用模型建構式教學促進學生思維進階

〔摘" "要〕" 在小學科學教學中，教師對學生進行科學思維的培養，能賦予學生敏銳的觀察力，幫助學生樹立科學的態度和價值觀。而模型建構式教學模式，能夠通過搭建基礎、深化運用、鼓勵修正等一系列策略，引導學生深入理解科學概念，提升科學思維能力。基于此，本文詳細探討了模型建構式教學促進學生科學思維進階的教育實踐，旨在健全科學教學體系，助力學生成長。

〔關鍵詞〕" 小學科學；模型建構；科學思維

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0034-03

模型建構式教學模式是一種以構建模型為核心的教學方法，強調學生通過自主思考、合作探究來創建和完善模型，以理解和解釋復雜的科學概念和現象。在當前的小學科學教學中，教師采取模型建構式教學，不僅能夠輔助學生學會觀察、分析、歸納和推理，提升邏輯思維能力，也能讓學生在不斷修正和完善模型中，培養批判性思維和創新能力，更加靈活地應對各種科學問題，并在親身體驗中感受科學的魅力。

一、搭建模型基礎，啟蒙學生科學思維

（一）聯系生活實例，感知模型概念

學生的學習與發展是在社會文化環境中進行的，因此，生活經驗是學生認知發展的重要基礎。在現階段的科學教學中，教師有意識地將科學模型與生活實例相聯系，如將復雜的科學概念類比為生活場景，能讓學生憑借熟悉的生活認知，直觀感知模型所代表的抽象概念，并在頭腦中初步建立起模型與科學知識的聯系。如此，學生也能輕松激發好奇心與探索欲，真正認識到科學知識與生活間的密切聯系，不斷提升學習科學的積極性。

例如，在教學蘇教版科學三年級上冊《認識固體》一課時，為了讓學生切實理解固體的特征，教師便可以開展一系列與生活相關的教學活動。上課伊始，教師在講臺上擺放魔方、橡皮、書本、籃球等物品。隨后，教師拿起魔方，向學生提問：“同學們，看看老師手中的魔方，它有什么特點？”鼓勵學生進行觀察，與教師互動，如有的學生說魔方是方方正正的，有的學生說它摸起來硬硬的。接著，教師讓學生親自上臺觸摸這些物品，并引導學生思考：“這些東西拿在手里是什么感覺？它們的形狀容易改變嗎？”以便學生通過直觀的觀察和觸摸，感受這些物品都具有固定的形狀。之后，教師拿出一杯水和一個充滿氣的氣球，并向學生提出“水和空氣能像魔方這樣穩穩地放在桌面上嗎？它們能保持固定的形狀嗎？”的問題，學生經過思考和討論，發現水會流動，沒有固定形狀，而氣球里的空氣也會隨著氣球的擠壓而改變形狀。通過簡單的對比，學生能更清晰地認識到固體具有固定形狀和體積，增強對固體的認識。

在教學中，教師以熟悉的生活物品為切入點，引導學生感知固體的概念，不僅能降低學生理解科學概念的難度，還能激發學生對科學學習的興趣，從而啟蒙學生的科學思維。

（二）提供簡單材料，引導初步構建

小學生正處于具體運算階段，需要借助具體事物的支持進行邏輯思維。在模型建構式教學中，教師可以為學生提供簡單材料，引導學生動手操作，如讓學生用積木搭建簡單的橋梁結構模型，以便其直觀感受物體的形狀、結構與穩定性之間的關系。在操作過程中，學生也能將抽象的科學原理，具象化為實際的模型，逐步實現從感性認識到理性思考的過渡，從而理解科學概念之間的邏輯關系，形成對科學現象的初步認知框架，有效強化科學思維。

例如，在蘇教版科學四年級上冊《點亮小燈泡》的教學中，教師可以設置讓學生親自動手構建簡單電路模型的環節。課程開始，教師首先拿出電池、導線、燈泡等材料，向學生介紹它們的基本用途。隨后，教師示范連接簡單電路。在連接過程中，教師也要一邊操作一邊詳細講解：“同學們，我們先把燈泡安裝在燈座上，就像給燈泡安了一個小房子。然后把導線的一端連接到電池的正極，注意要擰緊，就像把小插頭插緊一樣。再把導線的另一端連接到燈座的一個接線柱上，接著用另一根導線把燈座的另一個接線柱和電池的負極連接起來。”在教師的示范下，燈泡成功被點亮。基于此，教師對學生引導：“你們想不想自己試一試呢？”當學生做出肯定的回答后，教師再讓學生動手嘗試。學生通過親身實踐的方式，初步理解電路的基本組成，實現對科學現象的邏輯認知，繼而為后續學習做好準備。

