小學科學教學中高階思維能力培養的思與行

近年來，教育趨勢正在由重知識向重能力轉變，尤其是注重培養學生的高階思維能力。高階思維是一種比較復雜的認知過程，是在超越基礎知識記憶與理解基礎上的一種創新、反思與批判性思維。小學科學是學生科學啟蒙的重要學科，肩負著培養學生科學素養和創新思維的重任。而培養學生的高階思維對其終身學習和未來發展具有不可估量的價值。因此，在小學科學教學中，教師應依據學生的認知發展水平，運用先進的教學理念和多樣化的教學手段，打破傳統教學模式的束縛，引導學生循序漸進地開展有深度、有質量的科學學習活動，從而實現培養學生高階思維的目標。

一、以學促思：小學科學教學中高階思維能力培養的價值

（一）提高學生的知識理解與應用能力

培養學生的高階思維能力有助于他們深入理解科學知識。在小學科學課堂上，學生通過思考、分析、綜合與評價等思維活動，逐漸構建系統的科學體系，通過將所學知識進行深度加工，從而深入理解科學知識，而非簡單地死記硬背。當學生具備較強的高階思維能力后，能夠更好地將所學科學知識運用于解決實際生活中的問題。這一過程能夠讓學生感受到科學知識的實用性，以及科學與我們生活的聯系，進一步激發他們學習科學的興趣和動力。

（二）培養學生的創新能力與實踐能力

高階思維能力是創新能力的基石。在小學科學教學中，教師重視培養學生的高階思維能力，能夠讓學生的創新能力得到更多的發展可能。當學生逐漸具備高階思維能力后，他們會敢于打破常規，提出獨特的想法和見解，設計新穎的實驗方案，積極開展實踐活動，自主解決實際問題。學生通過參與高階思維活動，學會從不同角度審視問題，發現新的可能性和解決方案，從而提高自身的創新能力。在以培養學生高階思維為目標的學思結合教學中，科學實驗是必不可少的一個環節。學生通過親自動手操作、觀察現象、記錄數據、分析結果，能夠有效鍛煉自身的實踐能力。此外，教師還可以開展一系列需要團隊合作才能完成的實驗任務，引導學生學會與他人協作、分工和溝通，從而提高他們的科學實踐能力。

（三）提升學生的科學核心素養

教師重視培養學生的高階思維能力，有助于全面提升學生的科學核心素養。小學科學核心素養包括科學知識、科學方法、科學態度和科學精神等方面。學生通過參與高階思維活動，能夠深入理解并掌握科學知識，從而建構系統的科學知識體系。此外，在科學實驗中，學生需要運用觀察、實驗、推理、歸納等科學方法探究科學問題、理解科學原理，這有助于提高學生解決問題的能力，使學生在發展科學思維的同時，進一步提升科學核心素養。

二、小學科學教學中培養學生高階思維能力面臨的挑戰

（一）學生缺乏學習興趣和耐心

小學科學課程內容豐富多樣，但涵蓋的科學知識具有抽象性，很難激發學生的學習興趣，使其感覺科學學習枯燥乏味，從而降低學生思考問題和參與實驗探究活動的積極性。此外，小學生的注意力集中時間有限，心理發展尚未成熟，在面對比較復雜的科學問題或實驗任務時，常缺乏足夠的耐心，這使得他們無法深入思考實驗背后的科學原理，難以完成從現象觀察到本質探究的思維過程，這不利于學生高階思維能力的發展。

（二）教師高階思維引導不足

在小學科學課堂教學中，部分教師側重于知識的傳授，強調學生對科學概念、公式的記憶，卻忽視了對學生高階思維能力的培養，對其高階思維的引導不足。盡管部分教師會注重學生的獨立思考，卻只是讓學生思考一些比較簡單、淺顯的科學學習問題。這種教學方式無法滿足學生多樣化的學習與發展需求，難以調動學生的學習積極性，導致學生缺乏深度思考和創新的機會，這都不利于他們高階思維的發展。

（三）教學評價體系不夠完善

在培養小學生高階思維的過程中，部分教師容易忽略評價體系的構建和完善，仍然習慣采用書面測試的評價方式，側重于學生對科學知識的記憶、理解與掌握程度，而忽視了對學生實踐操作能力、創新能力、思維能力等方面的考查。這種評價體系導致學生將大量時間和精力傾注于死記硬背科學知識，而忽視了對自身高階思維能力的提升。此外，部分教師過于重視學生的學習結果，忽視了對學生思考過程和學習過程的評價，導致學生的很多學習問題沒有得到有效、及時的評價和反饋，不僅使學生無法從學習過程中獲得關于自身思維發展的準確信息，也使教師在培養學生高階思維的過程中遇到了很大挑戰。

