基于科學思維培養(yǎng)的小學科學教學策略研究

【摘要】科學思維是學生理解科學內涵、認識科學價值、形成科學素養(yǎng)的前提。培養(yǎng)學生的科學思維有利于提升教學效率，也能為學生的全面發(fā)展提供不竭動力。在實際教學時，教師可以通過喚醒學生的學習主體意識、利用學生的認知沖突、引導學生遷移應用等模式培養(yǎng)學生的科學思維。文章以提高小學科學教學質量為目標，簡析培養(yǎng)小學生科學思維的重要性、教學模式和有效策略。

【關鍵詞】科學思維；小學科學；教學策略

作者簡介：陳雙喜（1979—），男，江蘇省南京市頂山實驗小學。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，“科學思維是從科學的視角對客觀事物的本質屬性、內在規(guī)律及相互關系的認識方式，主要包括模型建構、推理論證、創(chuàng)新思維等。”在義務教育階段的科學教學中，培養(yǎng)學生的科學思維是教師需要著重考慮的內容。具備科學思維的學生不僅能恰當理解自然事物之間的關系，從不同維度思考實際問題，還能夠創(chuàng)造性地提出解決問題的方法。要有效培養(yǎng)學生的科學思維，教師需要正確認識培養(yǎng)學生科學思維的重要性，分析培養(yǎng)學生科學思維的有效教學模式，并從實際教學情況出發(fā)逐步優(yōu)化教學流程，提高教學質量，切實落實培養(yǎng)目標。

一、在小學科學教學中培養(yǎng)學生科學思維的重要性

（一）有助于培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)

科學思維是科學學科核心素養(yǎng)的一部分，也是學生形成科學觀念的基礎和前提。在開展小學科學教學時，教師理應著重培養(yǎng)學生的科學思維，確保學生的學科核心素養(yǎng)得到發(fā)展，使學生成為時代發(fā)展需要的人才［1］。

（二）有助于激發(fā)學生的學習動力

科學思維具有思辨性、邏輯性和嚴謹性等特征，具備一定的科學思維會讓學生更具好奇心和求知欲，同時有能力完成教師設計的探究活動、解決教師提出的問題，學生更容易獲得學習的成就感［2］。因此，培養(yǎng)學生科學思維有助于激發(fā)學生的學習動力。

（三）有助于學生全面發(fā)展

培養(yǎng)學生的科學思維有利于學生的思維品質進階。在培養(yǎng)學生科學思維的過程中，教師需要帶領學生學習豐富的科學知識，了解相關的科學案例，進行深入的科學實踐，學生不僅會由此掌握相關知識，形成良好的思考習慣，多方面的能力也會得到培養(yǎng)［3］。

二、在小學科學教學中培養(yǎng)學生科學思維的教學模式分析

（一）喚醒學生學習主體意識，培養(yǎng)學生思考興趣

喚醒學生的學習主體意識，幫助學生擊敗思維惰性，引導學生以積極的情感投入科學探究，主動參與實踐活動，是培養(yǎng)學生科學思維的第一步。在開展科學教學時，教師可以利用具有啟發(fā)性的問題引導學生思考，增強科學課程的趣味性和挑戰(zhàn)性，讓學生具有更加強烈的自主學習意愿，并逐步發(fā)展自主學習能力［4］。

（二）利用學生認知沖突，培養(yǎng)學生求知欲

在開展小學科學教學時，教師還可以利用學生認知存在沖突的地方驅動學生進行深入思考，促使學生主動學習科學知識。有許多有趣的生活現(xiàn)象會讓學生產生認知沖突，教師可以在課前利用互聯(lián)網(wǎng)搜集相關圖片、視頻資料，或者設計簡易實驗，讓學生能夠更充分地了解生活現(xiàn)象，產生好奇心和求知欲。

（三）鼓勵學生參與實踐，培養(yǎng)學生探究能力

實踐出真知，在小學科學教學中，教師應當通過實踐探究活動培養(yǎng)學生的科學思維，指導學生在做中學、在做中思。在組織實踐探究活動的過程中，教師還需要指導學生提出科學猜想、驗證科學猜想，讓學生進行深入思索與探究［5］。

（四）引導學生自我調整，培養(yǎng)學生自學能力

具備自我調整能力的學生在學習科學知識時會展現(xiàn)出高度的主體性、自覺性，而且在自我調整的過程中，學生的邏輯思維、推理論證思維都會得到持續(xù)性、有層次的發(fā)展。