教師讓學生親自動手連接簡單電路，能幫助學生成功構建電路組成及工作原理的初步模型，促進學生科學思維的發展，并提升學生的實踐操作與邏輯推理能力，從而逐步實現自主思考電路連接的方法，懂得通過實踐驗證科學原理。

二、深化模型運用，推動學生思維發展

（一）創設問題情境，運用模型解釋

問題是思維的起點。在小學科學教學中，教師創設問題情境，能激發學生運用模型解決問題的欲望。對此，教師不妨結合科學知識，為學生創設問題情境，鼓勵學生調動已構建的模型知識，分析問題、尋找解決方案，并在解決問題的過程中揭示科學的奧秘。在這一過程中，學生能將模型知識與實際問題緊緊聯系在一起，深入理解模型中各要素的相互關系及作用機制，學會運用模型進行邏輯推理，從而逐步提升分析問題、解決問題的能力，推動科學思維從簡單認知向深度分析發展。

例如，在帶領學生學習了蘇教版科學五年級上冊《地球的表面》一課后，教師可以創設富有挑戰性的問題情境，引導學生運用所學的地球結構和板塊運動模型，解釋自然現象。在課堂上，教師先為學生描述問題情境：同學們，假如我們所在的城市發生了一場強烈地震，大家想一想，周圍的地形會發生怎樣的變化呢？學生陷入沉思，紛紛回憶和思考之前所學的地球內部結構及板塊運動模型。有的學生說：“根據我們學的模型，地球是由地殼、地幔和地核組成的，而地殼是由多個板塊構成的。地震可能是因為板塊相互碰撞或者拉伸引起的。如果我們這里處于板塊交界處，地震發生時，地面可能會出現裂縫，而原本平坦的地方可能會隆起，慢慢形成小山。此外，一些地方會出現塌陷，就像地面被‘砸出’了大坑一樣。”結合學生的回答，教師予以贊揚，并追問：“除了地形的高低變化，還有沒有其他可能的變化呢？”鼓勵其他學生進行回答，另一名學生回答道：“地震可能還會引發山體滑坡，山上的土石會順著山坡滑落下來，改變山坡的形狀。而且河流的走向也可能會受到影響，有的地方可能會因為地面隆起而阻斷河流，形成新的湖泊。”通過對問題情境的分析，學生便能深入認識到地震對地形的影響。

教師進行問題情境的設置，鼓勵學生運用所學模型解釋問題，不僅能讓學生對地球表面地形變化的原因，形成全面、深入的理解，還能提升學生運用知識進行邏輯推理的能力，從而推動學生的科學思維從簡單認知向深度分析的方向發展。

（二）開展小組討論，完善模型應用

小組討論能促進學生之間的思想碰撞與交流，拓寬學生的思維視野。同時，每個學生對模型的理解和應用方式也存在差異，在小組討論中，學生就能相互傾聽、借鑒，實現從不同角度審視模型。因此，在小學科學學科的模型建構式教學中，教師可以組織開展小組討論的活動，引導學生圍繞同一科學問題，分享各自運用模型的思考過程與結果，不斷完善模型應用，學會全面、辯證地看待科學問題，提升科學思維的靈活性、批判性與全面性，從而促進科學思維的進一步發展。