三、以學促思：小學科學教學中高階思維能力培養的實踐

（一）創設教學情境，激發學生的學習興趣

創設教學情境是激發學生學習興趣和思維的有效手段。教師通過模擬或再現與科學知識相關的真實場景，能夠拉近科學知識與學生生活之間的距離，使學生深刻感受科學的魅力和實用性。在此過程中，學生不僅會對科學現象和科學知識產生濃厚的興趣，還會主動思考和探究，從而為其高階思維能力的培養奠定堅實基礎。因此，在小學科學教學中，教師應采用恰當的方式創設生動、有趣的教學情境，以此激發學生對科學知識的學習熱情，為高階思維能力的培養提供有力支持。

以小學科學《月相變化的規律》教學為例。首先，教師鼓勵學生分享與月亮有關的神話故事，并運用多媒體視頻的方式呈現這些神話故事。這種教學方式將神話故事與科學知識相結合，能夠激發學生的想象力，使其在生動的故事氛圍中，對月相的變化產生濃厚的探索興趣，并主動思考神話故事中對月亮的描述和現實中月相變化的關系。其次，教師提出問題：“在生活中，你們有沒有注意到月亮是什么樣子？”這種情境與問題相結合的教學方式，能夠有效培養學生的批判性思維，使學生學會從不同的角度思考問題。最后，在引導學生理解月相變化規律時，教師運用多媒體技術播放月相變化和月亮在宇宙中與地球、太陽位置關系的視頻，讓學生直觀、形象地掌握月相變化規律，從而激發學生對宇宙中天體運行、月亮變換的探究興趣。教師通過創設這一系列教學情境，不僅能激發學生對月相變化的學習興趣，還能促使學生主動思考并掌握月相變化規律。這種教學方式更有利于學生高階思維的發展。

（二）提出思考問題，培養學生的發散思維

設計合理的思考問題是促進學生主動思考的關鍵要素，而高階思維的培養更離不開問題的引導。教師在設計問題時應根據教學目標和教學內容，盡量貼近學生的日常生活，體現科學知識的實用性，以此激發學生的學習興趣，使他們主動思考，并深刻認識到科學知識對生活的重要價值，從而有效培養他們的發散思維。因此，在小學科學教學中，教師可以在恰當的教學環節，設計開放性、層次性和挑戰性的問題，激發學生對科學知識的好奇心，引導學生從不同角度、不同深度思考，使其在不斷的思考中發散思維，從而有效發展高階思維。

以小學科學《聲音是怎樣產生的》教學為例。首先，在導入環節，教師展示鼓、鋼尺、木魚等物體，并讓學生親自敲擊，聆聽和表達這些物體的聲音特點。其次，教師鼓勵學生認真觀察這些物體，并提出問題：“這些物體在發聲的時候有什么共同特點？”這促使學生主動關注聲音產生時物體的狀態變化，從這些物體的發聲現象中尋找共性，并在觀察中深入思考，從而鍛煉了自身的觀察能力和歸納能力。再次，教師讓學生固定一根橡皮筋的兩端，以此研究橡皮筋發聲原理。在學生動手拉伸、按壓、揉搓橡皮筋后，教師鼓勵學生分享自己所看到的現象和對橡皮筋發聲原理的思考結果。教師通過不同環節的提問，引導學生從多個物體的發聲現象中提出假設性解釋，并鼓勵他們積極想辦法驗證假設，從而有效培養他們的發散思維。最后，教師進一步提問：“這些物體在振動時會發聲，那是不是只要振動就一定能發出我們可以聽到的聲音？”這一問題打破了學生的慣性思維，促使他們深入探究聲音產生的原理，從而有效培養他們的批判性思維。

（三）組織實驗活動，發展學生的思維能力

實驗是科學學習的重要組成部分，而實驗探究活動則是幫助學生直觀理解教材抽象內容、提升其高階思維能力的有效方式。在科學實驗活動中，學生通過親自參與觀察現象、記錄數據、分析結果、探討問題等學習環節，從而深入理解科學原理和概念。在此過程中，學生需要運用邏輯思維、批判性思維等高階思維能力，深入分析問題、解決問題，并不斷優化實驗方案。即使實驗失敗，也能夠激發學生對實驗操作的反思與創新思維。因此，教師應重視組織學生開展實驗活動，鼓勵他們將學與思相結合，充分發揮個人能力和團隊力量，共同完成實驗，進一步提升他們的思維能力。

