在實驗教學中鍛煉學生思維能力

◇周 杰（山東：青島市嶗山區實驗學校）

開啟小學科學教學的魔法之門，關鍵在于培養學生科學思維的實踐與思考能力?？茖W思維，是學生探索未知世界、理解自然規律的基石。它要求學生能夠在教師的引導下，獨立研究問題，明確觀點與事實，提供證據并精準描述現象及其背后的構成要素。對于小學科學教師而言，重視并著力培養學生的科學思維能力，不僅是對學科教學目標的深度踐行，更是對學生未來科學素養的奠基。

一、學生科學思維能力培養存在的問題

（一）過于關注探究形式，忽視證據質疑過程

在小學科學教育中，雖然倡導以科學探究為核心的教學方式，旨在培養學生的科學思維和自主探究能力，但在實際教學過程中，教師往往過于注重探究的形式和步驟，而忽略了科學探究中至關重要的證據質疑環節。科學探究本應是一個充滿好奇、探索和質疑的過程，學生需要在教師的引導下，學會觀察現象、提出問題、收集證據，并對證據進行深入的分析和質疑。然而，在現實的教學中，由于時間限制、教學進度等因素，教師往往簡化了科學探究的過程，將其程式化為固定的幾個步驟，導致學生的探究活動缺乏深度和自主性。

在這種程式化的探究過程中，學生雖然能夠按照教師的指導完成實驗操作和數據收集，但由于缺乏對證據的深入分析和質疑，他們往往無法真正理解實驗現象背后的科學原理。這種忽視證據質疑過程的探究方式，不僅限制了學生科學思維的發展，也剝奪了他們體驗科學探究樂趣的機會。因此，要真正培養學生的科學思維，教師需要轉變教學方式，注重引導學生對證據進行深入分析和質疑，讓他們在探究過程中學會思考、學會發現、學會創新。

（二）過分強調探究結果，忽視結論推理過程

在現階段的小學科學教學中，許多教師過分關注學生的探究結果，容易忽視結論推理過程的重要性，這種傾向導致學生在探究過程中，只關注實驗現象和結果的呈現，而未能深入思考和理解科學原理。科學探究不僅僅是一個尋找答案的過程，更是一個基于觀察、實驗和推理的邏輯思考過程。學生需要在對實驗現象進行全面、細致觀察的基礎上，運用邏輯推理的方法，對實驗結果進行深入分析，進而得出科學結論。

然而，在實際教學中，部分教師過于追求學生的探究結果與教材或教師的預期相符，而忽視了引導學生進行邏輯推理的過程。這就導致學生在探究過程中，往往只關注實驗結果是否符合預期，而未能對實驗結果進行深入的邏輯分析和推理。以《鐵生銹了》這一課為例，如果教師只關注學生的探究結果，那么當學生得出“鐵銹和鐵不同，其屬于新物質”的結論時，教師可能會直接讓學生接受這一結論，而忽視了引導學生進行進一步的觀察和推理。這樣的教學方式會扼殺學生的探究欲望，阻礙他們科學思維的發展和提高。因此，為了真正培養學生的科學思維，教師需要轉變教學方式，注重引導學生進行邏輯推理過程，讓他們學會對實驗結果和結論進行獨立的思考和判斷，從而促進他們科學思維的發展和提高。

（三）流于表面的交流討論，缺乏深度論證過程

在科學探究中，交流討論是促進學生思維發展的重要環節。然而，許多教師在組織學生進行交流討論時，往往只注重形式的互動性，而缺乏深度論證過程的引導；學生在討論中往往只是表達自己的觀點，而未能對觀點進行充分的論證和解釋，這導致學生的科學思維缺乏說服力?？茖W探究需要實證和邏輯推理的支撐，而深度論證過程是連接證據與結論之間的橋梁。學生在科學探究中不僅要收集證據，還需要對證據進行深入的分析和推理，以形成科學結論。在這個過程中，學生需要具備批判性思維和獨立思考的能力，能夠對實驗數據進行合理分析和解釋，并在此基礎上形成自己的觀點和結論。

