核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略分析

黃 燕

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出“科學(xué)教育是立德樹人工作的重要組成部分”,小學(xué)階段作為開展科學(xué)教育的基礎(chǔ)階段,要契合學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn),通過科學(xué)教師激發(fā)并保護(hù)學(xué)生的好奇心、求知欲,培養(yǎng)其科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí),引導(dǎo)其從科學(xué)的角度認(rèn)識(shí)世界、在自己能力范圍內(nèi)嘗試改造世界。核心素養(yǎng)不僅要求教師通過教學(xué)、引導(dǎo),讓學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí)、學(xué)習(xí)能力,還要從意識(shí)層面、素養(yǎng)層面入手,使學(xué)生的個(gè)性得到解放和發(fā)展,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)造能力。小學(xué)科學(xué)思維能力是學(xué)生通過科學(xué)學(xué)習(xí)獲得并對(duì)其成長(zhǎng)、人生發(fā)展具有重要意義的一項(xiàng)能力。持續(xù)加強(qiáng)思維訓(xùn)練,是教師培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的關(guān)鍵方法,從而為學(xué)生全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

一、 科學(xué)思維能力概述

科學(xué)思維即“科學(xué)邏輯”,思維的邏輯性是其基本特點(diǎn)。科學(xué)思維是人腦中形成的一種可運(yùn)用科學(xué)知識(shí)認(rèn)識(shí)活動(dòng)、加工處理感性認(rèn)識(shí)材料的理論體系。科學(xué)思維是人們?cè)趯?shí)踐中形成的,是實(shí)踐的產(chǎn)物。

人腦是思維的載體和器官,人通過感官認(rèn)識(shí)世界、獲取外界信息,并在腦海中對(duì)其進(jìn)行加工,結(jié)合自己的人生經(jīng)歷,對(duì)信息進(jìn)行個(gè)性化加工,從而形成思維。科學(xué)是實(shí)踐的產(chǎn)物,具有辯證統(tǒng)一性、歸納演繹性,科學(xué)思維產(chǎn)生于真實(shí)的社會(huì)情境中,具有真實(shí)性、辯證性和統(tǒng)一性的特點(diǎn)。因此,科學(xué)思維的前提是人們掌握一定的科學(xué)知識(shí),并從科學(xué)知識(shí)的角度看待萬事萬物,從而形成符合科學(xué)規(guī)律的思維。

二、 核心素養(yǎng)對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)提出的要求

“探究”是小學(xué)科學(xué)課程的基本理念,教師通過設(shè)置活動(dòng)、鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐探究,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)素養(yǎng)是將核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求落實(shí)到小學(xué)科學(xué)課程育人環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點(diǎn),即核心素養(yǎng)要求小學(xué)科學(xué)教師要以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為教學(xué)重要任務(wù)。核心素養(yǎng)要求小學(xué)科學(xué)教師采用適當(dāng)?shù)姆椒?根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、身心發(fā)展、學(xué)習(xí)興趣,給予其相應(yīng)引導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生積極探索,培養(yǎng)其實(shí)事求是、勇于探索的精神品質(zhì),將小學(xué)科學(xué)教育始終放在比較重要的地位。

一方面,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,是教師通過引導(dǎo),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)、掌握度,為其科學(xué)思維形成與發(fā)展奠基的重要前提。因此,在核心素養(yǎng)的要求下,小學(xué)科學(xué)教師要在教材分析、學(xué)生分析和目標(biāo)分析的基礎(chǔ)上,選擇契合學(xué)生興趣點(diǎn)、滿足其需求的最佳教學(xué)方法,以實(shí)踐類活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí),鞏固其學(xué)習(xí)成果。在培養(yǎng)學(xué)生探究能力的基本要求下,科學(xué)教師以學(xué)生好奇心為基礎(chǔ),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)身邊事的好奇心,從而激發(fā)學(xué)生的探索欲望。教師可設(shè)計(jì)組織實(shí)踐類活動(dòng),以自由的空間和充滿趣味性的活動(dòng),激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探索、合作探究。例如,在教科版小學(xué)二年級(jí)上冊(cè)《土壤——?jiǎng)又参锏臉穲@》課堂教學(xué)環(huán)節(jié),教師可以將學(xué)生帶出教室,走到校園的自然環(huán)境內(nèi),每個(gè)小組的學(xué)生自行選擇一塊土壤,觀察并記錄土壤中植物的種類和數(shù)量、土壤中的動(dòng)物等。學(xué)生進(jìn)入一個(gè)新的環(huán)境,對(duì)環(huán)境內(nèi)的一切充滿了興趣,教師將科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)與自然環(huán)境結(jié)合在一起,能有效引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)角度觀察土壤,了解土壤與動(dòng)植物之間的關(guān)系,培養(yǎng)并增強(qiáng)其探索興趣和探究能力。

