發展學生推理論證思維

〔摘""要〕"小學1～2年級學生處于形象思維向邏輯思維過渡的關鍵期，其認知特點決定了科學教學需注重實驗探究的直觀性與推理活動的邏輯性。科學課堂應聚焦學生的觀察能力、分析能力與推理能力，促使學生從觀察現象到提煉規律，再到建構邏輯鏈條，逐步提升思維能力。本文基于小學1～2年級學生的認知特點，圍繞推理論證思維在科學課堂上的實踐展開分析，為小學科學教學提供實踐參考。

〔關鍵詞〕"小學科學；推理論證思維；小學1～2年級；學生

〔中圖分類號〕"G424""""""""〔文獻標識碼〕"A"""""〔文章編號〕"1674-6317""（2025）"06""037-039

要讓學生通過綜合判斷各種信息、事實和證據，運用證據與推理對研究的問題進行描述、解釋和預測，具備初步的推理與論證能力。小學科學教學應從多樣化的實驗設計到數據驅動的分析模式，從現象觀察的準確性到推理鏈條的完整性，讓每個環節都成為引導學生建構邏輯框架、掌握科學方法的核心契機。

一、1～2年級學生推理論證思維特質解析

小學1～2年級學生正處于具體運算思維發展的初期，根據皮亞杰的認知發展理論，他們的思維特點以具體形象思維為主，尚未完全進入形式運算階段，邏輯推理能力和抽象概念理解能力也處于逐步形成階段。他們的認知活動依賴于感官體驗和對具體事物的直接操作，雖具備了初步歸納分析能力，但在復雜邏輯關系的處理上仍存在一定局限性。從認知心理學的角度分析，低年段學生的推理過程通常以具體操作和直觀經驗為基礎，傾向于通過簡單的因果關系或表面特征進行判斷。由于這一階段的學生語言表達能力和符號運用能力尚不成熟，思維的外顯性不足，所以他們常以行為或直觀表象替代復雜的語言表達。教育心理學認為，低年段學生的思維發展需要在支持性環境下逐步從感性認知向邏輯推理過渡。在課堂教學中合理運用形象化材料、操作性任務和可視化工具，能夠促進其建構推理框架。

二、發展1～2年級學生推理論證思維

（一）剖析問題，演繹推理論證

剖析問題強調從觀察認知起點出發，引導學生在動態互動中整合已有經驗，結合關鍵科學術語與結構化思維過程，為后續的邏輯推理奠定基礎。而演繹推理論證是一種“自上而下”的推理方式，基于“普適性原理”，推導出對具體現象的合理解釋。教師在提出問題階段，應結合教學目標與科學主題，設定具有適合學生認知水平的問題。利用具體事物或教學工具，將抽象概念形象化，依托類比、歸類或簡單實驗操作，清晰呈現問題的內在邏輯。在論證過程中，教師構建多層次的“推理鏈條”，讓學生基于已知規律依次推導各環節結論。

以《磁鐵的磁力》這一課為例，教師提出一個核心問題：“哪些物品能夠被磁鐵吸引？”利用學生活動手冊中的相關內容，指導學生觀察鐵、鎳、非金屬物品等實驗材料，并對物品是否會被磁鐵吸引做出預測。教師要求學生記錄下對每個物品的預測結果，為后續實驗提供比較依據。在實驗操作階段，教師指引學生逐一測試這些物品，觀察磁鐵能否將其吸起，并記錄結果。教師帶動學生借助對比分析，觀察鐵鎳合金的小鋼珠被磁鐵吸引的現象，以及非金屬物品未被吸引的結果，歸納磁鐵吸引特性的基本規律。在實驗過程中，教師借助動態提問幫助學生思考磁鐵吸引的特定條件，例如材料的種類、物品的位置以及磁力范圍的影響等，啟發學生關注核心變量，明確磁鐵對鐵和鎳的特性作用。