（五）鼓勵學生應用所學知識，培養(yǎng)學生應用能力

培養(yǎng)學生的科學思維時，教師還要注重引導學生將知識應用到實際生活中去解決實際問題，做到舉一反三。遷移應用知識是發(fā)散思維的過程，在這一過程中，學生的模型建構思維、推理論證思維、創(chuàng)新思維會得到發(fā)展，學生的思維品質會得到提升。

三、在小學科學教學中培養(yǎng)學生科學思維的策略

在開展小學科學教學時，教師可以根據(jù)具體的思維培養(yǎng)目標設計教學活動，將培養(yǎng)學生科學思維的任務拆分到理論課程、實驗課程和應用課程中，促進學生思維品質逐漸提升。

（一）在理論課程培養(yǎng)學生的模型建構思維

在理論課程中，教師需要講解生活現(xiàn)象蘊含的科學規(guī)律，介紹相關科學概念，幫助學生形成科學思考客觀世界中事物屬性的思考模式。教師可以在引導學生理解科學概念、建構科學思考模式時，培養(yǎng)學生的模型建構思維。

具體來說，首先，教師可以展示相關生活現(xiàn)象或創(chuàng)設生活化的情境，并提出引導問題，引發(fā)學生對生活現(xiàn)象的關注；其次，教師可以采取有效的教學策略，如引導學生觀察實物、觀看視頻或圖片、動手做實驗等，幫助學生進一步理解概念；最后，教師可以基于學生對科學概念的理解，引導學生進行總結，讓學生嘗試概括生活現(xiàn)象的本質特征，建構科學的思考模型。

例如，在教授蘇教版小學科學三年級下冊教材中的“天然材料與人造材料”一課時，教師需要開展理論教學，讓學生了解生活中常見的材料，掌握分辨天然材料和人造材料的簡單方法。教師可以按照如下流程開展教學，在理論課堂上培養(yǎng)學生的模型建構思維。

1.導學環(huán)節(jié)

展示生活中常見材料的圖片，請學生比較木質纖維和紙、沙粒和玻璃、石油與塑料，分析這些材料的相同點和不同之處。

2.分析生活現(xiàn)象

鼓勵學生討論天然材料和人造材料的差別，再適時播放視頻，展示使用木質纖維制作紙的過程，讓學生對于天然材料和人造材料產生更深入的理解，更好地把握天然材料和人造材料的異同。

3.模型建構

引導學生總結所學知識，讓學生根據(jù)此前的討論分析人造材料、天然材料的本質區(qū)別，提煉區(qū)分兩種材料的方法。

（二）在實驗課程培養(yǎng)學生的推理論證思維

在實驗課程中，教師應鼓勵學生動手做實驗，并引導學生在動手的同時動腦，耐心觀察實驗現(xiàn)象，并進行分析、推理。在實際教學時，教師需要鼓勵學生發(fā)散思維、尋找深入分析的切入點，然后適時提出問題引導學生進行分析，以有效培養(yǎng)學生的推理論證思維。

具體來說，首先，教師可以指導學生結合實際生活現(xiàn)象或具體的探究問題進行實驗設計，并初步分析實驗可能產生的結果；其次，教師需要介紹實驗操作要求或標準，然后鼓勵學生設計實驗操作步驟，并依照自己設計的實驗方案做實驗，記錄實驗現(xiàn)象；最后，教師可以要求學生根據(jù)實驗結果或實驗現(xiàn)象進行分析，并結合自己在實驗時出現(xiàn)的問題總結做實驗的要點。

在教授蘇教版小學科學四年級下冊教材中的“熱脹冷縮”一課時，為了讓學生理解熱脹冷縮現(xiàn)象的原理，教師可以按照如下教學流程組織實驗活動，并在課堂上引導學生深入思考這一現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的推理論證思維。

1.設計實驗環(huán)節(jié)

播放微課，讓學生聯(lián)系視頻提及的內容回憶自己在生活中觀察到的熱脹冷縮現(xiàn)象，并結合這些現(xiàn)象進行討論。鼓勵學生組成實驗小組，結合教材中的實驗方法設計實驗，以驗證熱脹冷縮現(xiàn)象，了解產生熱脹冷縮現(xiàn)象的原因。

2.實驗操作環(huán)節(jié)

根據(jù)學生制訂的實驗方案為學生提供實驗道具（如小銅球、鐵環(huán)、酒精燈、水、水盆等），協(xié)助學生合作完成實驗活動。在學生動手做實驗的過程中，教師要注意觀察學生的行為，提醒學生遵守相關實驗操作規(guī)范，安全地完成實驗。

