小学科学思维培养的策略研究

摘  要：思维是教育的核心驱动力，发展学生的科学思维是提高学生科学素养的关键。《义务教育科学课程标准（2022年版）》将“掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力”作为总目标之一，并明确了科学思维的内涵，罗列了分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法。教师应以学生的思维发展为核心，遵循儿童认知发展的脉络，提升课程的内在逻辑，重视探究活动的“补白”，构建儿童思维发展的“生命曲线”。文章针对实际教学中遇到的问题，进行了思考和实践，旨在为相关研究者提供参考和借鉴。

关键词：科学思维；探究实践；小学科学教育

《义务教育科学课程标准（2022年版）》将科学思维列为科学课程四大核心素养之一，并明确要求在科学课上引发学生的认知冲突，激发积极思维。小学科学课程实施的主要形式是探究活动，学生在探究式学习中逐步发展创造性思维能力。小学科学教学根据不同的内容有不同的探究方法，按照主要活动形式的不同，小学科学课堂教学可以分为观察探究、实验探究、资料探究和技术与工程实践这几种类型。作为小学科学教师，在科学教学中必须认识到培养学生科学思维的重要性，应将启发学生积极思维、提高学生思维能力作为教学的目的和追求，并结合学生本身的认知发展特点，回归到学生原本的思维特征，在不同的课型中运用多种教学方法，构建学生思维发展的路径，这也是教育发展对教师提出的新要求。

一、小学科学思维培养的重要性及注意事项

（一）小学科学思维培养的重要性

小学阶段的学生具有显著的年龄特点，他们的观念思维和思想意识还未养成，小学科学教学正是培养他们科学思维的关键阶段，有助于强化他们的科学认知。通过在小学科学教学中培养学生的科学思维，能够强化他们的科学意识。通过开展小学科学教学活动，培养学生的科学思维，可以让他们掌握和使用科学原理，从小以科学思维分析和考虑问题，对他们的成长和成才有着很大的帮助。

同时，新课程改革的背景下，学生的素质教育被赋予了更高的地位，而科学素养作为综合素质的重要组成部分，培养学生的科学素养尤为重要。因此，在小学科学教学中，注重培养学生的科学思维，不仅符合当前教育改革的趋势，也是促进学生全面发展的重要途径。通过这样的教育方式，可以为学生未来的成长和发展奠定坚实的基础。对学生的素质教育给予了更高的重视，而科学素养是学生综合素质中的重要部分，因此，在小学科学教学中培养学生的科学思维，符合现阶段教育改革和发展的要求。

（二）小学科学思维培养的注意事项

思维活动具有隐性的特点，存在于大脑中，教师无法直接观察，也很难用量化的方式评价学生的思维参与，往往就忽视了知识和技能之下的思维加工。学生长期停留在“做”的层面，缺少深层次的“思”和“学”，难以重组认知结构，获得思维方式和思维能力上的提升。小学生的认知学习能力仍处于发展阶段，思维需要具体事物的支持，为促进学生思维“生花”，教师应先成为思维活动的“创造大师”，精细解读教材，巧妙创设情境，引发认知冲突，点燃学习热情。让学生在玩乐中实践，实践中学习，学习中思考，逐步深化思维层次。此举不仅可强化学生的科学学习能力，提升其科学素养，更能为科学课堂注入活力与趣味，为学生未来的持续学习与终身发展奠定坚实的基础。

二、小学科学思维培养的策略

（一）关注儿童的认知进阶

皮亚杰认为，认知的本质是适应，即儿童的认知是在已有图式的基础上，通过同化、顺应和平衡等机制，不断从低级向高级发展。由此可知，儿童的认知活动需要建立在儿童自主、自觉的基础上，活动的难度要符合儿童的现有发展水平。在实际教学过程中，教师往往会忽略学生的真实想法，忽视前测的重要性，忽视儿童的思维方式与成人不同，导致教学没有建立在儿童这一概念基础上。即使准备了许多学习素材，但由于脱离了学生的最近发展区，也未能达到期望的学习效果。因此，科学教师在设计探究活动时，应更深入地探究儿童的思考方式及其背后的认知基础。以儿童的真实认知为出发点，结合教学任务和要求，科学地设定教学目标和内容，回归到教育的本质，以学生为学习的主体，以突出学生认知理解为前提，积极制订和实施科学化的教学方案。