接下來，教師引領學生利用釘子取下被吸在磁鐵上的鋼珠，進一步探究磁鐵在接觸與非接觸條件下對不同物體的吸引力變化；指導學生將磁鐵靠近回形針，觀察磁力作用的具體位置，并借助練習本分層實驗，逐步增加障礙物厚度，判斷磁力的強弱變化。為了演繹推理論證，教師啟發學生從實驗現象回溯推導磁鐵吸引物體的普適性規律，結合關鍵術語如鐵、鎳、磁力范圍，逐步建立從“普適性原理”到“具體現象”的推理鏈條。教師帶動學生思考磁力是否受物體大小、磁鐵形狀等其他因素影響，引導學生嘗試設計后續驗證實驗，深化對磁力特性的理解。

（二）辨析異同，樹立證據意識

辨析異同是一種基于科學觀察與邏輯分析的思維活動，學生比較事物或現象的相似性與差異性，在分析過程中發展科學的認知框架。樹立證據意識是指學生在科學探究中，運用數據、觀察或事實支持得出合理結論的意識能力，從而避免憑借主觀臆測得出結論。教師在授課時應依據以下環節進行：分離變量→設置對比實驗情境→引導多元觀測→整理數據，揭示差異或相似→科學描述，圖表呈現結果→數據理論，強化證據意識。

在課堂教學開始時，教師展示暴雨導致的山洪、暴雪中的交通阻斷以及晴天與雨天條件下動植物顯著變化的圖片，強調不同天氣情境下的關鍵現象并提問“天氣變化對動植物和人類生活有什么不同的影響”啟發學生從天氣類型、動植物反應和人類活動方式等現象中提取變量，逐步明確探究的核心方向。在“分離變量”環節，教師帶領學生將天氣條件（如晴天、雨天、暴風雪天）作為獨立變量，同時將動植物狀態（如松果開合、昆蟲活動）和人類行為（如交通受阻或戶外活動）作為因變量。學生思考變量間的關聯，并依據經驗預測不同天氣條件下的可能結果。在“設置對比實驗情境”時，教師模擬晴天與陰雨天的濕度環境，設計“紙花顏色變化實驗”，并要求學生準備兩組紙花，分別放置在噴濕環境和干燥環境中，觀察紙花顏色深淺的變化，從實驗中構建對比情境。

在“多元觀測”環節，教師啟發學生比較紙花的顏色深淺與濕度條件的關聯，同時分析松果在不同天氣環境中的開合狀態。學生借助數據記錄表，清晰地標注觀察到的紙花顏色、松果形態及天氣類型等具體現象，之后進入“整理數據，揭示差異或相似”階段。教師指導學生制作柱狀圖比較晴天和陰雨天條件下紙花顏色的平均變化值，并對松果開合程度進行統計，從而歸納天氣變化對動植物影響的基本規律。在“科學描述，圖表呈現結果”環節，教師帶領學生結合數據表述“松果在濕度增加時閉合”“紙花在噴濕后顏色更深”等現象規律。學生借助圖表總結規律，并利用觀察結果初步驗證天氣變化的影響機制。之后在“數據理論，強化證據意識”環節，教師啟發學生將實驗結果與實際生活中的惡劣天氣對農作物生長和昆蟲活動的影響這一現象進行對比，從而通過理論支持實驗結論，完成從現象觀察到理論推導的邏輯閉環。

（三）立足數據，實踐論證過程

立足數據是通過定量與定性相結合的方式，提供可靠的分析依據，為科學推理和結論的形成奠定基礎。實踐論證過程是一種基于“邏輯驗證”的活動，學生觀察、記錄、整理、分析數據，構建從現象到理論的“遞進鏈條”。教師授課時應引入具體現象，通過實驗活動獲取“定量數據”，設計針對核心問題的多維實驗方案。在組織數據處理環節，引導學生將實驗記錄轉化為可分析的“結構化數據”，結合數軸、表格或圖像工具突出變量間的變化趨勢。同時，結合案例討論和實驗復現，利用“歸納演繹雙重路徑”驗證假設，形成從數據到結論的完整鏈條。

