小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)策略

【摘要】小學(xué)科學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)的科學(xué)知識，幫助學(xué)生形成基本的科學(xué)探究、實驗操作等技能，促使其感受到科學(xué)探索的無窮樂趣，領(lǐng)略到科學(xué)思考的神奇魅力。基于此，教師要圍繞教學(xué)內(nèi)容，深度研學(xué)新課標，聚焦科學(xué)思維培育探索，理清科學(xué)思維的基本內(nèi)涵，解析科學(xué)思維對于學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的價值，并采取切實可行的策略，助力學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展，滿足學(xué)生未來學(xué)習(xí)、生活需求，為學(xué)生全面發(fā)展保駕護航。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；科學(xué)思維；培養(yǎng)策略；核心素養(yǎng)

作者簡介：秦曉華（1980—），男，江蘇省無錫市胡埭中心小學(xué)。

小學(xué)科學(xué)課程的開設(shè)是為了促進學(xué)生對基礎(chǔ)科學(xué)知識的積淀，逐步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)精神與科學(xué)思維，使其成為創(chuàng)新人才，為成為出色的中國特色社會主義建設(shè)者、接班人奠定堅實基礎(chǔ)。隨著社會的進步，新課程教育教學(xué)改革持續(xù)走向縱深，細化小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標，理性貫徹新課標精神，讓既往重知識輕能力、重書面輕實踐等問題得以逐漸解決，學(xué)生切實成為知識形成的探究者，能夠構(gòu)建主動學(xué)習(xí)、積極實驗探究的美好格局［1］。當然，教師還需謹記陶行知“勞力上勞心”的教育思想，讓科學(xué)探索成為學(xué)生動手、動腦、動口的有機融合，切實服務(wù)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展，滿足學(xué)生更好、更全面的成長之需。

一、科學(xué)思維基本內(nèi)涵探究

科學(xué)思維是指運用科學(xué)的方法去探究科學(xué)現(xiàn)象、探尋現(xiàn)象背后的科學(xué)真諦，進而從中獲得的一種思考經(jīng)驗、思維能力。其直接顯現(xiàn)的是科學(xué)化的問題探究意識、嚴密邏輯性的思維方式，還有高度凝練的抽象、推理等素養(yǎng)。教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中重視學(xué)生科學(xué)思維的培育，并借助實驗活動、問題探究等環(huán)節(jié)助力學(xué)生獲取科學(xué)基礎(chǔ)知識，據(jù)此形成基本科學(xué)探究技能，能夠幫助學(xué)生收獲科學(xué)化思考經(jīng)驗，形成基本的科學(xué)思維。

科學(xué)思維主要的特征表現(xiàn)為思維的廣闊性。生活是多元化的，科學(xué)的思維不是單一線性，而是發(fā)散性的。這便于學(xué)生從中獲得更多的信息，使得學(xué)習(xí)思考、問題思考角度變得更全面，有利于學(xué)生挖掘事物間的聯(lián)系、內(nèi)在規(guī)律等。思維的邏輯性，這是科學(xué)思維最基本的特質(zhì)，科學(xué)追尋的不是直覺，而是建立在理想分析、梳理之上的。思維的敏捷性，俗稱為科學(xué)的直覺，表現(xiàn)為思維的反應(yīng)速度，或是對問題探究規(guī)律、本質(zhì)形成的直覺。其能助力學(xué)生走進科學(xué)活動深處，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象中蘊含的知識本質(zhì)，使得學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)變得高效，活動經(jīng)驗、活動思維得到理想發(fā)展［2］。

二、科學(xué)思維內(nèi)在價值探析

一是科學(xué)思維能提高交流素質(zhì)。科學(xué)思維是邏輯思維的一種，融合了想象、猜想、合情推理、縝密分析等思維活動，顯示了學(xué)生對科學(xué)學(xué)科活動的觀察、分析、思考的態(tài)度與認知方式。同時，科學(xué)探究活動還是一個多向交流、多元溝通的活動。科學(xué)思維的運用能助力學(xué)生展開更縝密的思考與表達，并在對話中不斷填補思維漏洞、完善自身思維體系，使得思維的批判性、學(xué)習(xí)思辨等諸多素養(yǎng)有序發(fā)展。

