〔摘" "要〕" 在小學科學教育中,教師培養學生的科學思維是核心目標之一,而提升學生的推理論證能力,是發展學生科學思維的關鍵路徑。基于此,本文從“引入生活實例”“設置問題情境”“小組合作探究”等方面入手,探討了相關的教學策略,旨在有效激發學生的推理興趣,幫助學生掌握推理技巧,以使學生逐步形成嚴謹的論證習慣,不斷提升科學思維素養。
〔關鍵詞〕" 小學科學;推理論證能力;科學思維
〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " (2025)18" " 0016-03
推理論證是科學思維的核心要素之一,能夠幫助學生深入理解科學知識的本質,培養學生嚴謹、符合邏輯的思考方式。在小學科學教學中,教師通過引導學生進行觀察、提出假設、搜集證據、分析論證等一系列活動,能夠激發學生的好奇心和探索欲,讓學生主動參與知識的構建過程,使學生逐步學會質疑、批判和創新,提高解決實際問題的能力。如此,教師也能有效打破傳統灌輸式的教學模式,為學生創造一個積極思考、自主探究的學習環境,讓學生逐步成長為具備扎實科學素養和創新精神的新一代人才。
一、創設情境,激發學生推理論證興趣
(一)引入生活實例
生活是學生熟悉且親近的“知識庫”,其中蘊含著豐富的科學現象和原理。在教學中,教師以生活實例開啟科學學習,能夠將抽象的科學概念與學生已有的生活經驗緊密相連,讓學生在熟悉的情境中,輕松地感知科學的存在和價值,從而主動運用已有的知識進行推理,探究現象背后的科學原理。這樣,教師也能引導學生將抽象的科學知識與實際生活緊密聯系在一起,讓學生意識到科學源于生活,進而提升學生對推理的興趣和積極性。
例如,在蘇教版科學四年級上冊《聲音的傳播》一課教學中,教師先播放一段孩子在公園隔著圍墻捉迷藏的視頻,視頻中一個孩子在圍墻一邊呼喊,另一個孩子在圍墻另一邊能清楚聽到聲音,并做出回應。視頻播放結束后,教師向學生提問:“同學們,在生活中,你們是不是也有過類似隔著東西還能聽到聲音的情況呢?”鼓勵學生分享自己的經歷,如有的學生分享道:“在家隔著門,能聽到父母的說話聲”等。接著,教師拿出一個密封的玻璃罩,并在里面放一個正在發聲的鬧鐘,同時設問:“如果我把玻璃罩里的空氣慢慢抽掉,你們猜猜會發生什么?”讓學生盡情猜想,如有的學生說聲音會變小,有的學生說鬧鐘會不響了。結合學生的猜測,教師再慢慢抽出玻璃罩內的空氣,以使學生逐步發現聲音傳播的奧秘。
顯然,通過生活中常見的“隔墻有耳”現象和有趣的玻璃罩實驗,教師成功激發了學生對聲音傳播的探究興趣,逐步培養學生在生活現象中發現問題、提出假設的思維能力,增強主動探索科學奧秘的欲望。
(二)創設問題情境
精心設計的問題,猶如思維的“觸發器”,能夠打破學生原有的認知平衡,激發學生的思維活力。在小學科學教學中,教師為學生創設問題情境,能讓學生調動已有的知識儲備,積極地在腦海中搜索相關信息,構建合理的推理鏈條,解答疑惑,從而逐漸培養獨立思考和推理判斷的能力,繼而在不斷探索問題答案的過程中,鍛煉和提升科學思維,形成積極主動的學習態度和思維習慣。
例如,在蘇教版科學三年級下冊《種子發芽了》一課的教學中,教師先為學生展示一顆飽滿的大豆種子和一盆已經長出嫩綠葉子的大豆幼苗,放在講臺上的顯眼位置。隨后,教師指著它們,問道:“同學們,看這顆小小的種子和這盆茁壯成長的幼苗,你們有沒有想過,這顆種子是怎么一步步變成幼苗的呢?”吸引學生的注意力,學生開始仔細觀察種子和幼苗的形態差異。接著,教師給每個小組發放幾顆大豆種子,讓學生用手摸、用放大鏡觀察種子的外部結構,并引導學生思考:“種子這么小,它是怎么獲得營養開始生長的呢?是不是種子的每一部分都發揮著相同的作用呢?”引導學生帶著這些問題進行討論,做出自己合理的猜測。
