用四个环节培养学生科学思维能力

陈秋艳

提升学生科学素养，培养创新型人才，完成“立德树人”的教育使命，科学课堂是重要的载体。通过以下四个环节，可以不断培养学生的质疑能力、科学精神与实践操作品质：源自生活实践，引发认知冲突;基于科学原理，提出合理假设;发现问题本质，进行实践操作;得出科学结论，进行生活应用。小学科学课堂是以科学精神、科学思维、科学认知为主体的综合性科学探究平台。遵从学生认知规律，结合学生年龄特点，通过科学的单元主题，从四个环节入手，引导学生学会质疑，发现问题，从而推动其科学思维能力的发展。

一、源自生活实践，引发认知冲突

质疑是推动世界发展的动力。人类成长史，也是一部质疑、变革、改善、定性、再质疑的循环史。许多科学认知的背后，都是从人类对未知现象的质疑开始的。

以苏教版二年级上册第二单元《晒太阳》为例，上课伊始，教师设计了如下的教学片段：

师：同学们，太阳与人类的生活密不可分，息息相关。想一想，人们有哪些利用太阳的事例呢？

生1：在晴天里，奶奶把被子抱到太阳底下晒。

生2：如果吊兰长得有点枯萎，晒一晒就长得茂盛了。

生3：我们家旁边是公园，有很多妈妈带着自己的小宝宝去草地上晒太阳。

这时候，有一个学生产生了疑问，进行了质疑：明明是“太阳晒”，为什么说是“晒太阳”呢？显然，这是口语在流传中形成的一个约定俗成的叫法，和本节课“太阳与生活”主题没有关联。这时候，教师对学生的质疑从语言发展角度进行解答，同时顺势引出“太阳与人类的关系如此密切，我们除了直接利用太阳，还可以怎么利用太阳能量呢？”帮助学生形成新的认知冲突，激发学生继续探究太阳奥秘的兴趣。

二、基于科學原理，提出合理假设

科学课程在每一课都设置了聚焦、探索、研讨和拓展的板块。每一个板块都需要我们提出假设，验证假设。如，在学习《窗户的作用是什么》一课的时候，教师设计了这样的片段：

师：孩子，窗户是每个房子必不可少的部件，那你知道窗户有什么作用吗？

生1：可以通风。

生2：窗户可以帮助我们流通空气。

生3：可以在窗户前面晒太阳，而且可以让房子亮堂堂的。

师：是啊，光和热是太阳公公送给大家的礼物，也是窗户存在的意义。那大家围绕“窗户”，可以提出哪些假设呢？

学生根据观察，从窗户的位置、窗户的大小、窗户的形状、窗户的材料提出了很多的假设。教师接着又出示了埃及房屋的图片，引导学生质疑：为什么埃及房子的窗户那么小呢？让学生思维进行发散，了解到窗户大小和环境也是密切相关的。因为埃及天气炎热，为了避免吸收过多的光和热，所以窗户比较小。这也是对第一环节认知冲突的再回顾。

三、发现问题本质，进行实践操作

通过上面两个环节的学习，学生了解了太阳给人类生活带来的好处，基于二年级学生的科学认知，得出了太阳的光与热能给人们带来光明与温暖。那么如何利用这些光和热呢？教师通过做一个简易太阳能热水器的实践操作，让学生进一步感知太阳。教师先引导学生观察，看一看热水器是由哪些部件构成的，每个部件的作用是什么。再出示实验材料，让学生把实验材料与真实的热水器建立联系，说一说实验材料分别是热水器的哪一个部分。最后，让学生把做好的“太阳能”放到太阳底下进行实验。学生通过实验，发现每一组“太阳能”的冷热程度都不相同，学生会引发新的疑问：为什么水的温度不一样？根据学生产生的质疑，教师通过让学生观察摆放的角度、摆放的位置、水量的多少、材料的选择等，再去尝试。这样，学生对利用太阳会有更多的发现。

科学实验操作，需要引导学生发现问题本质，通过质疑，产生新的科学探究欲望，从而推动科学实践活动更科学、更规范、更有序地发展。

四、得出科学结论，推进生活应用

每一项科学活动，最终都要指向正确的科学结论。教师需要帮助学生得出合理的结论，这些结论不应该是教师的直接出示，而是需要学生在操作实践、讨论交流、总结分享中发现、得出。

在《太阳的位置变化》这一课教学中，教师出示《两小儿辩日》的故事，让学生说一说在这个故事中，太阳的位置有什么不同。学生通过阅读小故事发现：太阳刚露出地面的时候，在东边;在气温变高的时候，在头顶。教师接着追问：假如两小儿继续辩下去，太阳又会到哪里呢？引出太阳“日出东方，日落西山”周而复始的位置变化的概念，这种概念需要学生在生活中应用。

师：通过图片，大家都了解了太阳的位置是变化的，太阳在一天当中经历的位置各不相同。其实，在我们的生活中，主要的位置有东、西、南、北四个方位，我们来说一说校园里的标志建筑都分别在什么位置。

生1：学校的大门在南边。

生2：学校的教学楼在北边。

生3：操场在西边。

生4：图书馆在东边。

师：那就让我们到校园里，按照东、西、南、北的顺序，分别去看一看这些建筑吧！

科学知识源于认知，立于生活。每一节课都需要教师思考，如何把课本的知识与生活实际相联系，让科学知识指导学生生活，帮助学生形成运用科学的能力。

对学生的质疑精神、思维能力的培养，应该成为我们小学科学课堂的价值追求。通过四个环节设计，能够锻炼学生的质疑本领，培养学生科学探究精神，帮助学生获得科学概念，发展科学核心素养。