在小学科学教学中，由于小学生的综合素养与能力还存在不足，他们缺乏自行设计和完善实验的能力，无法自行选择合适的实验材料并将材料进行组合，这就使得教师的指导尤为关键。教师需要详细解释每一种实验材料的功能，明确操作要求，以帮助学生明确实验的目标和意义。与此同时，小学生动手实践能力不强，实验操作的准确性不高，为了降低学生的实验操作难度、帮助学生更好完成科学实验，教师还需要做好对他们的学习引导和帮助。

例如，在苏教版二年级下册《神奇的新材料》一课的教学中，教材要求学生体验并描述水滴在荷叶上滚动的状态，首先教师通过“在荷叶上滴一两滴水，轻轻晃动水滴”“在荷叶上撒点粉笔灰，让水滴在粉笔灰上来回滚动”两个活动，让学生发现荷叶不沾水、不沾灰的现象。然后，教师合理选择和改进教具，将荷叶固定在塑料碗中，荷叶的周边翘起，粘在碗的内壁，防止水珠滚落出荷叶，有效降低了因学生动手能力不强造成的实验误差。之后，开展实验汇报，学生以“我发现水滴变成了圆圆的形状，滚来滚去的”“荷叶表面没有湿”这样的语言来描述自己的发现，教师和学生一起总结出荷叶“不沾水”。接下来，为了让学生观察到水珠能将荷叶表面的灰尘带走，提前将粉笔灰研磨好，倒进一头包裹着锡箔纸的小试管中，使用牙签在锡箔纸上均匀地戳出几个洞，让学生将粉笔灰均匀地洒在荷叶上，并带领学生总结出荷叶“不沾灰”的特性。两个活动结束后，给学生播放小视频，解释荷叶具有这样特性的原因。

（二）提升学科的内在逻辑

在日常科学教学中，教师应重视教材所提供的教学情境，这些情境一般呈现一个实验现象、一组围绕问题的信息和材料，或是有趣的场景，这是日常教学的重要资源。这些情境尽管都具有独立操作的特性，但同一类课程内容中的情境往往存在一定的内在关联，借助这一系列的教学情境，能够循序渐进地培养学生的科学思维，从而促进学生科学思维的强化。但教师若局限于教材中的图片和文字，没有充分领会教材背后的设计意图，则很容易将教材中的情境当作一般性的补充资料，在教学中将这些情境分裂化或者独立化呈现，忽视了它们之间的内在联系和逻辑。这样做不仅无法展现教育的生动性和趣味性，更可能忽视了教材背后所蕴含的学科逻辑，从而错失了其深层的教学价值。

因此，小学科学教师应当深入理解教材，在整体把握教材设计思路的前提下，把握好不同教学情境的关联性，思考探究活动所涉及的科学知识、技能与方法，灵活使用教材资源，创新和充实探究活动，以不同教学情景的“流程化”和“系列化”关系，给学生提供更加完整的探究体验。很多科学活动之间具有清晰的逻辑关系，教师可以通过一个个的问题和证据，推动“活动”这条明线和“思维”这条暗线相互联结、螺旋上升。因而学科逻辑不仅是依靠科学知识联系起来的，更重要的是依靠学科思维。

