小学科学教学中科学思维的培养策略

【摘要】小学科学旨在培养学生基础的科学知识，帮助学生形成基本的科学探究、实验操作等技能，促使其感受到科学探索的无穷乐趣，领略到科学思考的神奇魅力。基于此，教师要围绕教学内容，深度研学新课标，聚焦科学思维培育探索，理清科学思维的基本内涵，解析科学思维对于学生学科学习、终身学习的价值，并采取切实可行的策略，助力学生科学思维发展，满足学生未来学习、生活需求，为学生全面发展保驾护航。

【关键词】小学科学；科学思维；培养策略；核心素养

作者简介：秦晓华（1980—），男，江苏省无锡市胡埭中心小学。

小学科学课程的开设是为了促进学生对基础科学知识的积淀，逐步发展学生的科学精神与科学思维，使其成为创新人才，为成为出色的中国特色社会主义建设者、接班人奠定坚实基础。随着社会的进步，新课程教育教学改革持续走向纵深，细化小学科学教学目标，理性贯彻新课标精神，让既往重知识轻能力、重书面轻实践等问题得以逐渐解决，学生切实成为知识形成的探究者，能够构建主动学习、积极实验探究的美好格局［1］。当然，教师还需谨记陶行知“劳力上劳心”的教育思想，让科学探索成为学生动手、动脑、动口的有机融合，切实服务于学生科学素养发展，满足学生更好、更全面的成长之需。

一、科学思维基本内涵探究

科学思维是指运用科学的方法去探究科学现象、探寻现象背后的科学真谛，进而从中获得的一种思考经验、思维能力。其直接显现的是科学化的问题探究意识、严密逻辑性的思维方式，还有高度凝练的抽象、推理等素养。教师在小学科学教学中重视学生科学思维的培育，并借助实验活动、问题探究等环节助力学生获取科学基础知识，据此形成基本科学探究技能，能够帮助学生收获科学化思考经验，形成基本的科学思维。

科学思维主要的特征表现为思维的广阔性。生活是多元化的，科学的思维不是单一线性，而是发散性的。这便于学生从中获得更多的信息，使得学习思考、问题思考角度变得更全面，有利于学生挖掘事物间的联系、内在规律等。思维的逻辑性，这是科学思维最基本的特质，科学追寻的不是直觉，而是建立在理想分析、梳理之上的。思维的敏捷性，俗称为科学的直觉，表现为思维的反应速度，或是对问题探究规律、本质形成的直觉。其能助力学生走进科学活动深处，发现现象中蕴含的知识本质，使得学生科学学习变得高效，活动经验、活动思维得到理想发展［2］。

二、科学思维内在价值探析

一是科学思维能提高交流素质。科学思维是逻辑思维的一种，融合了想象、猜想、合情推理、缜密分析等思维活动，显示了学生对科学学科活动的观察、分析、思考的态度与认知方式。同时，科学探究活动还是一个多向交流、多元沟通的活动。科学思维的运用能助力学生展开更缜密的思考与表达，并在对话中不断填补思维漏洞、完善自身思维体系，使得思维的批判性、学习思辨等诸多素养有序发展。

二是科学思维能发展哲学意识。科学教学不只是简单地丰富学生科学尝试、发展学生科学技能，而是帮助学生建立运用科学知识、方法、材料探究问题、解决问题的思维体系，实现科学素养的发展。依托科学教育，适度渗透哲学观点是发展学生全面素养的切入点，教师运用哲学变化发展、实事求是等观念来引导学生学习科学，或是引导学生采用联系与矛盾的观念去看待科学活动等，无疑具有事半功倍之效，使得学生能够与时俱进，灵活地运用科学思维、认知去探究不断涌现的新问题，从中学会思考、积累知识，实现科学思维的不断提高。

三、科学思维培养策略探寻

未来社会是科技日益发达的时代，从小培养孩子的科学素养、发展其科学思维，成为科学教学的重要使命。关注小学科学给予学生科学探索、科学创新、科学实践的正面引领，为学生打好适应未来学习、生活的基础，使其拥有科学探索的必备品格与关键能力，逐步成为社会发展、进步所需要的高素质人才，是教师的职责使命。

