以強化學生思維能力為方向設計教學

余向輝

〔摘? ? 要〕? 以構建學生思維能力為方向的小學科學課程教學設計符合小學生的發展規律，符合小學科學課程教學改革要求。小學科學課程教學構建學生思維能力應從基本思維方法入手，逐步培養學生思維能力，從簡單的觀察到分析現象，從描述問題到根據不同觀點和結論有創造性地表達見解，由此不斷提升學生的科學思維能力，增強學生的科學意識。

〔關鍵詞〕? 小學科學；學生思維能力；教學設計

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 10? ? 040-042

2022年版《義務教育科學課程標準》（以下簡稱《課程標準》）明確提出，科學課程旨在培養初步的科學觀念，讓學生認識科學的本質并掌握與認知水平相適應的科學知識，初步形成基本的科學觀念并用于解釋有關的自然現象。以構建學生思維能力為方向的小學科學課程教學設計，應堅持以學生為本的思想，積極開展科學課程指導工作，不斷探索科學教學方案，提升科學教學質量。

一、小學科學課教學強化學生思維能力必要性

（一）符合學生發展規律

小學階段學生的學習是從現象認識到本質理解的過程，是從直觀思維向抽象思維轉化的過程。在科學教學過程中堅持培養學生科學思維，符合小學生的發展規律，學生在初期的科學學習中基本是以科學現象為主，通過對科學現象（自然現象、科學小實驗現象）的觀察等，激發學生的科學學習興趣，培養學生科學學習意愿。隨著小學生的成長，科學學習從簡單地觀察科學現象向分析科學本質轉化，從單一實驗向類比實驗、構建科學實驗模型轉化，從簡單的實驗操作向對科學本質的探索轉化。這一過程就是學生科學思維發展的過程，也是學生成長的過程。小學生在科學學習過程中會逐步將自身所學、生活經驗與科學知識進行對比、分析，逐步形成科學觀念、科學思維和科學意識，以此實現學生自身的發展、進步。

（二）符合《課程標準》要求

《課程標準》明確提出了培養學生科學思維的要求，并將培養學生科學思維明確為小學生必備科學核心素養，因此加強學生科學思維培養、明確思維培養方向的課程設計符合新課標的要求。在教學過程中，培養學生科學思維需要教師轉變教學思想，加強方法滲透和指導。教師從思想上重視培養學生的科學思維，必然反映在教學設計的改進上。體現在為學生科學思維的發展提供必要方法支持，對現有課程教學方法進行調整、優化；在具體的教學實踐中，加強對學生科學分析方法的指導、科學模型自主構建以及創新性思維的培養等，促進小學生科學思維的有效發展。

二、以強化學生思維能力為方向設計小學科學課教學

（一）做好課程設計，培養科學思維方法

強化學生思維能力，前提是培養學生掌握基本的科學思維方法，通過方法指導提升學生思維能力，助力學生發展。基本科學思維方法包括分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、歸納與演繹、聯想與想象、重組思維、發散思維、突破定勢等，需要教師根據課程教學的內容和科學課程設計，靈活地進行選擇和應用。

在科學課程教學中，教師應注重對學生基本科學思維方法的培養和指導。例如，在蘇教版四年級上冊《哺乳類》一課教學時，教師設計實驗“體驗脂肪的作用”，指導學生通過對比的方式進行實驗，即把一塊動物脂肪綁在一只手的一根手指上，另一只手的手指不綁動物脂肪，將兩根手指同時放入冷水1分鐘進行對比，體驗兩根手指的不同體感。這樣的對比方式，能讓學生了解動物脂肪對保持溫度的重要性，從而培養學生科學嚴謹的思維，認識脂肪的價值。此外，在“動物大家族”單元教學中，涉及動物的分類，教師要指導學生用歸類思維的方式，對鳥類、哺乳類和魚類進行對比。在歸類過程中，幫助學生了解動物歸類的基本方法，包括脊椎動物和無脊椎動物的分類等，引導學生在學習過程中，通過類比等方式，逐步歸納出動物分類的內容，強化學生對動物大家族的認識。在完成本單元教學后，教師還應做好個例說明，如可以設問“鯨魚是哺乳動物還是魚類？”鼓勵學生用所學知識進行分析和綜合，然后通過魚的特征與鯨魚的對比、哺乳動物特征與鯨魚的對比，引導學生用知識歸納、分析、綜合的方式，逐步形成正確的結論，認識到“鯨魚雖然叫魚但不是魚，是哺乳動物”。

（二）學會建構模型，培養科學提煉能力

科學建構模型，是提高學生分析能力、培養學生科學思維方法的有效途徑。教師在科學課程設計過程中，應逐步培養學生基于經驗事實抽象概括出理想模型，具有初步的模型理解和模型建構能力。在這一教學過程中，教師應從直接為學生提供科學分析模型轉變為讓學生自主科學提煉并建構模型，助力學生發展和能力提升。

