試論如何培養小學生科學思維能力

朱高青

一、培養小學生科學思維能力的實踐意義

（一）助力學生的未來發展

小學階段科學終結性評價的重點是課程目標的達成度，教師通過多樣化的活動設計，從科學概念理解方面入手，引導學生進行基礎知識的學習;從科學探究能力方面深入引導，深入培養學生的科學知識應用能力。在小學科學的教學實踐中，著眼于學生的成長，著眼于學生的未來發展，有效地發揮出科學思維教育的正向影響作用。

（二）落實思維可視化教育理念

培養小學生科學思維能力的實踐教學有助于推動思維可視化在小學教育階段的貫徹落實。思維可視化在教學中有著巨大的應用價值：利用圖形將知識生動形象地展示出來，可清楚展現出知識點之間的聯系，加深學生對知識的理解。

（三）發揮學生主觀能動性

基于科學思維培育的課堂教學，使得學生在科學課上不僅收獲了知識，還意識到與人合作的必要性，喚醒了學生成長的內驅力，讓學生敢于表達自己的意見，善于傾聽和接受別人的建議……基于科學思維教育理念之下的科學課能夠讓學生能發揮自己的主觀能動性，成為一個善于思辨、善于接納的人。教師采用“非良構問題”的模式進行教學，通過設計課堂的任務驅動，提出問題引導學生自己設計實驗方案并用實驗驗證結果，培養學生在解決問題時的科學思維能力。

（四）推動小學科學創新教育

將勞動教育、美育等與科學探究活動結合起來，拓展學生視野。引導學生積極主動投身于科學探索中，通過對比實驗，實事求是地記錄實驗數據、分析實驗結果，體驗科學小實驗帶來的學習樂趣，培養科學思維。教師既要尊重原創，通過種子課程的落地，以真實的科技創新任務、項目式學習為載體，培育學生的科技創新能力，也要進一步思考拓展型課程和探究型課程的不同功能與特點，有機整合，有效推進學校科技創新教育。

二、培養小學生科學思維能力的實踐路徑

（一）開展科學教研，深化教師科學教學能力

先進的教材理念為教師導航，豐富的實驗操作為教師賦能。生動有趣的科學實驗課，讓教師更加清晰怎樣引導學生經歷科學探究過程，激發學生對科學的興趣，形成科學素養。

開展實踐教研活動使得教師更加明確科學新教材的教學目標，對具體實驗操作理解更深刻。科學課程不僅要讓學生學得會，還要讓學生容易學會，更要讓學生知道如何學會。要從全面性、針對性著手，讓學生從自身實際出發，充分發揮主觀能動性，學好科學，樂于學科學、用科學。深度學習要基于學生視角和已有經驗，開展項目化學習，可以以任務驅動式或問題解決式開展，引導學生走向深入地學習，讓學生主動參與、自主探究，化被動為主動，真正體現學生主體性，在實踐教學之中培養學生的科學思維。

在教研活動中，教師重視對學生創新精神、實踐能力、理性思維等科學核心素養的培養，在每一節課中都要體現國家設立科學這個學科的價值，真正備好課、上好課，讓學生從各學科教學中受益，全面發展。重視學生觀察實驗探究能力的考查，為后續的科學復習備考奠定堅實的基礎。教師在教學教研中進行深度的科學探究，建構更高效的思維課堂，全面提升自身的專業教學能力。

（二）根于課堂實踐，培養學生科學思維

在開展實踐教學時，教師：一要“抓基礎”，將知識進行梳理，注重橫向和縱向聯系，形成知識鏈;二要“重實驗”，讓學生親歷實驗，提高學生動手的能力;三要“會運用”，將知識拓展深化，提高學生綜合應用能力。關注學生科學素養提升，關注學生創新精神和實踐能力培養。

