用四個環節培養學生科學思維能力

陳秋艷

提升學生科學素養，培養創新型人才，完成“立德樹人”的教育使命，科學課堂是重要的載體。通過以下四個環節，可以不斷培養學生的質疑能力、科學精神與實踐操作品質：源自生活實踐，引發認知沖突;基于科學原理，提出合理假設;發現問題本質，進行實踐操作;得出科學結論，進行生活應用。小學科學課堂是以科學精神、科學思維、科學認知為主體的綜合性科學探究平臺。遵從學生認知規律，結合學生年齡特點，通過科學的單元主題，從四個環節入手，引導學生學會質疑，發現問題，從而推動其科學思維能力的發展。

一、源自生活實踐，引發認知沖突

質疑是推動世界發展的動力。人類成長史，也是一部質疑、變革、改善、定性、再質疑的循環史。許多科學認知的背后，都是從人類對未知現象的質疑開始的。

以蘇教版二年級上冊第二單元《曬太陽》為例，上課伊始，教師設計了如下的教學片段：

師：同學們，太陽與人類的生活密不可分，息息相關。想一想，人們有哪些利用太陽的事例呢？

生1：在晴天里，奶奶把被子抱到太陽底下曬。

生2：如果吊蘭長得有點枯萎，曬一曬就長得茂盛了。

生3：我們家旁邊是公園，有很多媽媽帶著自己的小寶寶去草地上曬太陽。

這時候，有一個學生產生了疑問，進行了質疑：明明是“太陽曬”，為什么說是“曬太陽”呢？顯然，這是口語在流傳中形成的一個約定俗成的叫法，和本節課“太陽與生活”主題沒有關聯。這時候，教師對學生的質疑從語言發展角度進行解答，同時順勢引出“太陽與人類的關系如此密切，我們除了直接利用太陽，還可以怎么利用太陽能量呢？”幫助學生形成新的認知沖突，激發學生繼續探究太陽奧秘的興趣。

二、基于科學原理，提出合理假設

科學課程在每一課都設置了聚焦、探索、研討和拓展的板塊。每一個板塊都需要我們提出假設，驗證假設。如，在學習《窗戶的作用是什么》一課的時候，教師設計了這樣的片段：

師：孩子，窗戶是每個房子必不可少的部件，那你知道窗戶有什么作用嗎？

生1：可以通風。

生2：窗戶可以幫助我們流通空氣。

生3：可以在窗戶前面曬太陽，而且可以讓房子亮堂堂的。

師：是啊，光和熱是太陽公公送給大家的禮物，也是窗戶存在的意義。那大家圍繞“窗戶”，可以提出哪些假設呢？

學生根據觀察，從窗戶的位置、窗戶的大小、窗戶的形狀、窗戶的材料提出了很多的假設。教師接著又出示了埃及房屋的圖片，引導學生質疑：為什么埃及房子的窗戶那么小呢？讓學生思維進行發散，了解到窗戶大小和環境也是密切相關的。因為埃及天氣炎熱，為了避免吸收過多的光和熱，所以窗戶比較小。這也是對第一環節認知沖突的再回顧。

三、發現問題本質，進行實踐操作

通過上面兩個環節的學習，學生了解了太陽給人類生活帶來的好處，基于二年級學生的科學認知，得出了太陽的光與熱能給人們帶來光明與溫暖。那么如何利用這些光和熱呢？教師通過做一個簡易太陽能熱水器的實踐操作，讓學生進一步感知太陽。教師先引導學生觀察，看一看熱水器是由哪些部件構成的，每個部件的作用是什么。再出示實驗材料，讓學生把實驗材料與真實的熱水器建立聯系，說一說實驗材料分別是熱水器的哪一個部分。最后，讓學生把做好的“太陽能”放到太陽底下進行實驗。學生通過實驗，發現每一組“太陽能”的冷熱程度都不相同，學生會引發新的疑問：為什么水的溫度不一樣？根據學生產生的質疑，教師通過讓學生觀察擺放的角度、擺放的位置、水量的多少、材料的選擇等，再去嘗試。這樣，學生對利用太陽會有更多的發現。

科學實驗操作，需要引導學生發現問題本質，通過質疑，產生新的科學探究欲望，從而推動科學實踐活動更科學、更規范、更有序地發展。

四、得出科學結論，推進生活應用

每一項科學活動，最終都要指向正確的科學結論。教師需要幫助學生得出合理的結論，這些結論不應該是教師的直接出示，而是需要學生在操作實踐、討論交流、總結分享中發現、得出。

在《太陽的位置變化》這一課教學中，教師出示《兩小兒辯日》的故事，讓學生說一說在這個故事中，太陽的位置有什么不同。學生通過閱讀小故事發現：太陽剛露出地面的時候，在東邊;在氣溫變高的時候，在頭頂。教師接著追問：假如兩小兒繼續辯下去，太陽又會到哪里呢？引出太陽“日出東方，日落西山”周而復始的位置變化的概念，這種概念需要學生在生活中應用。

師：通過圖片，大家都了解了太陽的位置是變化的，太陽在一天當中經歷的位置各不相同。其實，在我們的生活中，主要的位置有東、西、南、北四個方位，我們來說一說校園里的標志建筑都分別在什么位置。

生1：學校的大門在南邊。

生2：學校的教學樓在北邊。

生3：操場在西邊。

生4：圖書館在東邊。

師：那就讓我們到校園里，按照東、西、南、北的順序，分別去看一看這些建筑吧！

科學知識源于認知，立于生活。每一節課都需要教師思考，如何把課本的知識與生活實際相聯系，讓科學知識指導學生生活，幫助學生形成運用科學的能力。

對學生的質疑精神、思維能力的培養，應該成為我們小學科學課堂的價值追求。通過四個環節設計，能夠鍛煉學生的質疑本領，培養學生科學探究精神，幫助學生獲得科學概念，發展科學核心素養。