另一方面,學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育是核心素養(yǎng)對(duì)小學(xué)科學(xué)教師提出的根本要求。核心素養(yǎng)要求下學(xué)生應(yīng)具備的科學(xué)素養(yǎng)為:崇尚真知、理性思維、勇于探究。因此,小學(xué)科學(xué)教師要以此為基本任務(wù),將科學(xué)素養(yǎng)培育工作貫穿科學(xué)教學(xué)全程,通過優(yōu)化教學(xué)方案、創(chuàng)新教學(xué)方法,充分利用課堂的每一分鐘,通過知識(shí)的多樣化輸入、引導(dǎo)思考,激發(fā)并逐步強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維意識(shí),促使學(xué)生靈活運(yùn)用科學(xué)知識(shí),解決生活、學(xué)習(xí)中遇到的問題。

三、 核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)思維能力培養(yǎng)的重要性

科學(xué)思維是人腦內(nèi)形成的加工、處理事物的一套體系,在引導(dǎo)學(xué)生全面認(rèn)識(shí)世界、科學(xué)分析并高效解決問題方面發(fā)揮著重要的作用。自“核心素養(yǎng)”這一概念被提出以來,對(duì)各學(xué)科教師均提出了相應(yīng)的要求,教師要從傳統(tǒng)的以知識(shí)教學(xué)為主的育人認(rèn)知中擺脫出來,全面關(guān)注學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)、認(rèn)知發(fā)展、學(xué)科能力與素養(yǎng),高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展的全面性。核心素養(yǎng)指導(dǎo)下,小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)模式與教學(xué)方法得以更新,師生身份發(fā)生轉(zhuǎn)變。

(一)擺脫認(rèn)知限制,關(guān)注全面成長(zhǎng)

核心素養(yǎng)培育任務(wù)對(duì)教師提出了新的要求,對(duì)于小學(xué)科學(xué)教師而言,要將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)貫穿課程教學(xué)全程。教師以完成教學(xué)以及育人任務(wù)為目標(biāo),育人任務(wù)的更新促使教師及時(shí)改進(jìn)教學(xué)計(jì)劃、方案,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)其不斷探究更為有效的教學(xué)方法。能力是核心素養(yǎng)的構(gòu)成部分,學(xué)生通過科學(xué)學(xué)習(xí)所能獲取的能力主要為探究能力。核心素養(yǎng)驅(qū)動(dòng)教師以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力為育人方向,擺脫育人的固有認(rèn)知,啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維、培養(yǎng)探究能力,關(guān)注學(xué)生知識(shí)、意識(shí)、思維、能力和素養(yǎng)的全面發(fā)展。結(jié)合社會(huì)對(duì)人才的需求變化分析可知,社會(huì)更加需要復(fù)合型人才,更加關(guān)注人才的全面性。科學(xué)教師從小學(xué)階段入手,改變育人認(rèn)知,通過素養(yǎng)培育,為學(xué)生全面發(fā)展、滿足未來人才需求奠定基石。

(二)創(chuàng)新教學(xué)方法,組織實(shí)踐活動(dòng)

