基于科學思維培養的小學科學教學策略分析

思維培養是新時代教育的基礎構成之一，指向學生的個性成長和全面發展。在小學科學教學中，教師應以學生科學思維的培養為抓手，設置有針對性的教學內容與教學活動。主要圍繞基于科學思維培養的小學科學教學展開分析，探討基于科學思維培養的小學科學教學的意義，并從多個不同的角度來分析教學策略。

科學思維；小學科學；教學策略

吳亮（1987—），男，江蘇省南通市躍龍橋小學校。

小學科學課程是一個理論與實踐并重的課程，在學生思維激發與實踐能力培養方面具有重要的價值。在傳統的小學科學教學中，教師雖然也能有意識地調整理論教學和實踐探究的比重，但較少將課堂教學落實到對學生科學思維的培養上，多以科學知識的灌輸為主，導致小學生科學思維的發展達不到理想的效果。在新課改背景下，培養學生的科學思維成為小學科學教學的重要任務之一，因此，教師需要在知識教學之外，關注學生科學思維的形成與發展，通過引導學生進行探究、觀察、分析和推理，讓學生在積累更多科學知識的同時，深入了解各種科學原理，進而能夠用科學思維來看待生活中的科學現象。

一、基于科學思維培養的小學科學教學的意義

小學是教育的初級階段，也是學生學習意識形成、學習習慣養成和思維發展的關鍵階段，因此，對學生進行思維培養具有很強的必要性。就新時代社會對人才需求的變化和學生個人的成長而言，基于科學思維培養的小學科學教學也具有一定的必然性。教師需要通過能體現科學思維培養的教學活動激發學生的科學探究興趣，強化對學生思維能力的培養，保證科學課程的教學價值能夠被最大限度地發揮出來。從學生發展的層面上看，基于科學思維培養的小學科學教學的意義主要就體現在三個方面：培養學生科學學習興趣，幫助學生深入理解科學知識，提升學生科學探究能力。

（一）培養學生科學學習興趣

小學生學習動力的主要來源是興趣，以興趣培養為基礎和前提開展課堂教學有助于學生更好地掌握知識、發展能力，而基于科學思維培養的小學科學課程教學主要以實踐和實驗為主，與傳統教學中對科學事實的直接呈現和灌輸有本質的區別，相對來說更加生動、有趣，對學生來說也有更強的吸引力和趣味性，能夠實現對學生科學學習興趣的有效培養。學生在實踐與實驗中獲得的真實體驗又為這種興趣的維持和發展提供了支持。在這種情況下，學生學習科學知識的興趣會呈現螺旋式上升的趨勢，這不僅有利于提升學生的學科探究參與度和積極性，也有利于培養學生的自主探究意識。

（二）幫助學生深入理解科學知識

雖然小學階段的課程教學更多地關注學生學習意識、習慣的形成和能力、思維的發展，但知識的積累也不能忽視。學生只有積累了足夠多的知識，才能實現思維的跨越式提升，這是一種從量變到質變的過程。科學思維既是學生在科學學習中需要形成的學科思維，也是學生學習與理解科學知識時需要用到的能力。基于科學思維培養的小學科學教學通過引導學生主動觀察、主動探究、主動實踐和主動推理來幫助學生形成對科學知識的準確認知，使學生能夠通過親身實踐來形成對科學知識的深刻理解。

（三）提升學生科學探究能力

對科學知識的學習必然離不開對生活中常見科學現象的探究，可以說，實踐探究是科學學習最正確和有效的方式。基于科學思維培養的小學科學教學能夠為學生提供進行問題探究、問題思考與問題解決的條件，讓學生能圍繞特定科學現象或科學定理進行提問、假設和實驗，使學生在以實踐探究為核心的課堂活動中提升科學探究能力。

二、基于科學思維培養的小學科學教學策略

在傳統的小學科學課堂上，部分教師采用的教學方法對學生科學思維的培養存在一些不足，具體體現在缺乏對學生實踐應用能力與批判性思維的培養，導致學生長期處于被動學習狀態，難以獲得真實的體驗，只能重復記憶科學知識。這種教學方式既不利于深化學生對科學知識的理解，也不利于提升學生解決問題的能力，還不利于培養學生的探究精神、質疑意識與證據分析思維。與之相對的，基于科學思維培養的小學科學教學以小學生認知范圍內的事物和方式作為載體來開展探究活動，可以給學生提供更多自主探究的機會，讓學生在實踐中發展科學思維。

（一）開展指向關鍵問題和主題的可視化教學

可視化教學是指利用圖形、圖像、動畫、視頻等視覺表現手段來開展教學。思維導圖、知識地圖、概念圖表等都是可視化教學中的視覺認知輔助工具，而指向可視化的教學能讓知識變得更加直觀易懂，方便學生理解，能為學生思維的發展提供更多支持。為了有效培養學生的科學思維，小學科學教師可以選擇開展指向關鍵問題和主題的可視化教學。

以蘇教版小學科學五年級上冊第二單元第8課“物體的傳熱本領”的教學為例，這一課主要涉及對不同物體傳熱效果、效率的探究，旨在幫助學生掌握物體傳熱的原理與表現。在指向關鍵問題和主題的可視化教學中，教師需要做的教學準備就是設計一系列關鍵問題，具體如下：1.如果讓你來探究不同物體傳熱的效果與效率，你會選擇哪幾種物體來進行實驗與分析呢？2.在開展物體傳熱實驗時需要控制哪些變量？怎樣控制這些變量呢？3.整個實驗的結果是怎么樣的呢？除了設計關鍵問題，教師還需要關注主題探究活動的設計，在不同的探究環節提出對應的探究問題，并保證問題與問題之間存在遞進關系，以便學生能通過對問題的探究與思考來發展科學思維。