例如：在我校的科學課堂實踐展示周中，陳老師執教《點亮小燈泡》，她以圣誕樹導入，激發了學生的探究興趣，引導學生勇于表達自己的想法;李老師執教《地球的形狀》，靈活運用多媒體手段，并且教學設計環環相扣，逐步引發學生的思考;劉老師執教《直線運動和曲線運動》，她直接引出本課主題，在活動中判斷運動類型時，通過觀察動圖、描述現象、判斷運動形式來達到知識的遷移應用;習老師執教《空氣占據空間嗎？》，他語言風趣、幽默，課堂設計巧妙，層層深入，讓學生思考怎么樣讓浮著的乒乓球沉下去、怎么樣讓沉下去的乒乓球又浮起來;廖老師執教《地球的形狀》，她充分挖掘學生對地球形狀的概念，重視學生的思維過程，一步一步帶著學生根據線索以不同的方式進行探究;夏老師執教《里面是怎樣連接的》，她不僅溫故而知新，而且最后讓學生提出問題并解決問題，充分發揮了學生的自主創新能力和科學思維。

黃老師執教《點亮小燈泡》，她的提問非常具有針對性，讓每位學生都能自由思考小燈泡的連接方法，除同留異之后再對所有情況進行驗證，體現了完整的探究實驗過程;陽老師執教《輪軸的秘密》，通過大水瓶角力賽導入課題，并嘗試從多角度引發學生科學思考、清晰表達，學生情緒飽滿，積極性高;曾老師執教《里面是怎樣連接的》，注重讓學生有序方法進行檢測，六個接線柱暗盒能發散學生思維，最后聯系生活中的暗盒，回歸生活，聯系實際;余老師執教《物體在水中是沉還是浮》，教學思路清晰，設計巧妙，實驗也具有可視性，在追問中層層引導，最終找到解決問題的方法;彭老師執教《比較不同的土壤》，從“土磚房”導入，制作土磚主要利用了土壤的黏性，先加水塑形，再晾干成胚，最后高溫燒制，它既來源于生活最后又回歸到生活;譚老師執教《影子的秘密》，她引導學生思考如何模擬一段真實記錄影子的變化的環節，從一個影子的模擬到一天的影子的模擬，極大豐富了學生的想象力。

（三）結合生活元素，深化學生科學認識

基于生活教育理念之下，教師通過有機地結合生化教學理念，在開展實踐課程時有機地融入生活之中的實例、生活之中常見的現象，從科學現象出發，提出研究問題，作出假設，設計方案，進行科學實踐，尋找證據，得出結論。在學生的討論、交流、觀察和對比后，教師進行層層引導，學生才能夠順利總結出知識重點。

凌老師執教《巖石與土壤的故事》一課，通過觀察科學實驗和閱讀資料，讓學生了解到巖石和土壤背后蘊藏著的科學知識，在閱讀與交流中培養學生勤于思考的習慣，提高學生思維能力;傅老師帶來《認識幾種常見的巖石》一課，整個課堂思路清晰，各個環節緊緊相扣，通過三個小實驗讓學生學會如何觀察一塊未知的巖石，讓學生充分參與到課堂中來。甄老師執教的內容是《讓小車運動起來》，從各種各樣車的動力出發，從讓小車動起來，到讓小車運動一定的距離，教師引導學生進行小組交流討論，最后探究小車運動的快慢與拉力大小、力的方向等要素之間的聯系，層層遞進，在學生已有經驗的基礎上引導學生深度思考;張老師帶來《食物中的營養》一課，通過聚焦關鍵問題，經歷豐富的實踐活動，幫助學生了解食物中存在的營養物質，樹立健康的飲食觀;陳老師執教《觀察與比較》這節課，巧妙的生活情境設計，通過人體不同的感官來觀察信息，以不同的小情境來串聯課堂，讓學生反復對比，尋找主人公糖糖、給橙子排序、找到水果盤中的仿真水果等等，一環扣一環，流程緊湊，教師還教會了學生一個日常辯味操作：扇聞，告訴大家要謹慎對待不明物體的氣味，不可直接嗅聞。