基于核心素養(yǎng)這一育人任務(wù),小學(xué)科學(xué)教師需要對(duì)原有教學(xué)方法進(jìn)行不斷創(chuàng)新,選擇最佳教學(xué)方法,構(gòu)建現(xiàn)代教學(xué)課堂。小學(xué)科學(xué)涉及大量與自然、生活有關(guān)的知識(shí),這些知識(shí)具有較強(qiáng)的可實(shí)踐性、可探究性,且教師通過實(shí)踐教學(xué),往往能取得更好的育人效果。換言之,從教師方面來說,核心素養(yǎng)驅(qū)動(dòng)其對(duì)原有的以知識(shí)為主的教學(xué)方法、教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整,設(shè)計(jì)、組織多樣化實(shí)踐類科學(xué)活動(dòng),創(chuàng)新教學(xué)方法,以活動(dòng)激發(fā)學(xué)生的參與興趣、探究欲望,引導(dǎo)其在活動(dòng)中通過思考、對(duì)腦海中的科學(xué)知識(shí)進(jìn)行加工處理,啟發(fā)科學(xué)思維,為其科學(xué)思維能力的發(fā)展做好充分的認(rèn)知準(zhǔn)備工作。

科學(xué)教師在核心素養(yǎng)育人任務(wù)的要求下,以立體化的形式呈現(xiàn)二維化的科學(xué)知識(shí),實(shí)踐活動(dòng)、情境課堂等均能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性和能動(dòng)性,往往能取得事半功倍的育人效果,并讓學(xué)生獲得快樂的探索學(xué)習(xí)體驗(yàn),培養(yǎng)其對(duì)科學(xué)的興趣。例如,在教科版四年級(jí)下冊(cè)《植物的生長(zhǎng)變化》教學(xué)環(huán)節(jié),教師根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計(jì)“鳳仙花種植”的實(shí)踐活動(dòng),以活動(dòng)參與強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“植物生長(zhǎng)過程”的認(rèn)知程度,讓學(xué)生正確地認(rèn)識(shí)自然界。首先,教師借助多媒體設(shè)備播放種子種植的基本流程。其次,教師將學(xué)生劃分為幾個(gè)種植小組,每個(gè)小組分發(fā)學(xué)生數(shù)量?jī)杀兜姆N子,教師帶領(lǐng)學(xué)生在校園中選擇一塊閑置土壤,將種子種到土壤中,穩(wěn)定供給其水分、肥料等,持續(xù)觀察種子破土出芽、生長(zhǎng)的過程。最后,教師組織學(xué)生分享自己的種植成果,以種子種植的實(shí)踐活動(dòng)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)植物生長(zhǎng)這一自然過程的認(rèn)知程度。

四、 核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略

小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,不僅是核心素養(yǎng)對(duì)其提出的育人要求,也是社會(huì)人才需求對(duì)學(xué)校育人的要求反饋。小學(xué)科學(xué)教師作為教育初級(jí)節(jié)點(diǎn)落實(shí)素質(zhì)教育任務(wù)、科學(xué)教育的主體,在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)環(huán)節(jié),應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的科學(xué)學(xué)科素養(yǎng)、科學(xué)核心素養(yǎng),即科學(xué)意識(shí)、科學(xué)思維以及能力,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力為方向,通過與學(xué)生進(jìn)行有效溝通,了解學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的獲取需求,教授給其科學(xué)思維訓(xùn)練發(fā)展的方法;創(chuàng)設(shè)立體化教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)、活動(dòng)參與興趣;挖掘身邊的科學(xué)素材,將其用于課堂教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)建課上+課下的協(xié)同育人模式。

(一)進(jìn)行良好溝通,有效教授科學(xué)思維方法

語言與思維之間具有密切的關(guān)系,在語言交流的過程中,教師能夠透過分析學(xué)生的語言邏輯程度,了解其思維水平,并直接了解學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣、需求。教師依據(jù)學(xué)生的興趣、需求設(shè)計(jì)教學(xué)方案、開展教學(xué)工作,能夠高效地獲得良好的教學(xué)效果。因此,教師要加強(qiáng)與學(xué)生之間的語言溝通,建立良好的溝通關(guān)系,并逐漸從語言溝通過渡到思維交流層面。