然而，在現實的教學中，由于時間限制、教學進度等因素，教師往往只關注學生的探究結果是否符合預期，而缺乏對結論推理過程的引導和深入探討。這種教學方式導致學生只能機械地接受教師的觀點和結論，而無法真正理解科學原理和現象的本質。例如，在探究“運動對人體呼吸的影響”的實驗中，如果教師只關注學生是否得出“運動會使呼吸加快”的結論，而忽視了對實驗過程和數據的深入分析和推理，那么學生就無法真正理解運動時人體呼吸變化的原因。這種教學方式不僅限制了學生科學思維的發展，也影響了他們正確科學概念和素養的形成。因此，要真正培養學生的科學思維，教師需要轉變教學方式，注重引導學生對實驗結果進行深入的推理和分析，讓他們在探究過程中學會思考、學會發現、學會創新。

二、鍛煉學生科學思維能力的方法

（一）設計多樣化的實驗任務，激發學生的探究欲望

在小學科學教學中，實驗是培養學生科學思維的重要手段，為了激發學生的探究欲望，教師需要設計多樣化的實驗任務，讓學生從不同角度去探究科學問題，讓學生通過親身實踐來感受科學的魅力。

以青島版小學三年級科學下冊《怎樣加快溶解》一課為例，教師可以設計多樣化的實驗任務，激發學生的探究欲望。首先，教師可以準備一些常見的物質，如糖、鹽等，讓學生觀察這些物質在溶解過程中的變化。通過觀察不同物質溶解的速度，引導學生思考如何加快溶解的速度。為了增加實驗的趣味性，教師可以設計一些具有挑戰性的實驗任務。例如，讓學生比較不同物質的溶解速度，或者探究加熱、攪拌等不同方法對溶解速度的影響，這些任務可以促使學生主動思考、動手操作，通過實驗來驗證自己的想法。在實驗過程中，教師還需要注意引導學生的觀察和思考。讓學生仔細觀察物質溶解的過程，記錄實驗數據，分析實驗結果。通過觀察和思考，學生可以更深入地理解溶解現象的本質，培養他們的科學思維能力和實踐能力。

此外，教師還可以根據學生的學習情況和發展需求，設計不同難度的實驗任務。對于1～2 年級學生，可以設計一些簡單直觀的實驗任務，如比較不同物質的溶解速度。對于高年級學生，可以設計更加復雜的實驗任務，如探究溫度對溶解速度的影響、探究不同物質溶解的特性等。這樣可以滿足不同學生的學習需求，激發他們的探究欲望和好奇心。通過設計多樣化的實驗任務，教師可以有效激發學生的探究欲望和好奇心，而學生在實驗中不僅能夠學習科學知識，還能夠提升觀察能力、分析能力和解決問題的能力。

（二）提出問題，創設情境，引導學生主動思考

問題是思維的起點，也是探究的動力。在小學科學教學中，教師可以根據教學內容和學生的實際情況，提出有意義的科學問題，創設生動的教學情境，引導學生主動思考，通過問題的引導，學生可以更好地理解科學原理和現象的本質，提高他們的科學思維能力。