基于“生活教育”的核心理念，羅老師在開展小學科學教學時，對點亮小燈泡的連接方式進行了大量數據收集，給學生充分的時間，在紙上畫出不同的連接方式，歸納總結不同的連接方法。通過學生動手實驗，驗證了學生之前的猜測，總結了點亮小燈泡連接方式的共同點。羅老師做到了從趣中學，從學習中感受到趣味。在開展科學觀察教學課程時，教師通過學生熟悉的人物柯南，創設一個又一個探究情景，娓娓道來，引領學生“通過感官來發現”。學生興致勃勃地當了一次偵探家，通過對材料的看、摸、聞、聽等方式最終順利完成了偵察任務，獲得了教師頒發的“最佳小偵探”證書。在《空氣占據空間嗎？》課程之中，喻老師設計了多樣的實驗，課堂充滿激情。教師規范地演示實驗，學生小組合作完成壓杯實驗、套在瓶中不一樣地吹氣球方式帶來不一樣的結果等活動，有層次地推進了課堂進程。學生興致勃勃地投入其中，“空氣占據空間嗎？”的問題水到渠成地得到解答。

在《物質的變化》單元復習時，林老師以“神奇的變色”魔術引入，學生的學習興趣被瞬間引爆，林老師緊緊圍繞本單元的大概念——“世界是物質的，物質是運動變化的。物體在變化時，構成物體的物質可能改變，也可能不改變”，以大量結合實際生活的實例，引導學生梳理單元重要概念和觀察實驗，學習系統性的科學思維方法，建構知識網絡體系。整堂課教學設計環環相扣，由淺入深，層層推進，夯實基礎，提升思維，如行云流水，讓所有學生和聽課教師都沉醉其中，聚精會神，生怕錯過每一個精彩瞬間。基于這種教學模式，我校開設了豐富多彩的社團課程，每周五下午的兩節社團課是花實小學生期盼一周的驚喜。趣味科學社團的學生用自己靈巧的雙手制作出了水陸兩棲裝甲戰車、雙翼滑翔機、液壓挖掘機、自動升降電梯、蛇形擺、平衡獨輪機器人、木板時鐘、胡克滾輪、古代紡織機等等，對于學生都有著積極的影響作用。

（四）由“教”向“學”，優化小學科學教學體系

科學教師從“教”的研究走向“學”的研究，教師不自覺地開始重視科學課的學生學習活動的研究、科學課的教學研究。從局限于“教”的研究中走出來。走向學生科學學習活動的研究;走向學生學習概念、探究活動的研究;走向學生的研究、學習主體的研究。

胡老師課堂教學語言淺顯易懂，用簡單易懂、充滿童趣的語言解釋了月相變化背后所蘊藏的科學道理，讓學生感受到宇宙世界的奇妙，激發了學生的創造性思維，課后學生還意猶未盡。龍老師執教的研究課《證明地球在自轉》，首先研究擺具有保持擺動方向不變的特點，然后讓學生通過實驗觀察發現擺在底盤不轉動時在下面的細沙里劃出來的是一條直線痕跡，而在底盤轉動時，在下面的細沙里劃出來的是多條線交叉的痕跡，分析得出底盤轉動才造成沙痕發生改變，從而將這個發現類比到用傅科擺證明地球在自轉。該課主要培養了學生的推理論證思維。劉老師執教的研究課《直線運動和曲線運動》有三個探究活動，先在擊球游戲中提出任務，討論方法時引出直線軌道和曲線軌道，從而得出運動的兩種不同形式;接著通過觀察動圖來描述并判斷運動形式;第三個活動用自制教具來玩推球游戲，通過推測、驗證來判斷運動形式。整節課以任務驅動的方式，在建構概念的過程中發展學生的科學思維。

許老師開展的《比較不同的土壤》課堂促進學生深度學習課堂知識。許老師從生活中常見的選土種植植物情境導入，激發學生對土壤的不同特性的探究熱情。隨后，在小組合作中，通過對比、觀察和交流，學生在深入思考中了解到土壤的成分含量、黏性、滲水性等方面的不同。在學生探究后的研討交流環節，許老師細致的串式追問，促使學生的思維走向深刻。在教師不斷的有效追問中，學生深度理解了土壤與植物生長的關系，并最終解決了植物和土壤“搭搭配”的問題。

課題研究過程是一個不斷質疑、探究和挑戰的過程，在定期的研訓活動中，我校的教師組圍繞“聚焦深度學習建構思維課堂”的教學研討，展示了教師在課題研究中敢于質疑、探究、實踐的科學魅力，有效地推動了小學科學教學模式的進一步革新和發展。