首先,教師要認(rèn)識(shí)到自己與學(xué)生身份的平等性,與學(xué)生進(jìn)行友好、平等的交流,了解學(xué)生需求,引導(dǎo)學(xué)生加工已經(jīng)學(xué)到的科學(xué)知識(shí),形成自己獨(dú)到的認(rèn)知和見解,在科學(xué)探索中,表達(dá)和驗(yàn)證自己的見解。以《植物的生長(zhǎng)變化》為例,教師在帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)種子的基礎(chǔ)上,提出問題:“你能根據(jù)自己在生活中的觀察,講述種子生長(zhǎng)成一株植物的過程嗎?”學(xué)生可根據(jù)在生活中觀察到的家長(zhǎng)種花的過程或相關(guān)視頻,回憶講解植物生長(zhǎng)的過程。在這一過程中,教師要給予學(xué)生正向鼓勵(lì),營(yíng)造積極活躍、平等對(duì)話的課堂氛圍。其次,由于自身認(rèn)知的限制,學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展較為緩慢。教師要在了解學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,直接教授給學(xué)生科學(xué)思維的方法,并指導(dǎo)其學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)訓(xùn)練方法,讓學(xué)生在教師的專業(yè)指導(dǎo)下,獲得并逐步強(qiáng)化科學(xué)思維的能力。分析與綜合、比較與分類、抽象與具體是小學(xué)科學(xué)思維的三大主要方法。教師可結(jié)合教材科學(xué)知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生從生活的具體事物中尋找該知識(shí)點(diǎn),分析科學(xué)知識(shí)的具體運(yùn)用,總結(jié)科學(xué)知識(shí),在具體現(xiàn)象中分析科學(xué)知識(shí)。最后,教師將科學(xué)思維方法融入教學(xué)課堂,指導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用的幾種方法,使其科學(xué)思維與能力得到有效訓(xùn)練。以《種子的傳播》為例,教師在白板上展示幾種植物的種子,如蓮藕、蒼耳、桃核、蒲公英、鳳仙花,提出問題:“根據(jù)幾種種子的外形,嘗試分析其種子傳播的方法。”學(xué)生觀察種子圖片,總結(jié)植物的傳播方式,并將同一傳播方式的植物歸為一類,對(duì)應(yīng)分析種子的特點(diǎn)及其傳播方式,系統(tǒng)了解植物種子傳播的幾種方式。

學(xué)生總結(jié)植物種子的傳播方式,不僅能了解幾種植物的播種方式,還能從科學(xué)的角度感知自然界的神奇之處。如櫻桃、桃子等植物的種子由甜美、可口的果實(shí)包裹,吸引動(dòng)物食用,動(dòng)物則成為種子的攜帶者;蒼耳的種子上布滿倒刺,動(dòng)物經(jīng)過其身體上會(huì)沾滿蒼耳,蒼耳則借著動(dòng)物的移動(dòng),傳播到各處,在各處播種;蒲公英的種子輕,像一把小傘一樣,待到種子成熟,自然界的風(fēng)會(huì)讓它的種子向四處傳播……在人為傳播之前,自然界早已形成了植物種子傳播的一套體系。學(xué)生從科學(xué)的視角看待自然界植物、動(dòng)物的各種行為,在感慨自然界偉大與神奇的同時(shí),還能逐步養(yǎng)成從科學(xué)視角看待萬事萬物的良好習(xí)慣,掌握科學(xué)思維方法,從而全面地了解真實(shí)的自然界以及人類社會(huì)。

(二)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,思維訓(xùn)練貫穿課堂全程

學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、養(yǎng)成習(xí)慣,需要一定的興趣參與和情感參與。因此,小學(xué)科學(xué)教師要有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,就不能忽視學(xué)生情感的調(diào)動(dòng)與融入,即教師可通過激發(fā)學(xué)生興趣、增強(qiáng)學(xué)生的情感體驗(yàn),拉近學(xué)生與科學(xué)知識(shí)之間的關(guān)系,將學(xué)生對(duì)知識(shí)的好奇心無限放大,引導(dǎo)學(xué)生自主探索科學(xué)知識(shí)、了解事物的基本原理。教師可在教學(xué)課堂滲透真實(shí)事例,并以此為核心,創(chuàng)設(shè)立體化教學(xué)情境,以情境激發(fā)興趣,并將思維訓(xùn)練貫穿科學(xué)課堂教學(xué)全過程。