在上述案例中,教師以種子和幼苗對比作為問題情境,能極大地激發學生的好奇心和求知欲,讓學生在探索植物生長初期奧秘的過程中,逐漸養成善于觀察、積極思考、大膽推理的科學思維習慣。
二、搭建平臺,培養學生推理論證能力
(一)小組合作探究
小學階段是學生社會性發展的重要時期,而小組合作探究的學習方式,無疑為學生提供了一個交流互動、共同學習的平臺。具體而言,與傳統“師講生聽”的學習方式相比,小組合作探究的方式能夠為學生創建一個相對開放的學習環境,讓每個學生都有機會表達自己的觀點和想法,從而在相互交流和碰撞中得到思維的啟發,積極從多個維度思考問題,拓寬思維的廣度。同時,在合作過程中,學生也能學會從他人的思維中汲取營養,不斷完善自己的推理過程,逐步擺脫個體思維的局限性,以便運用科學的方法去探究問題、解決問題,逐步提升科學思維等綜合素養。
例如,在蘇教版科學四年級上冊《點亮小燈泡》一課的教學中,教師結合學生的科學素養差異,對學生進行分組,并給每個小組分發相應的實驗材料,如電池盒、電池等。隨后,教師布置任務:“同學們,現在你們要利用這些材料,讓小燈泡亮起來,并且探究一下在電路中增加電阻元件后,燈泡的亮度會發生怎樣的變化。”具體而言,教師先引導學生討論電路的連接方法,并鼓勵學生在組內提出自己的想法,如有的學生提出要將電池的正負極用導線連接到燈泡的兩個連接點上,形成一個閉合回路,燈泡才能亮起來。接著,在學生連接過程中,他們也遇到了燈泡不亮的情況,這時,教師再請小組內成員分析問題,共同探討可能存在的問題,并認真檢查導線與電池和燈泡的連接是否緊密等,引導學生在相互協作、仔細排查中發現問題所在,從而順利地完成探究任務。
可以看出,教師結合學生間的差異性,遵循科學的原則為學生進行分組,并引導學生以組為單位,共同進行實驗的探究操作、問題的分析解決,能有效促進學生之間的交流與協作,讓學生學會從他人的觀點和經驗中汲取智慧,共同開展科學論證,顯著強化科學思維。
(二)運用思維導圖
思維導圖是一種直觀形象的圖形化表達方式,能夠有效地幫助學生梳理科學知識的內在邏輯結構,提升學生思維的條理性和系統性。在科學教學中,教師從思維導圖的中心主題出發,鼓勵學生沿著各個分支逐步展開,能讓學生清晰地看到知識之間的層次關系和因果聯系,從而使學生在學習過程中更加有條理地進行推理和思考。同時,教師鼓勵學生進行思維導圖繪制的過程,也能鍛煉學生的歸納推理能力,繼而為科學思維的發展,提供堅實的知識框架支撐。
三、引導反思,強化學生推理論證思維
(一)錯題分析反思
小學科學學習過程中,學生不可避免地會出現各種錯誤,而這些錯題恰恰是學生思維的漏洞和知識薄弱環節的集中體現。在教學中,教師引導學生通過對錯題進行深入分析反思,能讓學生回溯自己的解題思路和推理過程,找出錯誤產生的根源,從而更加深刻地理解科學概念和原理,及時彌補知識漏洞,完善自己的推理方法和思維模式,避免在今后的學習中出現同樣的錯誤。同時,通過這一過程,學生也能培養嚴謹認真的學習態度和批判性思維能力,以便在未來面對問題時,更加注重細節和邏輯的嚴密性,逐步提升科學思維的準確性和完整性。