（一）立足前置探究，培育有意思考意识

工程思维是科学思维中较为重要的组成部分，教师依托该思维特性，设置科学教学的前置性学习探究活动，不仅能将学习任务及早地告知学生，使其做好心理准备，而且还能引导学生围绕学习任务，展开有目标、有目的的学习观察，最终形成有意学习思考，为学生工程思维发展提供有力支持。

以“蛋壳与薄壳结构”一课的教学为例。教师围绕主题、讨论、设计、验证等板块来谋划教学活动，旨在借助系列化学习活动，帮助学生感知仿生科学，并在感知诸多仿生建筑的过程中初步形成对工程思维的感知，较好地发展有意思考意识，为后续发散思考、创新思考奠定基础。

具体而言，教师可设计任务群，引导学生课前展开必要的观察、模仿、探究等学习活动，让学生在玩中感受蛋壳与薄壳的基本构造、感知其特点，为有意科学思考提供支持。任务一：观察家中的鸡蛋，描述一下鸡蛋壳的外形、构造特点。随着活动的展开，学生会清楚地认识到鸡蛋由蛋壳、蛋白、蛋黄等部分组成，初步感知到蛋壳看着很坚硬，但是轻轻地一敲会破碎；用火烧一烧，还有一股刺鼻的味道等。任务二：用手捏一捏鸡蛋，看看蛋壳是否会轻易被捏碎，思考怎样的情形下，蛋壳不会轻易被弄碎？教师设计有序的课前学习活动，既能激发学生的科学探究兴趣、增强学生的自主学习意识和主动探究活力，又能借助任务，促进学生学习思考与观察，让他们在系列活动中感知蛋壳结构与拱形结构的存在，为学生仿生科学学习提供支持，为他们科学思维的发展奠定良好基础。

（二）构建良好情境，引发学习观察思考

课前设计任务，旨在培养学生的预习与主动探究意识。教师需警惕随之而来的重课外轻课内现象的出现，抓实课内教学活动预设、组织与实施，依托教学评一体化来夯实小学科学课内教学。在小学科学教学中，教师可以创设良好情境，构建利于学习观察的场景，促进学习思考发生，为学生科学思维发展提供支持［3］。

以“水受热以后”这节课的教学为例。教师构建自然的教学情境，为学生深入探究水与温度之间的关系营造良好氛围，促进学生观察、开展实验，激发学生个性化学习思考，推动科学思维发展。首先，教师依托信息技术手段，展示神奇的自然场景：一会儿是缥缈迷幻的升腾的云雾，一会儿是冰雪的世界，一会儿又是细雨绵绵的场景……画面提示音：“如此变幻的场景是怎么形成？组成的主要物质是什么？”在变幻的情景下，学生展开积极的学习观察，探究水与温度之间的关系，形成学习思考。其次，教师引导学生展开课堂互动，通过对话逐步梳理出课件资源中的内在规律：神秘的云海，是水的另一种形态表现—水的汽化；冰天雪地，则是水的固化所导致的；绵绵细雨则是汽化后的水在温度变化中发生液化的体现。通过教师个性化的解读，学生对水的三态概念形成了全面的感知，为深入学习打下良好基础。从案例教学可见，依托必要的学习观察与学习思考，学生会在探究中更好地感知科学学科的内容，建立相关概念，形成较为扎实的基础科学认知；同时，学生的分析、归纳、推理等科学思维素养也会在观察中得以深化，并在学习中得到持续发展。

（三）鼓励学习猜想，催发多维学习思考

“现实的世界是有限度的，想象的世界是无涯际的。”卢梭的经典名言揭示了猜想是走向深度思考、形成发散思考的坚实力量，也是学习思维获得进一步提升的关键所在。因此，在小学科学教学中，教师要借助情境构建，鼓励学生针对不同的观察现象展开必要的学习猜想，不断拓展学生的视野、发散学生的思维。