在《一天的氣溫》一課的教學中，教師可以提出一些與氣溫相關的問題，引發學生的好奇心。例如：“你們每天都會感受到氣溫的變化嗎？是什么因素影響了氣溫的變化？”通過這些問題，教師可以引導學生關注氣溫的變化，并思考其中的原因。為了幫助學生更深入地理解氣溫的變化，教師可以創設情境，讓學生模擬測量氣溫的過程。教師可以準備一些簡易的氣溫測量工具，如溫度計，讓學生親自測量教室內的氣溫。通過實際操作，學生可以更直觀地了解氣溫的變化規律，并探究影響氣溫變化的因素。同時，教師還可以結合科學知識，提出一些啟發性的問題，引導學生深入思考。例如：“為什么一天中氣溫會有變化？是什么影響了氣溫的變化？”通過這些問題，教師可以引導學生思考氣溫變化的原因和影響，進一步拓展學生的科學知識。此外，教師還可以利用多媒體教學資源，展示氣溫變化的圖表或動畫，幫助學生更直觀地理解氣溫的變化規律。例如，教師可以利用動態的圖表展示一天中氣溫的變化情況，讓學生觀察和記錄氣溫數據的變化趨勢。通過觀察圖表和數據記錄，學生可以更清晰地了解氣溫變化的規律和特點。同時，教師還可以引導學生進行小組討論和交流，分享各自觀察和記錄的結果，并探討氣溫變化的原因和影響。通過小組合作和交流學習，學生可以互相啟發和學習，促進科學思維的發展。

另外，教師還可以設計一些有趣的實驗活動，讓學生親身體驗氣溫變化的規律和影響。例如，“溫度的奧秘”實驗活動可以讓學生親手制作簡易的溫度計，了解溫度計的工作原理和氣溫的測量方法，學生能夠在實驗活動過程中更深入地理解氣溫變化的科學原理和應用。通過提出問題、創設情境和引導學生主動思考的方式，幫助學生更深入地理解氣溫變化的規律和影響，讓學生可以更好地掌握科學知識、發展科學思維、培養實驗能力和解決問題的能力，以滿足學生的學習需求和發展需求。

（三）提供充足的實驗機會，充分利用實驗材料資源

實驗是科學探究的重要手段，也是培養學生科學思維的關鍵環節。為了保障學生探究實踐的充分性，教師需要提供充足的實驗機會和實驗材料資源，并且在實驗過程中教師需要給予學生充分的自主權，讓他們自由選擇實驗材料、自主設計實驗方案、獨立進行實驗操作。通過充分的實踐探究，學生可以更好地理解科學原理和現象的本質，提高他們的科學思維能力。

在《防銹技術》一課的教學中，提供充足的實驗機會和實驗材料資源至關重要。為了讓學生能夠親身體驗并探究防銹技術，教師需要確保有足夠的實驗材料和設備，以及足夠的時間讓學生進行實踐操作。首先，教師需要提前準備各種防銹材料，如金屬板、油漆、防銹劑等，以及相關的實驗設備和工具，如顯微鏡、放大鏡、手套、口罩等。同時，教師還需要根據學生的需求和實驗教學的要求，制定詳細的實驗計劃和步驟，確保實驗的安全和有效性。其次，教師需要為學生提供充足的實驗機會。這意味著不僅要在課堂上留出足夠的時間讓學生進行實驗操作，還要盡可能地利用課余時間和實驗室資源，讓學生有更多的機會進行實踐探究。教師可以組織課外實驗小組或者實驗室開放日等活動，鼓勵學生利用課余時間進行自主探究和學習。

此外，教師還需要注意實驗材料的安全性。在實驗前，教師應向學生詳細介紹實驗材料的特點和使用注意事項，確保學生正確使用實驗儀器和材料。同時，教師還需要在實驗過程中加強監督和指導，及時發現和解決實驗中可能出現的問題和危險因素，根據學生的反饋和評價結果，不斷調整和改進實驗教學的方法和策略，提高實驗教學的效果和質量。

三、結語

在小學階段，科學教育不僅是知識的傳授，更是思維能力的培養?？茖W思維的培養能夠為學生未來的學習和發展打下堅實的基礎。通過科學實驗，學生可以更直觀地理解科學原理，鍛煉觀察、分析和解決問題的能力。因此，作為教師應積極探索科學實驗教學的有效方法，使教學更符合學生的需求，用科學實驗開啟小學科學教學的魔法之門，培養學生的科學思維。