例如，在苏教版二年级下册《磁铁的两极》一课的教学中，教材围绕“发现”这个核心，分两部分展开了四个活动，分别是：观察多种磁铁，认识磁铁的形状；找磁极；吊磁铁；让两块磁铁的磁极相互靠近。教师可以先通过开展活动一，让学生明确磁铁有各种各样的形状，为活动二寻找不同磁铁的共性做准备。在活动二开展中，教师可以使用整块条形磁铁和蹄形磁铁去吸引大头针，引导学生发现，形状不同的磁铁，在磁力的分布上存在共性，即有的地方大，有的地方小，而最大的地方就叫作磁极。在活动二开展中，教师在原来的材料基础上，添加回形针、铁钉、钢珠等，让学生明白不论是吸引哪一种物品，磁铁的某一部位吸引的数量总是最多的。以此让学生明白，单一的现象不能得出确定的结论，要学会寻找多种证据。随后，教师继续开展活动三，指导学生悬挂起一块条形磁铁，让学生发现磁铁标有N的一端指向北极，标有S的一端指向南极。此时教师再衔接活动四，设置问题“如果把两个磁极相互靠近，会发生什么？将不同形状磁铁的两极相互靠近，又会发生什么？”结合教材实验现象观察的要求，教师可以开展实验，引导学生通过实验观察，理解多次实验对得出结论的重要性。

（三）重视探究活动的“补白”

新编苏教版科学教材提供了更多的探究活动的关键点，旨在针对性地培育学生的科学思维，但它们并非面面俱到。在开展探究活动的过程中，还有很多隐性资源或者拓展性的资源可供使用，这些资源为学生的科学思维及能力培养提供了更多的条件，同时也给科学教师提供了“补白”的机会，能够促进教学创新。教师在平衡学生认知和学科逻辑的过程中，应当做好对原有探究活动的深入分析，在体现探究活动教学要求及任务目标的基础上，创造性地设计教学路径，积极开发探究活动中的其他教育资源及可能性，并融合思维训练方法、加强学生语言表达的规范性，使用创造性的材料丰富探究活动的内容，配合语言、动作、神态、表情等，使探究活动充满生命力，激发学生探究热情的同时，实现对他们多元科学思维及能力的培养，助力他们全面发展。总之，科学教材的“留白”给科学教师的“补白”留下了空间，尤其在鼓励学生像科学家一样思考与探究时，教师应珍惜每一次“补白”的机会，为学生创造更为广阔的发展空间。

例如，在苏教版二年级上册《形状改变了》一课的教学中，学生通过玩变脸游戏体验力的作用。为了使学生的注意力更加集中，教师首先使用儿童化的语言及问题激发学生的兴趣，“你的游戏方法是什么样的？跟你的小伙伴们说一说，演一演！”“哦！他的方法是这样的！你们还有不一样的方法吗？”从而调动学生的积极性。同时，教师借助多媒体课件上，以“我的方法和他（她）的……（一样/不一样），我使用的……方法，脸变成了……”等引导性语言让学生有理有据地表达自己的观点、依据证据支持或质疑其他同学的观点，对学生进行比较的思维训练，为教材的探究活动补白。

再如，在苏教版四年级上册《弹力》一课的教学中，该课程目标要求学生用力改变这些物体的形状，再撤去所用的力，观察物体形状的变化，但没有给出活动的记录方式和实验结论的汇报形式。此时教师就可以针对此部分内容开展教学活动，设计出一个表格，让学生画出施加外力时和撤去外力后物体的形状。然后让学生汇报小组阶段性的成果，要求小组发言人要严肃地对待自己的实验成果，认真组织语言，向其他人阐明自己的观点。

三、结语

综上所述，在日常小学科学教学中落实好学生科学思维的培养至关重要，不仅有助于提升学生的科学素养，也是教育上的再创造。但学生的科学思维能力并非朝夕之间就可以养成，而是要在长期的、琐碎的训练中逐步提升，积累而成。无论是深化学生的认知，强化学科的逻辑体系，还是为学习探索增加更多的视角，这一切都是为了构建一个连贯、系统的科学教学环境，让学生能够更加全面、深入地理解科学。而这一切的核心目的，就是要增强学生的科学思维能力，并进一步提升他们的科学素养。这是一项需要耐心和坚持的长期工作，需要教师和学生共同的努力和配合。只有这样，才能真正实现科学教育的目标，为学生的未来成长和发展奠定坚实的基础。

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（责任编辑：向志莉）