以“水滴的‘旅行’”这节课的教学为例。教师借助相应的教学情境，引导学生一边展开观察，一边猜想现象之中蕴含的科学原理，拓展学生学习思考角度，帮助学生初步建立良好的科学思维。首先，教师借助演示实验开启教学之旅，提问：“一颗冰块加热会变成什么？”学生通过观察演示活动，得出“冰在酒精灯加热情景下，慢慢地变成了水”的结论。其次，教师引导学生继续观察：随着烧杯的持续加热，水开始沸腾，变成云雾袅袅的景象，直至变成一片虚无。同时，教师提出新的问题：“猜想一下，冰块跑到哪里了？”学生各抒己见，形成思维碰撞，逐渐感悟到水随着温度变化会发生不同的形态改变。最后，教师再度展示实验学习活动，即将一个冰块放置于烧杯内部，引导学生观察神奇的一幕—烧杯外壁会形成一层雾，且有小水珠形成。教师提问：“烧杯外壁出现水珠是怎么回事？”有学生认为：“水珠是烧杯中的冰化成水后渗漏形成的。”还有学生说：“是烧杯内的冰块化成水后，从杯子中溢出来的。”对于上述猜想，有学生反驳道：“烧杯没有裂开来，水不会渗透出来的。”“冰块很小的，即使全部化成水，它也是低于烧杯高度，不会从杯口溢出来的。”针对多样的猜想，学生采用不同的思路探究其可行性，点燃科学探究的思维火花，培养科学思维。

（四）优化探究活动，培育有根有据思考

教师创设亲历知识形成过程的实验学习活动，能够让学生从中学会分析现象、提炼规律，学习有条理、有根据的归纳与概括。

以“电磁铁”这节课的教学为例。首先，教师播放电磁铁相关的神奇现象，引发学生学习思考，如电磁起重机起吊较大物体的画面，磁悬浮列车穿行的画面，还有电话、电铃等系列应用画面。随后抛出问题：“这些物体的运用都与什么神秘物体有关联？猜猜看？”学生基于已学的科学知识和生活经验积累，做出多元化的推测与猜想。其次，教师利用课件清晰地呈现电磁起动机的内部工作画面，帮助学生形成电磁铁的初步表象，随后追问：“那个起着关键作用的部件叫作电磁铁，你们听说过吗？想想生活中还有哪些地方运用到这种装置？”学生不断回忆生活场景，积极交流与分享，不断拓展自身视角。最后，教师构建一个自主尝试的实验场，引导学生用电池、铁钉、大头钉、漆包线等器材，尝试制作起重机的核心部件。同时，教师呈现实验活动的问题任务：结合实验活动，初步猜想，电磁铁的磁力大小与什么因素有关？ 制作出同一种漆包线为主材料的不同电磁铁，研究一下线圈的匝数是否与磁力大小有关联？在问题引领下，学生展开积极的小组实验，验证磁力与线圈匝数多少有关系，同时提出疑问：“同样的线圈匝数，使用电池数量不一样，磁力是不是也会发生变化？”对于这样的求异思考，教师应及时给予学生表扬，并鼓励学生用实验来进一步验证猜想。

重视学习交流与辨析引导，完善科学思考，是科学学科教学的准则，是发展学生科学思维的根本力量所在。交流能拓展视角，丰富感知；辨析能助力有根有据思考，使得思维变得更缜密、更严谨。鉴于此，教师应努力构建系列化、多元化的实验学习分享、辩论等实践活动，以此来助力深入分析，使得学生科学思维获得理想发展。

结语

综上所述，关注小学科学教学中学生科学思维的培养，是教师着眼未来、助力学生全面发展的教学实践。在此过程中，教师既要高度重视学生基本科学知识的积累和基本学习探究技能的培育，还需关注探究意识、科学思维的培养，以此造就具有开阔视野、创新精神的未来建设者。教师应认识到实践的重要性，并把其内化于日常科学学科教学之中，让学生在动手做中学会思考，在理性的分析、推理和归纳等活动中激发思维活力，促使其更好地解读科学知识与社会发展之间的联系，进而增强学生的社会意识与责任使命，助推其发展成为有理想、有本领、有担当的时代新人。

【参考文献】

［1］中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准（2022年版）［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］张帝平.基于科学思维能力培养的小学科学实验教学策略探究［J］.基础教育论坛，2023（16）：81-83.

［3］曾柳萍，王晓儿，陈晓燕，等.统筹单元教学活动 发展学生核心素养：以二氧化碳主题复习课为例［J］.教育与装备研究，2023，39（5）：63-68.