小學科學低年級思維能力發展的教學策略

福建省福清市海瑤中心小學 真麗倩

新課標指出，小學科學應“發展學生的創造性、批判性思維和想象力”。這種高層次的思維要求，也被稱為高階思維，包括分析思維、評價思維和創造思維。小學低年級的學生思維水平屬于剛剛起步，在科學課程學習中，大多數學生能夠完成記憶、理解，達到應用水平，這和我們追求的高階思維還有一定的差距。但是我們不能忽視低年級學生豐富的想象力和創造力，他們的思維剛剛萌芽，教師可以引導其向高階思維進步，讓他們也能“像科學家一樣思考”。

教師要充分調動學生學習熱情，勤于思考、善于思考，為發展高階思維注入動力，但學生的思維活動總是捉摸不定，成為擺在每一位教師面前的難題。思維導圖是一種圖文并茂的思考工具，它能夠將思維的拓展和走向可視化。它既符合認知發展規律，為想象力和創造力提供一片闊土，又神奇的將學生的思維動態躍然紙上，將學生的所思所想反饋給教師，教師得以及時調整教學方法，適時推動低年級學生的科學思維發展。

一、啟發思考，學會思維方法

如何啟發學生思考？低年級學生的思維比較跳躍，又怎樣了解學生思考的進程？思維導圖既能呈現思維脈絡，顯現出學生思維過程中遇到的阻礙和難點，又可以引導學生思考方向。根據學情的差異性，有機地選擇合適的思維導圖模型，合理預設和調整課堂教學，推動學生思維能力階梯式上升。

1.拓寬學生發散思維的廣度。

剛升入一年級的學生，擁有強烈的好奇心，愛問。愛問，說明他們有開動腦筋進行淺顯的思考。但他們剛接觸小學科學這門課，還沒有養成良好的思考習慣，思考的持續性和專注力不夠，時常因為沒有耐心，遇到困難就放棄思考，如此就很難引導學生思維向高階發展。課堂上，教師為學生展開一張思維導圖，營造輕松開放的討論氛圍，由淺入深，一步一個臺階，再引導學生不滿足于單一的答案，發散思維，共同合作完成思維導圖。

在《動物·人》一課中，有一個交流討論的話題：人和黑猩猩有哪些相同與不同之處？這個問題需要充分調動發散思維，答案琳瑯滿目。傳統的發散思維訓練，學生們往往很快陷入瓶頸，原因是思考沒有方向，得出兩三個結論后就開始迷失，而思維導圖非常適合在教學活動中，發散學生的思維。通過思維導圖，將人類生活密不可分的四個字：衣食住行，形成四個一級分支。學生很容易說出大猩猩靠皮毛取暖，人類取暖有衣服；二者都需要吃食物；大猩猩住森林，人類住房屋；二者都可以直立行走等。思維導圖為學生打開思維的大門，學生對話題越來越感興趣，意猶未盡。教師再建立幾個一級分支，道德、智力、體育、審美、勞動。學生們又可以說出大猩猩品德靠本能，人類的意志力更高；大猩猩有一定的智力，懂得使用工具，但人類掌握更多的技能，還有語言和文字；大猩猩力氣和速度比人類強，但射箭和打籃球不如人類等，可謂腦洞大開，靈感如涌泉。

2.推進學生發散思維的深度。

二年級學生的思維方法和認知能力有一定基礎，懂得有目的、有方向的思考問題，發散思維漸趨成熟。教師應該適時推動學生思維進一步完善，讓思維像樹枝一樣向外蔓延，從具象能力到抽象思維齊頭并進，將思維推向更深層次，加快思維能力的系統性發展。

執教《四季的天氣》時，先準備一個氣泡圖，讓學生暢所欲言，說出盡可能多的描述秋天的語句。如“樹葉黃了、蘋果成熟了、比較干燥……”。發散思維過后，引導學生們從眾多個體中提取共性，幫助學生完成分類。例如，將“比較干燥、雨水少了”描述的是秋天“降水”這個氣候特點。從而增加了“降水、物候、氣溫”這些描述天氣的科學概念詞，讓學生學會用科學語言描述天氣。這是一個復雜的抽象思維過程，但利用思維導圖，僅僅是一級的氣泡圖變成了二級的邏輯圖，思維層級增加了，學生們一目了然，思維的深度也由此增加。

