在探究活動中提升科學思維品質的策略研究

《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確指出，應當將培養學生的核心素養作為教育教學的終極目標。就小學科學教學而言，新課程標準首次明確地將科學思維作為核心素養的組成內容，要求教師積極構建出以探究活動為核心、以學生科學思維培養為目標的科學課堂新樣態，以此來提高學生的綜合能力，實現學生思維能力的全面發展。然而，就當前的教學實踐而言，雖然探究活動得到了高度重視，但是部分教師出現了過度關注過程、忽略思維引導等關鍵問題，導致教學成效不理想。

一、在探究活動中培養學生科學思維品質的優勢

（一）順應小學階段學生的思維發展特點

在新課程改革的大背景下，教師要圍繞學生的“最近發展區”，讓教學設計充分滿足學生的學習需求與學習能力，因此想要培養學生的科學思維品質，教師要著眼于小學階段學生的思維發展特點。小學階段，學生的思維以具體形象思維為主，逐漸向抽象思維過渡。而科學知識具有一定的抽象性，為學生的學習活動帶來了一定的困難。而科學合理的探究活動則能夠在很大程度上豐富學生的學習體驗，深化學生對所學知識的直觀感受，換言之，在探究過程中學生可以收獲并利用直觀經驗，加深對抽象概念的理解與認識。由此可見，探究活動的開展符合學生思維發展的特點，并且能夠為學生的形象思維與抽象思維搭建起“實踐橋梁”。不僅如此，在探究過程中，學生能夠具有更大的自主空間，而科學探究對學生思維的深刻性、靈活性、創新性等方面都有一定程度上的要求。通過科學探究，學生能夠解決科學問題、學習科學知識，這無疑為學生思維活動的優化提供了必然條件。

（二）深化學生對科學概念的理解

在小學科學的教學過程中，科學概念是學生認識自然世界的重要基礎，也是學生解決科學問題的必要儲備，然而科學概念的形成需要立足于感覺、知覺與表象，通過分析、抽象、概括以及系統化的思維活動。因此，傳統“照本宣科”的課堂無法深化學生對科學概念的理解與掌握，而探究活動則能夠幫助學生從現象到本質，深刻認識科學知識的內涵，并運用所學知識解決各種問題，為學生未來的學習發展奠定堅實的基礎。

二、在探究活動中提升科學思維品質的實踐路徑

（一）滲入生活因子，調動探究意識，深化知識理解

在傳統的課堂教學中，探究活動的構建存在一定的局限性，往往呈現出“教師安排活動，學生被動參與”的狀態。在這個過程中，學生只是機械地參與活動，缺乏好奇心與主動性所發揮的驅動性。所謂“思起于疑”，在探究活動中，學生的質疑心理與探究欲望必不可少。同時，小學階段，學生的思維特點往往以直觀感受為主，因此，教師便可以利用這一思維特點，讓生活因子滲入科學課堂，引發學生對生活經驗的關注與思考，調動學生探究意識的積極性，讓學生具備一雙善于觀察與發現的慧眼，能夠從科學的角度進行觀察與思考，從“被動服從”到“主動探究”，提高自身的科學探究能力。

以蘇教版小學科學三年級上冊第二單元第5課《土壤的類型》的教學為例。在這一課中，學生要學會分辨沙質土、黏質土以及壤土的不同，了解三種土壤類型的特點及其所適合的植物，如果教師平鋪直敘地開展教學，那么學生的探究意識自然得不到調動。基于此，教師便可以引入生活情境——種花，調動學生的思考與探究。教師可以將荷花、仙人掌與綠蘿三種生活中常見的植物帶入課堂：“同學們，請你們觀察一下這三種植物的種植土壤有什么不同？將它們的生長土壤進行調換，可行嗎？”這三種植物是學生所熟悉的，但是很多學生忽視了其生長土壤，教師的問題直指對土壤的分析，間接誘導學生圍繞教學目標展開思考，更容易讓學生從實際生活出發，激發學生主動探究的意識。