建構模型的核心是將科學內容轉化為學生學習的思維，提升學生對科學知識、原理的認識。從小學生的理解能力出發，模型建構應以形成科學意識、培養科學觀念、提升思維能力為主。例如，在蘇教版四年級上冊《彈力》一課教學時，教師通常是圍繞彈力現象進行說明，讓學生理解“彈力就是用力改變物體的形狀，再去掉用掉的力”。在展示過程中包括玩握力器、拉力器、彈簧等實驗為主。但在教學過程中，學生很容易想起彈力球，進而引出對彈力的大小以及彈力遞進關系的認識，因此教師可以進一步模擬彈力球的操作，讓學生初步構建起模型，即“彈力球每一次回彈都會比前一次的高度低直至停在地面”。這一模型的構建，可以幫助學生初步拓展對彈力的理解，同時也是學生自主分析和理解彈力的起步，如學生根據以上模型進一步推導“每一次下落，球的形狀變化會逐步縮小”，這是基于學生對彈力概念的理解而進行的模型推導，是學生自主思維的體現。此外，在構建模型的過程中，教師應引導學生將觀察到的現象和原理進行推導。例如，在五年級上冊“水在自然界的循環”單元教學時，教師應引導學生建構水循環的模型并分析水變成雨、雪、露珠、云的條件，從而建立起對水資源循環的整體認識。

（三）運用推理方法，培養科學推理思維

培養學生科學推理思維非常重要。推理、預測是學生科學思維的重要內容，教師應做好教學指導工作，培養學生綜合運用科學信息的能力，分析與綜合判斷各種信息、事實和證據，運用證據與推理對研究的問題進行描述、解釋和預測，具有初步的推理與論證能力。

推理思維的培養離不開對信息的綜合運用，需要學生從自身的日常生活、學習經驗中提取并與科學知識相結合。如蘇教版四年級上冊《運動的快慢》一課教學時，教師應指導學生逐步理解快與慢的知識，并對生活中的運動速度進行排序和分析，從而深化對物體運動快慢的理解以及對運動快慢的預估，如人跑步的速度應該低于自行車速度，高于人步行的速度，教材中約定自行車每小時15km，步行每小時5km，因此跑步速度應該在每小時5～15km之間。教師還可以運用信息綜合的方式，在推理過程中培養學生科學行為，如山中有大火和風的情況下，是順著風的方向跑還是逆著風的方向跑是科學問題，教師可以先讓學生進行思考，絕大部分學生根據教師提供的問題以及視頻資料，普遍認為應該順著風和火的方向跑，因為害怕。教師根據學生的反饋，可以進一步給出數據，風的速度一般用風的級別來定義，一級風普遍在每小時3.6km，二級風每小時10km左右，三級風則是每小時20km左右，根據之前學過的跑步速度，可以發現，當發生山火時，順著風跑的前提是一級風，二級風以上則跑不過風和火。教師用數據分析的方式以及真實火災中的自救場景展示，讓學生對知識進行推理，得出“遇到山火和大風，應該逆著山火跑，才有一線生機”的結論，從而強化對科學知識的認識。

總之，推理過程中，教師既要尊重學生基本的生活常識、生活思維，也要引導學生對科學的內容進行分析，從而幫助學生形成科學思維意識，逐步掌握正確的生活、學習方式，體現科學思維價值。

（四）倡導合理質疑，培養科學創新思維

在小學科學課程教學中，教師應鼓勵學生對不同觀點、結論和方案進行質疑、批判、檢驗和修正，進而提出具有創造性的見解和方案，具備初步的創新思維能力。學生科學創新思維的培養不是憑空想象，而是基于科學原理而對生活現象的分析和研判，通過合理質疑，找到科學的解決方式，促進創新性思維的形成。

培養學生合理質疑，關鍵是要產生“沖突”，即知識學習與學生生活之間的沖突。如在四年級上冊《導體和絕緣體》一課教學時，教師提出絕緣體不導電的觀點后，很多學生表示質疑，認為生活中的電無處不在，部分學生甚至產生“老師總說讓我們遠離電，怎么還會有絕緣體不導電呢”的疑問。基于學生的問題，教師可以設置一系列的試驗：首先，選擇學生生活中常見的物品，包括橡皮、直尺、鉛筆芯、木筷等，讓學生對物品是否導電進行猜測，然后通過科學實驗的方式一一驗證，讓學生對物品導電和絕緣體有初步的認識，如很多學生認為木筷是導電的，而實際上木筷不導電，學生因此認為鉛筆是不導電的，但測試發現鉛筆中的鉛筆芯卻是導電的。用科學實驗的方式讓學生逐步形成木制品不導電、金屬導電的結論。然后教師讓學生分析常見的電器、電工材料和工具，分析導體和絕緣體，并通過實驗逐一進行驗證。此外，教師還要做好學生的引導工作，引導學生對生活中的物品進行導電測試，如學生普遍認為水是導電的，通過測試自來水、純凈水和鹽水的導電性能，將結論和自身原有的判斷進行對比，從而加深對水的導電性能的認知。培養學生創新意識的基礎是要讓學生對科學知識有深刻的認識。在教學過程中，教師要幫助學生理解科學內容并與自身原有的認知進行對比，在對比中發現問題并歸納、總結，從而使他們在遇到問題時能夠用創新的思維解決問題并設計實驗進行驗證。

三、結語

以強化學生思維能力為方向的小學科學課程設計，應堅持以學生為主體的原則，從培養學生思維能力入手，加強對學生的指導，既要讓學生掌握基本的科學方法，也要培養學生的科學思維，還要培養學生的創新意識，助力學生科學思維的發展。

參考文獻

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