二、指引表達，培養思維能力

語言表達讓學生的思維外顯化。低年級學生表現欲強，希望得到老師認可和表揚。學生課堂上語言表達主要體現在發問和回答，但表達比較隨意，教師可以借用思維導圖，引導學生有邏輯性的表達，培養先思考再說的習慣。

1.化難為易，合理分析。

低年級學生的課堂發言，多是心直口快，思考的成分少，深入思考的更少。低年級學生有猜想的能力，然而具有科學思維的猜想不是亂猜，是經過大腦分析后有依據的猜想。低年級學生能完成簡單的分析猜想，但遇到復雜一點的情況，就很難理清頭緒。利用思維導圖，教師可以輕松引導學生分析、假設，一步步完成合理的猜想。

圖1 雪地里腳印的思維導圖

《做個小偵探》中有個環節是“雪地上動物的腳印，發生了什么事情？”如何引導學生將看到的腳印和已有經驗建立聯系、打破分析困局呢？構建以“腳印”為中心主題，列出與腳印相關的因素：大小、形狀、朝向、距離和種類等，作為思維導圖的一級分支。學生思考有了方向，通過腳印的大小和形狀，猜測出兩種動物品種；確定了動物，接下來要分析合理的情境。從腳印朝向分析動物的行走軌跡，從腳印的距離判斷動物行走的速度，從種類的變化猜想事情的新發展。這個案例利用思維導圖來做指引，在學生毫無頭緒中化難為易。先拿出某一個因素，讓學生由點出發，往下分析探討，有理有據，最終多點成面，共同完成了一次高效高質的分析猜想。

2.分享交流，合理評價。

杜威曾說“如果沒有對一個觀念細致、深入、全面地合理思考，就不要下判斷。”可見，經過合理的分析，進行的評價才有價值。教師要推動發展低年級學生的評價思維，培養他們主動尋找證據的意識，發現錯誤，對評價結果進行修正。教師借助思維導圖，讓學生在反復假設、論證的過程中及時調整改變，逐漸條理清晰。

執教《自制指南針》時，如果根據教材活動安排，給出材料，讓學生按著書本上的步驟動手制作一個指南針。這樣的教學活動強化了學生對指南針的記憶和理解，但對思維能力要求不高，無法調動學生思考積極性。教師可以嘗試用思維導圖，讓學生的思維活躍起來。向學生介紹指南針的原理后，讓學生成立小組討論，列出自制指南針所需的材料。有一組列出的材料是鋼針、小圓盤。其他小組提出鋼針沒有磁性，不會指方向。又有同學指出，鋼針放在圓盤內不會轉動，問題出在哪？這時進入第二階段，小組討論自制指南針成功的條件，學生們各抒己見，老師邊引導邊梳理，最終得出成功的要點是鋼針帶磁性了嗎？鋼針轉動了嗎？第三階段開始，重新討論自制指南針所需材料。討論中出現了很多想法，根據導圖中成功要點，經過不斷的驗證修正，最終加上了磁鐵、方塊泡沫、水等材料。就這樣通過思維碰撞，最終敲定材料，再按照教材的步驟做，清晰明了。

圖2《自制指南針》材料選擇思維導圖

三、賦予創造空間，提升思維水平

創造性思維是高階思維的核心，在已有知識經驗的基礎上，由發散思維、概括能力、分析評價等一系列思維活動共同參與后的成果，它要求學生的思維自由開放，想象力豐富多彩，體現在學生主動發現問題、提出見解，并且解決問題。

1.打破思維“框架”，解鎖想象空間。

學生在思維訓練初始階段，以機械記憶為主，理解記憶為輔。小有所成階段，在教師的指引下，可以沿著既定的思維導圖脈絡，思維的觸手探得更廣、更遠，可以在思維過程中反復分析論證總結，得出科學的結論。而創造性思維和傳統思維的一個關鍵區別在于：獨立自主性。

一般課堂中，學生的思維活動或多或少都受到教師的幫助，接收到相關線索或者方向，思維就像活水入渠，奔騰入海，做到這種程度也相當不錯。而創造性思維要求給予學生無限的想象空間，消除固有思維支脈，將自主思考權完整的賦予學生，此時，教師的角色不再是思維導圖上的“引路人”，而是服務者和記錄者。

