這個小細節就非常關鍵，活動就很成功。課堂中，最終材料的選定，往往一個小細節都要好好設計，不停地嘗試和改進中確定，如此，才能讓學生的探究活動，達到最佳的效果。

在上《熱》這節科學課中，進行情景設計時，我都是讓學生說說自己的小竅門，讓學生能夠積極主動地匯報想法，當學生合作，共同思考完成實驗設計后，讓學生交流探究中的發現，自己發現了什么？這些數據又能告訴我們什么？我往往引導學生充分思考，分析加熱前后，“熱氣球”有什么變化？我的課堂，真正的以學生為中心，使科學思維深入科學本質。我在課堂上，充分引導學生仔細觀察，有效交流，養成傾聽的習慣。我把科學思維的訓練貫穿在科學課堂的每一個環節中，讓學在既要“做”，更要“思”，注重學生的學習過程的每一個細節。

我在教學中，設計實驗降低難度，分解步驟。經過這些細節的調整，我們的教學，特別是《水沸騰》這一課中，溫度計和酒精燈的使用，以及加熱水的觀察和記錄，必須要分成兩部來做，一個小細節的調整，這樣可以讓學生扎實地學會工具的使用，讓學生全面而又細致地觀察。并且通過降低了探究實驗的難度，使學生更容易獲得正確的實驗結論。再比如，上溶解這一節課，我沒有讓學生用攪拌棒來進行溶解實驗，而是選擇了用晃動透明瓶子的方法，不要小看一點點的小細節的改動，這樣的設計，探究實驗時，讓學生降低了一點難度。因為過多的材料會影響他們的操作，而且學生不管是操作還是記錄，速度都是比較慢的。所以明確探究步驟，注重實驗細節，進行分部操作，在科學學科教學中是十分重要的。往往一個小細節的把握，決定了學生探究實驗的成敗。

老師的課堂教學細節處理越到位，學生的科學探究就越容易，學生的科學思維發展就越快。在教學《電和我們的生活》一課，我把每個細節都考慮到位。比如，分組討論的嚴格要求：一分鐘獨立思考，兩分鐘小組討論，按順序輪流發言，最后全班交流。一次次的強化小組合作學習，這些細節處理，讓學生的小組交流真正落到實處。在播放高質量的視頻環節：三個視頻都以動畫的方式加學生的配音，拓展了學生的科學知識。每個視頻因為有班級學生的參與，就相當的精彩，學生思維大大激發，觀看的時候，讓學生聊聊收獲與感受，學生的科學思維放松而深入，科學思維得到了一個更深的發展。巧妙的板貼，讓學生來上臺貼，不是老師刻板的、嚴謹的板書。小細節的改變，學生樂于參與，思維活躍，踴躍上臺。基于兒童年齡的小貼畫，來自學生的思維，學生的選擇，學生更樂于去探究學習，最后再回到板貼，總結本節課已解決的問題，水到渠成。科學課堂處處都要有老師的細節設計，相信只有用心把握科學課堂每一個細節，方能放飛學生自由思維，學生對科學課的參與度才熱烈，學生的思維活躍度才踴躍。