发展学生科学思维的五种方法

吴梦怡

〔摘    要〕新课程标准指出，科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。科学思维是科学学科的核心素养，对学生的综合发展起着极为重要的作用，也对学生的长远发展起着关键作用。本文结合教学实践，对小学5～6年级学生的科学思维现状进行分析，并对培养策略进行了研究。

〔关键词〕  小学科学；核心素养；科学思维

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  19-0027-03

新课程标准指出，科学课程旨在培养学生的核心素养，  为学生的终身发展奠定基础。对于小学5～6年级的学生来说，一周三节科学课，研究科学所用的时间较少。在日常的教学中，教师普遍更加注重科学观念和探究实践，同时也会涉及态度责任方面的教育，但是科学思维却很难在日常教学中被考核。在科学教学中，一般都注重知识的教学、探究的开展，因而忽略了对思维的训练。鉴于此，本文旨在将理论和实践相结合，对小学5～6年级学生科学思维的培养方法进行探讨。

一、5～6年级学生科学思维问题分析

学生在学习科学课程的过程中，科学思维薄弱，具体表现在：对客观事物进行分析、概括能力较弱；解释问题与现象的能力弱，语言表达能力较差；难以站在不同立场分析、思考问题，很难有创新的想法。良好的科学思维，对学生的学习和成长具有重要意义，科学思维的薄弱，对科学观念的学习、探究实践的开展，都会带来不利的影响。

（一）学生科学思维水平不高

5～6年级的学生，通过前几年的科学学习，在科学方面已经有了一定的基础，对科学现象有了一定的认知，对科学知识有了一定的储备，科学思维也具有了一定的发展。但在实际教学过程中，学生科学思维的发展受多种因素影响，其水平有高有低，但科学思维水平不高的情況较为普遍。

1.抽象概括能力低，难以建构模型

模型建构与运用模型分析、解释现象和数据、形成相关概念的能力较弱。例如，在“地球的运动”单元，学生难以建构地球运动的模型，当出示地球仪和三球仪帮助学生理解的过程中，学生难以将地球仪上的发现以及用三球仪观察到的现象，与生活现象相结合。

2.难以建立证据与解释之间的关系

学生对观察到的现象，难以通过分析、推理、比较等形式进行概括与解释；缺少证据意识和逻辑思维，难以寻找知识与知识、现象与概念之间的联结。对简单的实验学生容易得出常见的结论，但面对一些复杂的实验，学生对实验现象的分析能力较弱。对生活中的现象，也难以与课堂所学知识形成联系，做出相应解释。

3.思维局限性较大，缺乏创新性思维

对问题的思维发散性较低，创新性思维不足，思维具有较大的局限性。大多数的学生处于被动学习的状态，严格按照教师所讲授内容学习，对课堂所学难以提出独特的见解，创造性较弱。

（二）教师忽略思维培养

学生反映出来的科学思维问题与日常教学息息相关。目前很多教师偏向于科学知识的讲解与教学、实验探究的设计与开展，常常忽略了对学生科学思维的培养，教学中仍存在一些问题。

1.缺少指向思维培养的教学活动

日常教学中，很多教师只注重科学知识的简单罗列，应付“任务”地进行实验探究，趋于“走流程”，课堂严格按照“聚焦—探索—研讨—拓展”的步骤，形式单一。课堂活动“多而杂”，但千篇一律，学生看似一节课忙忙碌碌，过得很充实，实则什么也没有学进去，只是机械地填充式地学习，对思维的培养与发展更是少之又少。

2.缺少指向核心概念的关键问题

科学课中有很多问题能引导学生思考，推动课堂的发展，但是大多数问题指向现象、指向知识点，学生只要能描述现象、能说出对应的结论和相关知识，教师就觉得满足了，这一节课就结束了。课堂环节、课堂问题以获得课堂结论为目的，课堂的研讨往往指向单一的结论，课堂的探究往往指向“操作—现象—结论”，忽略了学生在学习过程中思维的提升，缺少指向核心概念的关键问题，更是忽略了学生为什么这样想，可以怎样想。