在激發學生的主動探究意識后，教師可以引發學生進一步思考：“同學們，想要探究上述問題，我們應該從哪些方面去觀察這三種土壤類型的不同呢？”同時，引導學生從植物特點與生長環境的角度進行思考，集思廣益，最后通過課堂討論篩選出最精準的探究方向——沙粒大小與滲水性。圍繞這兩個探究方向，教師可以給學生準備放大鏡、小棒、土壤樣本三種材料，完成“用放大鏡觀察三種土壤的沙粒大小”以及運用過濾杯、濾紙、沙質土、黏質土和壤土的樣本、水等材料，引導學生通過小組實驗了解三種土壤的滲水性。在學生得出上述結論后，教師可以繼續提出問題：“同學們，當我們想要為所種植物選擇適合的土壤時，是沒有放大鏡與濾杯的，那么，我們如何更加準確地選擇出想要的土壤類型呢？”在這一問題的引導下，學生很快說出“可以用手感受土壤類型”的答案。這時，教師可以將學生的答案細化為“用手捻一捻”“和點水握一握”以及“加點水搓一搓”，讓學生通過實踐活動，將所得結果與感受整理成表格。

在這一教學設計中，教師通過“用什么土壤種花最合適”這一生活化問題，成功調動起學生的探究意識，并引導學生結合生活經驗進行進一步的思考，以此來加強學生對知識的理解，實現科學思維的發展與提升。

（二）鼓勵大膽推測，鼓勵實踐驗證，重視學生體驗

在小學科學的教學實踐中，學生的思維較為活躍。面對學生的發問與猜測，教師所應該做的不是簡單的回答，而是要抓住這一契機，使其助推學生科學思維品質的培養。我國著名教育家陶行知曾經提出了“知行合一”的教學理念，這一理念對小學科學的探究活動構建有著重要影響。實際上，學生的疑問與猜測只是思維發展的“第一步”，親自動手的實踐與驗證，才能夠讓學生的科學思維向高階發展。因此，教師在課堂教學中應當鼓勵學生大膽提問、推測，引導學生通過實踐活動，深化自身的體驗與感受。

以蘇教版小學科學三年級上冊第16課《人的呼吸》的教學活動為例。在教學中，學生通過收集空氣與我們呼出氣體并分別倒入澄清石灰水的實驗，了解到我們吸進空氣與呼出氣體的不同。同時，在教學活動開始前，不少學生都具備著“吸進去的是氧氣，呼出來的是二氧化碳”這一前概念。但是有一個學生提出了疑問：“老師，實驗只能證明呼出去的氣有二氧化碳，卻并不能說明我們呼出的氣體就全是二氧化碳。”這時，教師可以讓學生借助氧氣轉換器與二氧化碳轉化器自行設計并完成實驗。通過實驗學生很快便能夠發現，在呼吸的過程中氧氣與二氧化碳產生交換的比例大約為3%至5%，證明學生先前的認識存在一定的片面性，有助于強化學生的學習體驗，進一步深化學生對所學內容的理解與認識。

又如：在蘇教版小學科學四年級上冊第四單元第13課《導體和絕緣體》的教學活動中，有一組學生在利用電線和小燈泡檢測常見物品導電性時，同組的兩個學生發生了分歧，一個學生認為鋼筆可以導電，另一個學生則認為鋼筆不可以導電。這時，教師并沒有直接給出結論，而是引導全班學生討論這個問題并且再次進行實驗。最終，學生找出了問題的所在——認為鋼筆不能導電，學生所使用的鋼筆在筆套與筆桿的連接處有一圈塑料環隔離，所以才導致了這一實驗結果，學生在掌握科學知識的同時，更進一步地感受到了科學思維嚴謹性的重要意義。

教師對學生課堂提問的尊重，以及對學生實驗驗證的鼓勵，都有助于培養學生勇敢質疑、小心嚴謹的科學精神，進一步引導學生在科學學習中深入思考、大膽提問，增強了學生在學習中的成就性，并用實驗活動讓學生更為深刻具體地感受到了小學科學探究活動的樂趣所在，在探究中更具主動性，優化學生的思維品質。

（三）關注探究過程，重視分析思考，優化實驗設計

想要讓科學探究活動真正助推學生思維品質的發展，教師不僅要引導學生大膽提問、積極假設，而且要重視學生分析與思考的過程，引導學生深度挖掘已有的科學表象，實現所學知識的內化與吸收，促進學生思維活動的深化。雖然為了加強學生的實驗體驗，教師會給予學生更多的主動性，但是為了避免學生的學習與探究活動存在片面性，教師要主導探究過程，優化實驗設計，引導學生就探究過程中的科學現象進行仔細的分析論證，學習科學探究的具體方法，并引發學生的深入思考。