（二）以科學記錄為載體為科學實驗教學賦能

在小學階段以實踐或實驗為主要內容的科學課堂中，學生需要在參與實踐和實驗的過程中進行完整的科學記錄，具體需要記錄的內容則包括探究問題、實驗猜想、實驗步驟、器材、數據結果和實驗結論。這種對實踐及實驗過程的記錄不僅是學生推理科學結論的事實證據，也是呈現學生思維活動與探究過程的材料。

以蘇教版小學科學二年級下冊第二單元第6課“自制指南針”的教學為例，指南針中的磁針可以自由地進行轉動，在天然地磁場的作用下，磁針的南極始終指向地理上的南極。該單元的科學探究對象是磁鐵，一共設置了三個課時，其中前兩個課時分別探究的是磁鐵的吸力和磁鐵的兩極，第三個課時則是對磁鐵的應用。基于學生科學思維的培養，在“自制指南針”的科學活動中，教師需要為學生設置一個包括實踐主題、實踐原理、材料選擇、設計草圖、制作步驟、自我評價等內容的記錄單，以此拆解制作指南針的步驟，引導學生有序開展實踐活動，發展科學思維。

（三）以模型建構和推理論證為手段激發思維

模型建構是指結合教材中的經驗事實和客觀事物的顯著特點來構建實際模型；推理論證是指結合已知的信息和判斷進行邏輯推理，得出并驗證一個新的結論或新的判斷。在小學階段的科學教學中，模型建構與推理論證都是十分重要的科學實踐。結合模型建構與推理論證的教學功能來看，在基于科學思維培養的小學科學教學中，教師可以通過建構模型和引導推理論證的方式來激發學生的思維，落實對學生科學思維的培養。

以蘇教版小學科學四年級上冊第四單元第12課“點亮小燈泡”的教學為例，從模型建構出發，教師需要引導學生在對實際模型原型形成完整認識的基礎上，基于實際的應用場景來建構一個新的模型。在建構電路模型前，教師需要先帶領學生對現實生活中燈的電路規劃和導電材料展開探究與分析，而后引導學生建構一個能滿足三種情況的電路模型能“同時點亮兩個小燈泡”“單獨點亮左邊的小燈泡”“單獨點亮右邊的小燈泡”。在學生完成了電路模型的建構以后，教師還需要圍繞“為什么兩個小燈泡既可以一起被點亮，又可以分開被點亮”這一問題來設置探究任務，引導學生查閱資料，要求學生在完成資料的搜集以后，通過小組討論來推理和論證結論。

（四）創設生活探究情境鍛煉學生創新思維

情境是課堂教學中一種能有效轉化抽象知識，同時引導學生展開深入探究與思考的教學輔助元素。通常情況下，教師在創設生活情境時都需要引入生活元素，依托生活中常見的科學現象來提出問題，引發學生對生活現象的關注與思考。生活現象中蘊含的科學規律與科學概念就是培養學生科學思維的養料，通過對這些科學規律和科學概念的分析，學生不僅能夠積累更多科學知識，還能夠形成科學思考生活現象的思維模式。

以蘇教版小學科學三年級下冊第四單元第12課“天然材料與人造材料”的教學為例，基于發展學生科學思維的目的，教師可以結合生活中常見的材料來創設情境，以引導學生展開深入的探究與分析。第一步，教師需要向學生展示生活中常見材料來創設情境，可以展示實物，也可以展示實物圖片；第二步，師生一起討論天然材料與人造材料的差別，如材質、生產過程和用途的差別；第三步，引導學生進行歸納總結，讓學生結合教材內容和課堂討論來建構知識框架，提煉并歸納區別天然材料與人造材料的方法。在這樣基于情境的探究與思考中，學生能夠對天然材料和人造材料形成更完整、更準確的認識。

（五）立足批判思維培養引導學生深入思考

批判思維是科學思維的組成部分，也是學生在科學探究中需要具備的一種能力。科學探究沒有絕對的權威，科學知識是從實驗中得來，隨著實驗的深入，有的科學知識會被推翻與重構，因此，教師要培養學生對科學知識或科學現象的質疑精神，而這種質疑就是批判思維的一種表現。基于此，在基于科學思維培養的小學科學教學中，教師需要立足對學生批判思維的培養，鼓勵并引導學生進行觀察和數據收集，并在此基礎上進行深入思考與大膽提問。

以蘇教版小學科學六年級上冊第2單元第7課“尋找遺傳與變異的秘密”的教學為例，在引導學生探究遺傳的原理和變異發生的原因與規律時，教師可以結合一些批判性思維工具來引導學生推理與解釋現實生活中的科學現象。其中，可選擇的工具就包括SWOT分析模型、因果圖、決策矩陣等。此外，教師還需要在課堂教學中設置辯論與舉證環節，鼓勵學生發表自己的觀點，同時向學生提出要求，要求學生將觀點建立在科學的論證上，通過有依據的論證來評估與修正自己的觀點。

三、總結

綜上所述，在小學科學教學中，教師需要重視學生科學思維的培養，并基于培養學生科學思維的目的，對課堂教學的內容和方式進行規劃與調整，使之能滿足學生個性化成長與全面發展的需要。新時代的教育需要培養符合時代發展需要的人才除了擁有充足的知識儲備，還要具備探索精神、邏輯思維與問題解決能力，能夠綜合運用所學知識來思考、探究與解決現實問題。基于此，在小學階段的科學教學中，教師可以立足指向關鍵問題和主題的實踐探究，以科學記錄為載體為教學賦能，以建構模型和推理論證為手段，以創設情境為方法，以培養學生批判思維為目標開展科學教學活動，發展學生科學思維。

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