3.總結分析環(huán)節(jié)

引導學生結合觀察到的實驗現(xiàn)象分析熱脹冷縮現(xiàn)象的原理。在學生通過分析、討論得到結果后，指導學生回顧實驗流程，思考自己在做實驗時遇到的問題，總結做實驗的技巧。鼓勵學生思考：如何在生活中應用熱脹冷縮這一現(xiàn)象讓自己的生活更加便利。

（三）在應用課程培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

為了引導學生在了解科學理論知識、動手做實驗之后，將科學知識應用到實際生活中以解決實際生活問題，讓學生做到學以致用，小學科學教師可以創(chuàng)設生活化的教學情境，通過問題引導學生嘗試應用所學知識，讓其形成應用意識，并在此過程中鍛煉學生的創(chuàng)新思維。

具體來說，教師可以引導學生通過發(fā)現(xiàn)問題、探究解決問題的方法、歸納總結三個步驟遷移應用所學科學知識，發(fā)展科學思維。首先，教師可以鼓勵學生在動手做實驗之后，說出自己仍然感到困惑的地方，然后引導學生思考與他們感到困惑之處有關的生活現(xiàn)象，讓學生發(fā)現(xiàn)問題；其次，教師需要指導學生運用相關科學知識探究解決問題的方法，并適時補充學生需要了解的科學信息，確保學生能夠找到合理的解決問題的策略；最后，教師需要引導學生歸納總結，讓學生分析自己是如何解決問題的，總結出有效的分析技巧，汲取有益的學習經(jīng)驗，并進行自我調整，養(yǎng)成良好的思考習慣，發(fā)展創(chuàng)新思維。

在教授蘇教版小學科學五年級下冊教材中的“發(fā)霉與防霉”一課時，教師需要引導學生探究饅頭發(fā)霉的條件，分析阻止饅頭發(fā)霉的有效方法。在學習理論知識后，學生會明白，食品發(fā)霉的條件是適宜的溫度和潮濕的環(huán)境，自己可以通過改變食物的儲存狀態(tài)阻止食物發(fā)霉。此后，教師可以依照以下教學流程組織應用活動，引導學生遷移應用所學知識，發(fā)展創(chuàng)新思維。

1.發(fā)現(xiàn)問題

引導學生思考在生活中是否遇到被子、衣服、鞋子發(fā)霉的情況，鼓勵學生與家長交流，了解家長用來阻止被子、衣服、鞋子發(fā)霉的方法是什么（學生會了解到曬被子、高溫熨燙衣服、讓衣柜保持干燥等方法）。

2.探究問題

鼓勵學生結合此前學到的食物發(fā)霉的條件和阻止食物發(fā)霉的方法，分析家長用來阻止被子、衣服、鞋子發(fā)霉的方法的科學原理（如曬被子和高溫熨燙衣服的原理是通過高溫殺菌從源頭減少衣服霉變概率；讓衣柜保持干燥的原理是避免衣服處于潮濕的環(huán)境中），明確有效保存被子、衣服、鞋子的方法。

3.歸納總結

指導學生回顧、總結，讓學生了解生活現(xiàn)象蘊含的科學原理，認識到自己可以根據(jù)相關科學原理解決生活中的問題。

結語

綜上所述，在開展小學科學教學的過程中，教師可以利用理論教學、實踐教學與應用教學培養(yǎng)學生的模型建構思維、推理論證思維和創(chuàng)新思維，從而推動學生形成科學思維。在教學活動中，教師還要注意激發(fā)學生的學習興趣，有效利用學生的認知沖突，讓學生通過實踐探究掌握知識、發(fā)展能力，并通過自我調整找到提升學習品質的方法，實現(xiàn)全面發(fā)展。

【參考文獻】

［1］代麗麗.試論如何有效培養(yǎng)小學低學段學生的科學思維能力［J］.天天愛科學（教育前沿），2023（1）：1-3.

［2］蔣維.指向科學思維能力培養(yǎng)的小學科學教學實踐與反思［J］.新課程導學，2022（36）：90-92.

［3］張可.構建高效課堂? 強化思維培養(yǎng)：小學科學課堂培養(yǎng)學生思維的探究［J］.小學生（中旬刊），2022（12）：103-105.

［4］劉生.核心素養(yǎng)下小學生科學素質培養(yǎng)策略［J］.科幻畫報，2022（12）：137-138.

［5］葉寶生.識別思維方法，培養(yǎng)思維能力：以湘科版小學科學教材為例［J］.新課程評論，2022（12）：12-19.