以蘇教版小學科學六年級上冊第一單元第3課《饅頭發霉了》的教學為例。在此之前，學生已經學過了一些基本的實驗方法，具備了一定的科學思維基礎，因此學生能夠進行試驗設計對不同條件下饅頭的變化進行觀察與探討，如有的學習小組利用裝有水的廣口瓶放置加熱后的饅頭與相同條件下容器中冷凍過的饅頭進行對比，以此來探究饅頭發霉的影響因素。在此基礎上，教師可以進一步引導，讓學生以小組為單位，選擇除饅頭以外的其他參照物展開實驗，以此來從多方面觀察實驗結果，對實驗結果的不同進行歸納、分析與總結。在這一探究活動中，教師可以構建出“組間同質，組內異質”的學習小組，并讓小組成員在實驗之前共同制定實驗方案、細化實踐流程。在實驗之前，小組成員可以通過交流與討論對實驗計劃進行分析與糾正，從而保障探究過程不斷優化，規避可能出現的錯誤，也實現了學生思維能力的發散。在小組成員完成實驗方案后，教師可以進行修改優化，進一步培養學生的思維品質。

（四）理論實踐結合，重視延伸拓展，培養應用能力

在傳統的小學科學探究活動中，我們可以發現這樣一個問題，雖然學生完成了探究活動，也掌握了相關知識，但是對所學知識的應用能力無法得到相對應的提升。究其根本，是因為探究活動中理論與實踐的結合不夠，教師在教學中過度依賴教材，忽略了對科學知識進行縱深拓展，導致學生難以將所學知識運用于實踐情境中。探究活動是科學教學活動的重要環節，其最終目的應該是引導學生將理論知識運用于現實生活，幫助學生深入了解科學本質，學會用科學思維發現與思考問題，用科學知識解決生活中的能力。因此，在完成基礎教學活動后，教師可以基于所學知識進行進一步延伸，加強其與實踐的聯系性，以此來發展學生的應用能力。

以蘇教版小學科學四年級上冊第三單元第11課《浮力》的教學為例。為促進學生進一步認識質量與體積對物體沉浮的影響，教師可以引導學生基于對“萬噸巨輪裝載了那么多的貨物卻始終不沉”的探究出發，設計一個橡皮泥材質的小船，并比一比誰的小船承載的貨物最多。在實際操作中，學生可以基于交流與嘗試探究，通過增大體積、表面積等諸多嘗試來盡可能多地提高小船的承載量，實現對浮力知識的進一步認識與理解，同時教師可以借助潛水艇的例子，引發學生對質量這一影響因素的探究與思考。“萬噸巨輪”的案例引發學生對影響浮力因素的探討，學生在此基礎上通過探究活動將這一知識進行實踐應用，又利用“潛水艇”的案例，進行進一步整合與思考，以此來提高學生的應用能力。

再如，在蘇教版小學科學三年級上冊第五單元第19課《食物與營養》的教學活動中，教師可以出示中國兒童平衡膳食算盤示意圖，讓學生通過閱讀、分析與學習，初步了解怎樣的膳食才是合理的，然后教師可以讓學生將自己前一日的一日三餐記錄下來，對照中國兒童平衡膳食算盤，判斷自己前一日的飲食是否合理，找出其中不合理的地方作出調整，也讓學生認識到，為了健康成長，我們所選擇的食物應該多樣化避免發生挑食、偏食的情況。在此基礎上，教師可以讓學生整合本課的具體知識為自己設計科學食譜，并以班級為單位進行交流展示，通過與其他學生的互評，進一步優化食譜內容。最后，教師可以引導學生參照這份科學食譜合理安排自己的一日三餐。

三、結束語

總而言之，在新課程改革的大背景下，以核心素養為導向的小學科學課堂設計要求教師通過探究活動的創設與應用，促進學生思維品質的深層發展。作為小學科學教師，我們要深切認識到探究活動對科學思維品質發展的重要性，并樹立創新意識，為學生未來的科學學習之路奠定基礎。

（徐德明）