3.缺少指向创新性思维的学生研讨

原有课堂的提问常常答案单一，教师为了尽快完成教学任务也会急于否定学生不正确的想法与答案，学生的科学学习往往拘泥于所学内容。一整节课中，教师忙于布置任务，按照流程引导学生往下走，学生忙于完成任务，按照机械的流程学习，来不及思考就要学习新的内容，对所学内容的联系难以理解。课堂也缺少必要的研讨与思考，学生思维难以得到发展，思维的发散性更是难以得到培养。

二、发展5～6年级学生科学思维的五种方法

基于新课标教学理念，依据对小学5～6年级学生科学思维出现的问题的分析，为改变现状，提出以下五种方法。

（一）寓教于乐，启发思维

指向科学思维培养的教学，一定是从学生的认知出发，激发学生学习的主动性与学习欲望。寓教于乐，让学生在“做中玩”，在“玩中学”，以学生能理解能接受的方式，将一些难以理解的科学概念与规律呈现出来，再运用灵活多样的教学方式，将科学趣味性与严谨性相结合。让学生在学习的过程中逐步实现科学思维的进阶。

1.借助项目式教学

从真实情境入手，以任务为驱动，引发学生一系列的思考与讨论，通过一系列的设计与实践解决问题的过程，培养学生以经验事实为基础，对客观事物和现象进行抽象和概括、分析与综合的能力。

2.开设科学小讲堂

以小组展示、小老师、讲解员、解说员、情景表演等多种活动形式，发展学生思维。加强学生的课堂参与度与主人翁意识。让学生担任起“小老师”的角色，对自己的所学所获、对自己发现的有趣的内容进行展示与分享。满足学生的表达欲，减少教师的过度讲解，让学生在轻松、快乐的氛围中掌握知识，发展思维。

3.增强实践与探究

思维的培养需要结合动手动脑动口的过程，要引导学生在动手实践中不断思考，形成科学思维习惯，这样，既能避免实践探究流于形式，又能有效培养学生科学思维。科学课堂上有着多种多样的实验，首先要确保实验的落实，在此基础上要对课堂实验进行思考，设计更多更有意义的实验，不能让实验变成一种走形式的存在。课前、课后可以设计更多实践性的任务，让学生的实践探究有更广阔的活动空间，变成生活中的习惯，而不仅仅局限于课堂。

（二）问题引导，点拨思维

基于科学13个学科核心概念，研读教材与课表，提出每单元、每课中指向核心概念的关键问题，引发学生的思考。

1.指向思维发展的关键问题

指向课中核心概念的问题就是关键问题。在课堂关键问题的设置中，要注重思维的发展与培养。改变日常教学中“目的—步骤—现象—结论”的简易模式，多问“为什么”，善问“为什么”，将学生隐性的思维可视化，在日常教学中逐步形成学生的思维进阶，构建学生的科学思维能力。

2.指向思维聚焦的导学问题

小学5～6年级的学生专注能力较1～2年级学生有所增强，但也存有一定的问题，在科学学习过程中，容易出现注意力不持久、注意力分散等情况。在教学中，就要求教师围绕关键问题，将其分解成多个小的导学问题，形成“问题链”，以恰当的问题链为引导，不断地推动学生的思维聚焦，促进学生自主思考，进而更深层次地探究问题。通过教师的引导问题，促使学生不停地对课堂教学内容进行审视，对实验现象进行多方位的观察与思考，让难以理解的问题转变成一个个分散的小问题，基于学情，形成思维的不断进阶。

3.指向思维性创新的开放问题

问题的单一性与目的性常常让学生的思维受到限制，容易导致思维固化，难有新的发展。因此，创设问题时，教师要注重问题的开放性与创造性，通过问题引导，推动学生的创新性思维的发展，打破思维定式。