二是科學(xué)思維能發(fā)展哲學(xué)意識。科學(xué)教學(xué)不只是簡單地豐富學(xué)生科學(xué)嘗試、發(fā)展學(xué)生科學(xué)技能，而是幫助學(xué)生建立運用科學(xué)知識、方法、材料探究問題、解決問題的思維體系，實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。依托科學(xué)教育，適度滲透哲學(xué)觀點是發(fā)展學(xué)生全面素養(yǎng)的切入點，教師運用哲學(xué)變化發(fā)展、實事求是等觀念來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，或是引導(dǎo)學(xué)生采用聯(lián)系與矛盾的觀念去看待科學(xué)活動等，無疑具有事半功倍之效，使得學(xué)生能夠與時俱進，靈活地運用科學(xué)思維、認知去探究不斷涌現(xiàn)的新問題，從中學(xué)會思考、積累知識，實現(xiàn)科學(xué)思維的不斷提高。

三、科學(xué)思維培養(yǎng)策略探尋

未來社會是科技日益發(fā)達的時代，從小培養(yǎng)孩子的科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展其科學(xué)思維，成為科學(xué)教學(xué)的重要使命。關(guān)注小學(xué)科學(xué)給予學(xué)生科學(xué)探索、科學(xué)創(chuàng)新、科學(xué)實踐的正面引領(lǐng)，為學(xué)生打好適應(yīng)未來學(xué)習(xí)、生活的基礎(chǔ)，使其擁有科學(xué)探索的必備品格與關(guān)鍵能力，逐步成為社會發(fā)展、進步所需要的高素質(zhì)人才，是教師的職責使命。

（一）立足前置探究，培育有意思考意識

工程思維是科學(xué)思維中較為重要的組成部分，教師依托該思維特性，設(shè)置科學(xué)教學(xué)的前置性學(xué)習(xí)探究活動，不僅能將學(xué)習(xí)任務(wù)及早地告知學(xué)生，使其做好心理準備，而且還能引導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)，展開有目標、有目的的學(xué)習(xí)觀察，最終形成有意學(xué)習(xí)思考，為學(xué)生工程思維發(fā)展提供有力支持。

以“蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)”一課的教學(xué)為例。教師圍繞主題、討論、設(shè)計、驗證等板塊來謀劃教學(xué)活動，旨在借助系列化學(xué)習(xí)活動，幫助學(xué)生感知仿生科學(xué)，并在感知諸多仿生建筑的過程中初步形成對工程思維的感知，較好地發(fā)展有意思考意識，為后續(xù)發(fā)散思考、創(chuàng)新思考奠定基礎(chǔ)。

具體而言，教師可設(shè)計任務(wù)群，引導(dǎo)學(xué)生課前展開必要的觀察、模仿、探究等學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生在玩中感受蛋殼與薄殼的基本構(gòu)造、感知其特點，為有意科學(xué)思考提供支持。任務(wù)一：觀察家中的雞蛋，描述一下雞蛋殼的外形、構(gòu)造特點。隨著活動的展開，學(xué)生會清楚地認識到雞蛋由蛋殼、蛋白、蛋黃等部分組成，初步感知到蛋殼看著很堅硬，但是輕輕地一敲會破碎；用火燒一燒，還有一股刺鼻的味道等。任務(wù)二：用手捏一捏雞蛋，看看蛋殼是否會輕易被捏碎，思考怎樣的情形下，蛋殼不會輕易被弄碎？教師設(shè)計有序的課前學(xué)習(xí)活動，既能激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣、增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和主動探究活力，又能借助任務(wù)，促進學(xué)生學(xué)習(xí)思考與觀察，讓他們在系列活動中感知蛋殼結(jié)構(gòu)與拱形結(jié)構(gòu)的存在，為學(xué)生仿生科學(xué)學(xué)習(xí)提供支持，為他們科學(xué)思維的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