以教科版五年級(jí)上冊(cè)《地震的成因及作用》教學(xué)為例,學(xué)生經(jīng)過前兩個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí),已經(jīng)基本了解地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面地形地貌等地理知識(shí),但是學(xué)生要了解地震的成因以及相關(guān)知識(shí),仍舊面臨較大的難度。鑒于此,教師可從情感載入的角度入手,以情感連接的建立,讓學(xué)生在真實(shí)事件中,認(rèn)識(shí)地震的危害,從而主動(dòng)探索地震的成因。首先,教師提出問題:“同學(xué)們,你們經(jīng)歷過地震嗎?你了解地震嗎?”初步了解班級(jí)學(xué)生對(duì)地震的了解程度,從生活實(shí)際的角度來說,部分學(xué)生對(duì)地震已經(jīng)具備了一定的認(rèn)識(shí),并不是一無所知,但是不能系統(tǒng)地表述地震的成因。其次,教師選擇歷年來地震危害較大的地區(qū),如玉樹、唐山、汶川,借助多媒體教具,播放當(dāng)?shù)氐淖匀幻谰?讓學(xué)生感受當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境之美的基礎(chǔ)上,播放大地震后,當(dāng)?shù)財(cái)啾跉堅(jiān)默F(xiàn)場(chǎng)圖以及傷亡數(shù)據(jù),讓學(xué)生形成心理與情感上的共鳴、同理心,增強(qiáng)學(xué)生的情感體驗(yàn)。在情感的引導(dǎo)下,學(xué)生能夠全身心投入知識(shí)學(xué)習(xí),了解地震成因。最后,教師可通過提出適當(dāng)?shù)膯栴},引導(dǎo)學(xué)生思考并訓(xùn)練其科學(xué)思維能力。

(三)挖掘生活素材,拓寬思維能力培養(yǎng)范圍

科學(xué)思維能力的培養(yǎng)并不是一蹴而就的,往往需要師生投入大量的時(shí)間。因此,教師不僅要關(guān)注課堂教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)生思維能力的訓(xùn)練,還要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力,引導(dǎo)學(xué)生自覺在生活中運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問題,將思維訓(xùn)練與能力培養(yǎng)延伸至日常生活中。在延伸教育過程中,教師要充分利用課堂時(shí)間,結(jié)合生活中的實(shí)際案例講解科學(xué)知識(shí),以潛在的形式強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)生活化意識(shí),培養(yǎng)其以科學(xué)知識(shí)解決生活問題的習(xí)慣。

例如,在教科版四年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)與力》單元教學(xué)環(huán)節(jié),教師就“讓處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體運(yùn)動(dòng)下來,需要給它施加一個(gè)力”這一理論,帶領(lǐng)學(xué)生回憶足球運(yùn)動(dòng)中,讓足球動(dòng)起來的必要工作,即一名運(yùn)動(dòng)員踢足球,給其一個(gè)力,讓原本處于靜止?fàn)顟B(tài)的足球運(yùn)動(dòng)起來。教師提出問題“若不給予足球一個(gè)力,那么足球處于什么狀態(tài)?”在實(shí)例的舉證下,學(xué)生對(duì)生活的關(guān)注度增強(qiáng)。此外,教師還可為學(xué)生提供更多科普類書籍,拓寬學(xué)生的科學(xué)視野。

五、 結(jié)論

在核心素養(yǎng)背景下,小學(xué)科學(xué)教師要將科學(xué)素養(yǎng)培育要求貫穿科學(xué)教學(xué)始終,系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探索欲望、學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)其科學(xué)思維啟蒙、訓(xùn)練與發(fā)展,為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)奠定基石。小學(xué)科學(xué)教師要全面認(rèn)識(shí)核心素養(yǎng)對(duì)其提出的育人要求、對(duì)培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維能力的重要性,從友好溝通、思維方法傳授、情境創(chuàng)設(shè)、生活素材運(yùn)用等方面入手,引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)意識(shí),啟蒙、培養(yǎng)并逐步強(qiáng)化其科學(xué)思維能力,引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)的視角觀察、認(rèn)識(shí)世界,以科學(xué)知識(shí)指導(dǎo)其正確認(rèn)識(shí)并參與社會(huì)生活,提高其思維能力、生活能力和問題分析能力。