例如，在帶領學生學習蘇教版科學六年級上冊《鐵釘生銹》一課時，教師可以先根據學生科學素養的發展水平，采取互補的原則為學生進行分組，隨后，教師為每個小組提供相同的實驗材料，如鐵釘、干燥劑、試管、水等。在課后，讓每個小組進行不同的實驗操作，如第一小組將鐵釘放在干燥空氣中，第二小組把鐵釘放在潮濕空氣中，第三小組將鐵釘部分浸入水中，第四小組則將鐵釘部分浸入鹽水中。在接下來的幾天里，各小組每天認真觀察鐵釘的變化，并做好記錄。在實驗結束后，教師再搭建平臺，請每個小組派代表分享本組的發現，如第一小組的成員說：“我們發現放在干燥空氣中的鐵釘幾乎沒有生銹，只有輕微的銹點，這說明干燥的環境不太容易讓鐵生銹。”第二小組接著說：“我們的鐵釘放在潮濕空氣中，生銹速度明顯快很多，鐵釘表面已經有了一層鐵銹，這充分說明水分對鐵生銹影響很大。”第三小組的成員補充道：“我們對比了一下，僅僅有水分還不夠，接觸空氣也是鐵生銹的重要因素。因為我們把鐵釘完全浸沒在水中，生銹速度反而比部分浸入水中的要慢一些，這是因為水中溶解的空氣相對較少。”第四小組則提出了新的觀點：“我們發現鐵釘在鹽水中生銹的速度是最快的，而且鐵銹的顏色和形態也不太一樣。這說明除了水和空氣，鹽分也加速了鐵生銹的過程。”這樣，通過小組間的激烈討論和相互補充，學生能不斷完善對鐵生銹這一化學變化模型的應用，充分認識到鐵生銹不是由單一因素決定的，而是多種物質共同作用的結果。

可見，通過小組合作探究的過程，學生能認識到多種因素對鐵生銹的影響，并學會在交流中汲取他人觀點，修正自身認知，構建更完善的科學知識體系與思維模式。

三、鼓勵模型修正，實現學生思維進階

（一）引入新證據，反思模型局限

科學發展是范式的轉換，當新證據與現有模型沖突時，會引發學生對現有模型的反思。因此，在教學中，教師也應積極引入新證據，如在教學天體運動時，介紹了開普勒通過長期觀測發現行星運動的新規律，引起學生與原有認知模型的矛盾，教師要適時引導學生在面對新證據與舊模型的矛盾時，主動反思現有模型的局限性，思考模型無法解釋新現象的原因，從而培養批判性思維能力，打破原有思維定式，為科學思維的進階創造條件。

例如，在教學蘇教版科學六年級上冊《探索宇宙》一課時，教師先對學生提問，發現部分學生最初構建了以地球為中心，太陽等天體圍繞地球轉的“地心說”模型。基于此，教師引入新證據：“科學家通過長期觀測和研究發現，行星的運動軌跡和亮度變化用‘地心說’很難解釋清楚。但當教師引入金星相位變化等新證據，引導學生反思“地心說”模型，能有效培養學生的批判性思維，使學生不再盲目接受知識，而是學會用科學的眼光審視既有模型，從而促進科學思維的發展。

（二）自主修正模型，提升創新思維

學生自主修正模型的過程，就是一個主動探索、創新的過程。學生要充分發揮主觀能動性，突破原有模型框架，嘗試用新的方式構建知識體系，培養創新思維能力，從而實現科學思維從常規思維向創新思維的進階。

例如，在蘇教版科學四年級上冊《浮力》一課教學中，學生最初認為物體在水中受到的浮力大小只與物體排開的水量有關。基于此，教師引導學生探究：“如果改變液體的種類，比如換成鹽水，物體受到的浮力會有變化嗎？”學生通過實驗，逐步發現同一物體在鹽水中受到的浮力比在清水中大。基于此，學生自主修正浮力模型，即在原來的基礎上，補充液體密度這一影響浮力大小的因素。此外，還有的學生提出假設：“是不是其他因素，如物體的形狀，在特殊情況下也會影響浮力呢？”學生在探究中充分發揮主觀能動性，進一步修正模型。

在教學中，教師引導學生自主修正模型，充分展現學生的主觀能動性，使學生不再局限于固有知識，大膽假設，并積極探索物體形狀等因素對浮力的影響，從而學會了主動拓展知識邊界，形成獨立思考與創新探究的科學思維。

總而言之，模型建構式教學，能為學生科學思維的發展搭建堅實橋梁，讓學生像科學家一樣思考，敏銳洞察科學問題的本質，靈活運用邏輯推理思維，實現大膽創新設想，從而讓科學思維的種子在每個學生心中生根發芽、茁壯成長。

參考文獻

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