（二）構(gòu)建良好情境，引發(fā)學(xué)習(xí)觀察思考

課前設(shè)計任務(wù)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的預(yù)習(xí)與主動探究意識。教師需警惕隨之而來的重課外輕課內(nèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)，抓實課內(nèi)教學(xué)活動預(yù)設(shè)、組織與實施，依托教學(xué)評一體化來夯實小學(xué)科學(xué)課內(nèi)教學(xué)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)良好情境，構(gòu)建利于學(xué)習(xí)觀察的場景，促進學(xué)習(xí)思考發(fā)生，為學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展提供支持［3］。

以“水受熱以后”這節(jié)課的教學(xué)為例。教師構(gòu)建自然的教學(xué)情境，為學(xué)生深入探究水與溫度之間的關(guān)系營造良好氛圍，促進學(xué)生觀察、開展實驗，激發(fā)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)思考，推動科學(xué)思維發(fā)展。首先，教師依托信息技術(shù)手段，展示神奇的自然場景：一會兒是縹緲迷幻的升騰的云霧，一會兒是冰雪的世界，一會兒又是細雨綿綿的場景……畫面提示音：“如此變幻的場景是怎么形成？組成的主要物質(zhì)是什么？”在變幻的情景下，學(xué)生展開積極的學(xué)習(xí)觀察，探究水與溫度之間的關(guān)系，形成學(xué)習(xí)思考。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生展開課堂互動，通過對話逐步梳理出課件資源中的內(nèi)在規(guī)律：神秘的云海，是水的另一種形態(tài)表現(xiàn)—水的汽化；冰天雪地，則是水的固化所導(dǎo)致的；綿綿細雨則是汽化后的水在溫度變化中發(fā)生液化的體現(xiàn)。通過教師個性化的解讀，學(xué)生對水的三態(tài)概念形成了全面的感知，為深入學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。從案例教學(xué)可見，依托必要的學(xué)習(xí)觀察與學(xué)習(xí)思考，學(xué)生會在探究中更好地感知科學(xué)學(xué)科的內(nèi)容，建立相關(guān)概念，形成較為扎實的基礎(chǔ)科學(xué)認知；同時，學(xué)生的分析、歸納、推理等科學(xué)思維素養(yǎng)也會在觀察中得以深化，并在學(xué)習(xí)中得到持續(xù)發(fā)展。

（三）鼓勵學(xué)習(xí)猜想，催發(fā)多維學(xué)習(xí)思考

“現(xiàn)實的世界是有限度的，想象的世界是無涯際的。”盧梭的經(jīng)典名言揭示了猜想是走向深度思考、形成發(fā)散思考的堅實力量，也是學(xué)習(xí)思維獲得進一步提升的關(guān)鍵所在。因此，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要借助情境構(gòu)建，鼓勵學(xué)生針對不同的觀察現(xiàn)象展開必要的學(xué)習(xí)猜想，不斷拓展學(xué)生的視野、發(fā)散學(xué)生的思維。

以“水滴的‘旅行’”這節(jié)課的教學(xué)為例。教師借助相應(yīng)的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生一邊展開觀察，一邊猜想現(xiàn)象之中蘊含的科學(xué)原理，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)思考角度，幫助學(xué)生初步建立良好的科學(xué)思維。首先，教師借助演示實驗開啟教學(xué)之旅，提問：“一顆冰塊加熱會變成什么？”學(xué)生通過觀察演示活動，得出“冰在酒精燈加熱情景下，慢慢地變成了水”的結(jié)論。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)觀察：隨著燒杯的持續(xù)加熱，水開始沸騰，變成云霧裊裊的景象，直至變成一片虛無。同時，教師提出新的問題：“猜想一下，冰塊跑到哪里了？”學(xué)生各抒己見，形成思維碰撞，逐漸感悟到水隨著溫度變化會發(fā)生不同的形態(tài)改變。最后，教師再度展示實驗學(xué)習(xí)活動，即將一個冰塊放置于燒杯內(nèi)部，引導(dǎo)學(xué)生觀察神奇的一幕—燒杯外壁會形成一層霧，且有小水珠形成。教師提問：“燒杯外壁出現(xiàn)水珠是怎么回事？”有學(xué)生認為：“水珠是燒杯中的冰化成水后滲漏形成的。”還有學(xué)生說：“是燒杯內(nèi)的冰塊化成水后，從杯子中溢出來的。”對于上述猜想，有學(xué)生反駁道：“燒杯沒有裂開來，水不會滲透出來的。”“冰塊很小的，即使全部化成水，它也是低于燒杯高度，不會從杯口溢出來的。”針對多樣的猜想，學(xué)生采用不同的思路探究其可行性，點燃科學(xué)探究的思維火花，培養(yǎng)科學(xué)思維。