教師在教授《認識液體》時，應呈現水、油、蜂蜜和牛奶等物質的圖片，啟發學生思考：“為什么這些物質被稱為液體？”通過這個問題，學生開始關注液體的共性，并結合已有認知提出初步猜測。教師帶領學生識別這些液體的特點，明確顏色、氣味、透明度、黏稠度等可觀察的物理屬性，為后續探究設定基準。在實驗設計階段，教師分別準備水、油、牛奶和蜂蜜幾種常見液體，帶動學生觀察并記錄其顏色的深淺、氣味的強弱、透明度的變化及其流動性等屬性。為保證數據記錄的精確性，教師教授學生利用實驗表格記錄數據，形成“結構化數據”，將觀察內容轉化為可量化分析的格式。之后進入實驗操作環節，教師帶動學生進行對比實驗，同時倒出水和蜂蜜，觀察流速和黏稠度的差異，記錄每次實驗的具體現象，為后續分析提供翔實依據。在數據處理階段，教師指導學生使用表格將實驗記錄可視化，直觀呈現液體間的差異與規律（如下表所示）。

為了進一步驗證分析的結論，教師帶領學生應用量筒和天平，逐一測量相同體積液體的質量變化。學生在實驗中發現，液體的體積不變，但質量存在差異。教師結合天平數據和量筒讀數，指導學生將質量與黏稠度、顏色、透明度等屬性結合，逐步歸納液體在體積、質量和物理屬性上的相互關系。

（四）圖文聯動，外顯推理邏輯

圖文聯動是一種將圖像和文字相結合的“多模態表達”，將推理邏輯從“內隱思維”外顯為直觀形式。在科學教學中，這種方式讓抽象知識以“可視化路徑”呈現，使學生能夠直接追蹤推理鏈條，減少認知障礙。教師在教學時應利用“流程圖”展示探究步驟與變量關系，并設置圖像分析環節，引導學生觀察對比實驗數據圖形，發現趨勢差異，并以科學語言補充描述。在組織討論時依托圖像解釋，引導學生闡明因果關系或數據支持的核心觀點。

教師在教授《不同的聲音》時，可利用三角鐵、小皮鼓，引領學生觀察聲音的來源特性并思考“為什么不同物體發出的聲音不同？”帶領學生將注意力聚焦于物體的材料、形狀以及敲擊方式等關鍵變量，為后續實驗設計奠定基礎。在實驗環節，教師指導學生利用長短不同的金屬管和水量不等的瓶子分別產生高音和低音。學生敲擊金屬管，記錄不同長度管子發出的音調，并借助表格對每種音調的高低進行標注分類。同時，教師鼓勵學生使用水瓶實驗，對比不同水量對應的聲音頻率，標注水量和音高的關系。為直觀呈現這些數據，教師帶動學生繪制圖表，利用柱狀圖表現音調與管子長度的反比關系，以及水量對聲音變化的影響趨勢。在討論環節，教師將學生的實驗數據整合成圖示，分析數據圖表中的趨勢，帶動學生觀察聲音高低與物體特性的關聯。例如，高音與物體長度短、振動速度快之間的關系，低音與振動頻率慢、物體長度長的關系。教師在這一過程中，指引學生運用圖像信息結合語言描述，總結聲音的高低受材料、振動頻率及物體形狀的綜合影響，建立清晰的邏輯鏈條。最后，教師結合鋸木機和汽車喇叭的聲音特性及圖片，引導學生分析噪聲產生的物理原因及其與音量的關系。學生綜合解讀實驗數據和圖像，進一步闡明聲音的變化邏輯，鞏固聲音強弱和高低變化背后的物理規律。

三、結語

小學1～2年級科學課堂教學探索基于推理論證思維的開展，著力構建邏輯嚴密、思維遞進的教學體系，通過引導學生觀察、實驗和分析，促進學生科學認知的深層次發展。課堂設計不僅關注傳遞知識點，更強調構建并呈現邏輯推理過程以及從具體實驗現象到理論概括的層層推進，為學生搭建清晰的認知路徑。

參考文獻

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