執教《形形色色的動物》中“描述動物的主要特征”環節，讓學生開展小組合作。第一個任務是：小組成員列舉出任何能想到的特征，先行記錄下來。第二個任務是：讓小組內部討論，對記錄的每一個特征進行分析、抽象總結、繼而分類，或用樹狀、或用氣泡以及流程圖，描繪出屬于小組成員的思維導圖，建構他們心目中“動物的共同特征”的概念。和平時的思維導圖不同，此時看到的思維導圖成果，可能面目全非，充滿了不確定性，甚至錯漏百出，費時費力卻和課堂計劃大相徑庭。但從長遠而言，在創作思維導圖過程中，學生不斷鍛煉自己的高階思維能力，結果是大大提高了思維活動的效率和質量，而且充分發揮了學生大膽想象、敢于創新的思維天賦。

2.融入自主探究，創造性解決問題。

新課標倡導培養學生主動發現問題、自主探究、解決問題的科學素養，低年級學生都是生活的熱愛者、觀察者、制造者，教師要把創造性思維的培養從課內延伸到課外生活實踐中去，達到學以致用。

在低年級小學科學課后，安排有一定數量的課外自主探究活動，自主探究內容思想放飛、形式不限、時間自由、結論多樣，源自現實，服務生活，我們可以促使它成為創造性思維萌芽發展的溫床。但經常沒有受到教師和學生們重視，主要因為課外自主探究活動成效不好，不及預期。難點在于：課外自主探究活動有很強的自主性和拓展性，學生倘若沒有家長的指導便毫無頭緒，不知道從何下手，一旦受挫不知道如何排除困難，自主探究寸步難行；在家長指導之下，學生又很難在自主探究環節發揮主導作用。在如此境地之下，課外自主探究活動的執行率和效果大打折扣，解決難點要幫助學生找到一套做得到、有效果的自主探究模式。

思維導圖非常適用于低年級學生的課外自主探究活動，它能夠幫助學生快速梳理探究課題的邏輯，從多方位反映各個事物的內在特征和因果聯系，教師應充分利用各項自主探究活動，鼓勵學生獨立思考或開展小組合作探究。培養學生主動參與的積極性，并將思維導圖貫穿整個科學探究過程中，創造性解決問題，實現思維水平質的提升。在《制作風向標》課外探究活動中，要求學生小組合作，制作出一個能夠有效測量風向的風向標。雖然課本中給了多個提示，例如需要做一個箭頭，選用吸管、帶橡皮頭的鉛筆、硬紙片，用電風扇演示等，但二年級學生動手的時候，多數仍然無從下手，無法發現課文中的關鍵提示和制作風向標存在何種關聯。

此時采用思維導圖的方式，首先學生明白風向標的原理：風吹到風向標，讓風向標轉動后停止，最終指針可以指明風向。通過原理倒推出所需條件，要有風、要有一個風向標、要能隨風轉動、需要標明方向。可以將這四個因素作為一級分支，分別解決問題，于是形成二級分支，難點在于第二、第三要點。通過觀察風向標圖案，羅列出風向標的各種構成零部件，形成第三分支，即指針、支架、底座等，反復猜想、驗證、改進，得出第四分支，即用吸管做指針、硬紙片做箭頭箭尾、用鉛筆做支架、用泡沫墊或沙盤做底座。而隨風轉動，參考常見的風車玩具，聯想到用大頭針連接吸管和鉛筆頭上的橡皮擦。學生小組邊繪制思維導圖，邊動手制作，思維先行，實踐驗證，進而反饋調整，將原本復雜的工程變為思路清晰的科學探究活動。

總之，思維是小學科學課堂教學的中心，教師要教會學生的不僅僅是科學知識點，更重要的是培養學生科學思維能力。思維導圖作為一項操作簡單、行之高效的教學策略，能將無形的思維活動化為有形的脈絡，對思維能力水平尚淺的學生有重大意義。它清晰地展示了思維過程，可以追根溯源，供學生反復驗證，也可以指引學生打開思路，加深思考。在學生思維能力進一步發展和鞏固后，教師要繼續引導學生跳出固有思維，大膽設計自己的思維導圖，主動發現問題，創造性解決問題。教師應當以培養學生高階思維為追求，培養創新人才為己任。