以小學科學《水沸騰了》教學為例。首先，教師提出問題：“在生活中，你們有沒有燒過水？如果持續給杯子里的水加熱，會產生什么現象？”其次，教師鼓勵學生通過口頭描述或繪畫的方式表達個人見解，并將這些想法記錄下來。再次，在學生掌握測量水溫的方法后，教師根據學生的實驗能力、學習能力以及個性等方面的差異，將其分成多個實驗小組，指導他們利用實驗器材給杯子里的水加熱，并讓他們：“觀察水在加熱的過程中有哪些變化？水在達到多少溫度時會沸騰？水沸騰時會產生什么現象？”最后，教師指導學生依據活動手冊和教材內容設計實驗方案，以小組分工合作的方式進行實驗操作，通過猜測、觀察、實驗、記錄、分析、探討等過程發現事實。這種教學方式能夠讓學生形成尊重事實、重視證據的科學態度，促進其思維能力的發展。

（四）引導知識遷移，提升知識運用能力

知識遷移是學生高階思維提升的重要表現，它體現了學生將所學知識應用于新情境、新問題的能力，從而深入理解與掌握所學知識。在新課標背景下，跨學科學習與學生的問題解決能力日益受到教師的關注，通過引導學生將所學知識與其他學科或實際生活相結合，不僅能夠拓展學生的思維，還能促使學生運用所學知識解決實際問題。因此，在小學科學教學中，教師應注重培養學生的知識遷移能力，鼓勵他們將科學知識運用于實際生活，從而實現以學促思、以學促用，有效提高學生的科學知識運用能力和高階思維能力。

以小學科學《學會管理和控制自己》教學為例。首先，教師采用情境教學法和合作探究法，引導學生學習面對壓力、沖突等情況的正確做法，學會管理和控制自己的方法。其次，教師拓展知識的運用場景，提出問題：“在參加學校運動會時，如何面對其他班級優秀運動員的競爭？如何調節運動會帶來的壓力？如何發揮自身優勢為團隊爭取更好的成績？”教師鼓勵學生將所學科學知識運用于具體情境，結合實際情況思考問題，從而有效培養他們的知識遷移能力、應變能力和創新思維能力。最后，在布置課后作業時，教師讓學生結合實際生活，說一說：“如何管理自己的零花錢，并做到合理消費？”“如何正確面對最近幾天的負面情緒。”通過這種方式促進學生實現知識的再次遷移，引導他們結合個人生活經驗和所學知識，提出創新性的想法或針對性的建議。這一過程不僅能提升學生的知識運用能力，還能培養他們的創新思維。

（五）開展多元評價，激勵學生的思維發展

新課標倡導評價的多元化，包括評價主體的多元化、評價內容的多元化和評價標準的多元化等，旨在全面、客觀地評價學生的學習成果和思維能力。在小學科學教學中，教師實施多元評價，應注重培養學生高階思維，將之，融入評價過程，聚焦于學生的學習過程與結果、思考過程、解決問題的方法和創新思維的展現。教師可以通過自評、互評、師評等多種方式，及時針對學生的學習問題提出反饋與評價，以此激發學生的科學學習自信心和動力，促進學生高階思維的持續發展。

以小學科學《混合與分離》教學為例。教師引導學生采用合作探究的方式，完成食鹽和沙子的混合與分離實驗。在此過程中，教師認真觀察學生的操作過程及其在實驗中遇到問題時的表現。對于在合作探究實驗活動中參與度不高的學生，教師應鼓勵他們積極參與進來。在實驗結束后，教師鼓勵學生進行組內互評與自評，并對學生實施全面的過程性評價。當有學生提出獨特的分離方法時，教師應及時評價并表揚該名學生的積極思考和創新思維，鼓勵大家一起探討該方法的可行性。在課堂尾聲，教師結合學生在本節課中的綜合表現、科學素養、思維能力等方面情況，對學生實施總結性評價，既要重點表揚積極思考的學生，又要指出部分學生在解決問題能力、創新思維能力方面的不足，并提供針對性的建議和鼓勵，以此激發學生的主動思考，促使學生高階思維實現持續發展。

四、結語

綜上所述，在小學科學教學中，教師重視培養學生的高階思維，不僅對學生的科學學習有積極的促進作用，還能推動小學科學教學的革新發展。因此，在未來的科學教學實踐中，教師應以發展的眼光與專業的態度，不斷探索、創新培養學生高階思維的有效方法，讓學生在不斷思考與學習中持續提高科學學習能力，為學生的成長和發展奠定堅實基礎，使其在未來的科學探索和人生道路上綻放絢麗光彩。