例如,在蘇教版科學四年級上冊“物體的運動”單元的測試后,教師選取一道關于物體運動速度計算的錯題進行詳細分析。題目為:“一輛汽車在3小時內行駛了180千米,另一輛汽車在5分鐘內行駛了6千米,哪輛車速度快?”首先,教師讓學生重新審視題目,然后請做錯的學生上臺講解自己的解題思路:“我用路程除以時間,第一輛車就是180除以3等于60,第二輛車是6除以5等于1.2,所以第一輛車快。”這時,教師引導其他學生思考:“這位同學的計算過程有沒有問題呢?大家仔細看看題目中的數據單位。”經過仔細觀察,學生發現題目中第一輛車的速度單位應該是千米/小時,而第二輛車在計算時忽略了單位換算,應該先將6千米換算成6 000米,5分鐘換算成300秒,然后用路程除以時間得到速度20米/秒,再換算回千米/小時為72千米/小時。基于此,教師對學生進行追問:“為什么在計算速度時要特別注意單位呢?單位不統一會對結果產生什么影響呢?”通過這樣的啟發,讓學生深刻認識到在科學計算中單位換算的重要性和嚴謹性。
可見,通過對錯題的深入分析和反思,學生能清楚地看到自己在解題過程中粗心大意和對科學概念理解不夠深刻而導致的錯誤,從而逐步學會在解決問題后,檢查自己的思維過程和計算步驟,發現其中的漏洞并加以修正,以便學生的推理更加準確和嚴密。
(二)實驗報告撰寫與互評
實驗報告的撰寫與互評,是培養學生論證思維的有效手段。具體而言,當學生完成實驗探究后,教師引導學生進行實驗報告的撰寫,能讓學生將實驗過程中的思維活動和推理過程,以書面的形式呈現出來,以便更加清晰地梳理實驗中的邏輯關系,學會用實驗數據和觀察到的現象,作為證據來支持自己的結論,強化邏輯論證能力。之后,教師再引導學生對他人的報告進行互評,能讓學生從不同的角度去審視實驗的設計、數據的分析,以及結論的推導過程,深刻地認識到科學論證的嚴謹性和重要性,從而提升科學思維的科學性和規范性。
比如,在蘇教版科學五年級上冊《熱傳導》一課的教學中,教師引導學生參與“探究熱在固體中的傳遞方向”的實驗,并組織學生進行實驗探究,讓學生在完成探究后撰寫實驗報告。當學生完成實驗報告的撰寫后,教師再鼓勵學生之間進行互評,如一位學生在實驗報告中寫道:“實驗目的:探究熱在金屬棒中的傳遞方向。實驗材料:一根金屬棒、凡士林、小珠子、酒精燈、鐵架臺。實驗步驟:首先將金屬棒固定在鐵架臺上,在金屬棒的一端涂抹適量的凡士林,并粘上幾顆小珠子,然后用酒精燈加熱金屬棒的另一端,觀察小珠子掉落的順序。實驗現象:靠近酒精燈加熱一端的小珠子先掉落,然后依次向另一端掉落。實驗結論:熱在固體中是從溫度高的一端向溫度低的一端傳遞的。”在互評環節,其他小組的學生對這份報告提出以下問題和建議:“實驗中有沒有考慮金屬棒的粗細、長短對熱傳遞速度的影響?實驗是否應該多做幾次以確保結論的準確性?實驗報告中對凡士林的作用描述不夠詳細,應該補充說明。”隨后,報告撰寫者認真聽取其他同學的意見,并對自己的實驗報告進行修改和完善,從而更加深刻地認識到科學論證的嚴謹性和全面性。
可以看出,通過修改完善報告的過程,學生能不斷優化自己的論證思維過程,提高科學研究的規范性和科學性,從而逐步養成客觀、嚴謹的科學態度,培養發現問題、解決問題的能力。
總而言之,在小學科學教學中,教師以推理論證提升學生的科學思維能力,能充分激發學生對科學的興趣,強化學生解決問題、邏輯思考的能力,并幫助學生形成嚴謹的科學思維,引導學生在一次次推理論證中,更加享受學習科學的過程。
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