（四）優(yōu)化探究活動，培育有根有據(jù)思考

教師創(chuàng)設(shè)親歷知識形成過程的實驗學(xué)習(xí)活動，能夠讓學(xué)生從中學(xué)會分析現(xiàn)象、提煉規(guī)律，學(xué)習(xí)有條理、有根據(jù)的歸納與概括。

以“電磁鐵”這節(jié)課的教學(xué)為例。首先，教師播放電磁鐵相關(guān)的神奇現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)思考，如電磁起重機起吊較大物體的畫面，磁懸浮列車穿行的畫面，還有電話、電鈴等系列應(yīng)用畫面。隨后拋出問題：“這些物體的運用都與什么神秘物體有關(guān)聯(lián)？猜猜看？”學(xué)生基于已學(xué)的科學(xué)知識和生活經(jīng)驗積累，做出多元化的推測與猜想。其次，教師利用課件清晰地呈現(xiàn)電磁起動機的內(nèi)部工作畫面，幫助學(xué)生形成電磁鐵的初步表象，隨后追問：“那個起著關(guān)鍵作用的部件叫作電磁鐵，你們聽說過嗎？想想生活中還有哪些地方運用到這種裝置？”學(xué)生不斷回憶生活場景，積極交流與分享，不斷拓展自身視角。最后，教師構(gòu)建一個自主嘗試的實驗場，引導(dǎo)學(xué)生用電池、鐵釘、大頭釘、漆包線等器材，嘗試制作起重機的核心部件。同時，教師呈現(xiàn)實驗活動的問題任務(wù)：結(jié)合實驗活動，初步猜想，電磁鐵的磁力大小與什么因素有關(guān)？ 制作出同一種漆包線為主材料的不同電磁鐵，研究一下線圈的匝數(shù)是否與磁力大小有關(guān)聯(lián)？在問題引領(lǐng)下，學(xué)生展開積極的小組實驗，驗證磁力與線圈匝數(shù)多少有關(guān)系，同時提出疑問：“同樣的線圈匝數(shù)，使用電池數(shù)量不一樣，磁力是不是也會發(fā)生變化？”對于這樣的求異思考，教師應(yīng)及時給予學(xué)生表揚，并鼓勵學(xué)生用實驗來進一步驗證猜想。

重視學(xué)習(xí)交流與辨析引導(dǎo)，完善科學(xué)思考，是科學(xué)學(xué)科教學(xué)的準則，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的根本力量所在。交流能拓展視角，豐富感知；辨析能助力有根有據(jù)思考，使得思維變得更縝密、更嚴謹。鑒于此，教師應(yīng)努力構(gòu)建系列化、多元化的實驗學(xué)習(xí)分享、辯論等實踐活動，以此來助力深入分析，使得學(xué)生科學(xué)思維獲得理想發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，關(guān)注小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，是教師著眼未來、助力學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)實踐。在此過程中，教師既要高度重視學(xué)生基本科學(xué)知識的積累和基本學(xué)習(xí)探究技能的培育，還需關(guān)注探究意識、科學(xué)思維的培養(yǎng)，以此造就具有開闊視野、創(chuàng)新精神的未來建設(shè)者。教師應(yīng)認識到實踐的重要性，并把其內(nèi)化于日常科學(xué)學(xué)科教學(xué)之中，讓學(xué)生在動手做中學(xué)會思考，在理性的分析、推理和歸納等活動中激發(fā)思維活力，促使其更好地解讀科學(xué)知識與社會發(fā)展之間的聯(lián)系，進而增強學(xué)生的社會意識與責任使命，助推其發(fā)展成為有理想、有本領(lǐng)、有擔當?shù)臅r代新人。

【參考文獻】

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