（三）开放研讨，发散思维

目前，小组合作已经成为科学课堂的常用教学方式。但在实际课堂教学中，小组合作更侧重实验的探究与操作，而常常忽略学生的研讨与交流，课堂教学往往都指向单一的过程与结果。为了促进学生创新性思维的发展，可设置更多开放性的研讨活动，让学生获得自己的思考与想象空间。

当课堂上出现“特殊”的现象或者不正确的答案时，要允许不一样的存在，不要急于否定学生的表现与想法，而要组织学生对课堂上出现的有价值的现象与回答展开开放性的研讨。对“特殊”的现象，可以研讨其产生的原因；对不正确的或有疑问的回答，一是研讨其是否有可能是正确的，二是研讨为什么会出现此类答案，偏差出现在哪里。

针对课堂活动设计的研讨，要具有开放性。学生想做什么、要做什么，不应该是由教师规定与控制的，要给学生自主选择的空间。以小组为单位的活动，首先要让小组有一定程度的自主性。但在此基础上，在研讨的过程中，要让每一个学生自己选择感兴趣的内容，再进行自由重组。在研讨主体上，首先要保障开放性。让学生自由重组后，进行自主研讨、自主选择材料、自主设计实验，再自主进行实验，从而寻求结果。

（四）回顾反思，突出思维

科学思维的发展难以有量化的评价。在教学中，教师要注重引导学生对自己的思维形式进行反思，将内隐的思维外显化、可视化。每一节课、每一单元结束后，不仅要对知识进行梳理概括，更要对获得新知的方法进行反思总结，突出科学思维的过程。

小学5～6年级的学生，虽然不像1～2年级的学生那样需要教师规定语句的表达，但是语言表达能力还有所不足，仍需要教师适当地引导学生用完整的语言表达其思维过程与思维方式。面对生活中的现象，尝试用完整的语言进行表达，通过“说”，让学生将内在的思维呈现出来。利用思维导图形式，帮助学生建立科学概念的内在联系，让学生将看不见的思维，在纸上以思维导图的形式展示出来，在此过程，发展学生分析、综合、比较等能力，也方便学生建立知识之间的联结。用“写”帮助学生思维可视化。

（五）课堂延伸，拔高思维

科学是来源于日常生活与学习的学科。如果只有课堂上的时间来认识、学习科学是远远不够的，在课堂上对学生思维的培养也是有限的。因此，在教学过程中，要将课堂延伸至课外，打破时间与空间的界限，进一步拔高学生的科学思维。课堂延伸也有多种形式，如课前，利用观察、查阅等方式，对生活中的物品、现象进行初步感知与了解，以预习性问题的形式，让学生进行思考。课中，联系生活实例，形成课堂教学内容与生活实际的联系。课后，关注学以致用，要让学生能用所学知识解决生活中的实际问题。

三、研究反思

科学思维是科学核心素养之一。对科学思维的培养与发展策略研究具有重要的意义。科学思维是隐性的、内在的，难以用量化的指标去评价，注重科学思维培养的策略就需要长期的实践与研究。

对比实践前后及实践过程中的变化，笔者发现，学生科学思维的提升可以通过一些外在的表现形式来反馈：学生对现象的描述、分析与解释能力有所提升；模型建构与模型分析能力有所加强；思维发散性与创新性思维有明显变化。

这一系列的策略仍需要在实践中不断地改进与完善，同时如何将这一系列的策略，转化为有效的教学活动，还需要不断地思考与实践。

参考文献

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

[2]王远芬.探究式学习下学生科学思维的培养策略：以教科版小学科学五年级下册《船的研究》的教学为例.[J].天天爱科学（教育前沿），2022（8）117-118.

[3]吴运坤.小学科学思维能力培养策略探究.[J].考試周刊，2022（6）7-9.