以强化学生思维能力为方向设计教学

余向辉

〔摘    要〕  以构建学生思维能力为方向的小学科学课程教学设计符合小学生的发展规律，符合小学科学课程教学改革要求。小學科学课程教学构建学生思维能力应从基本思维方法入手，逐步培养学生思维能力，从简单的观察到分析现象，从描述问题到根据不同观点和结论有创造性地表达见解，由此不断提升学生的科学思维能力，增强学生的科学意识。

〔关键词〕  小学科学；学生思维能力；教学设计

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  10    040-042

2022年版《义务教育科学课程标准》（以下简称《课程标准》）明确提出，科学课程旨在培养初步的科学观念，让学生认识科学的本质并掌握与认知水平相适应的科学知识，初步形成基本的科学观念并用于解释有关的自然现象。以构建学生思维能力为方向的小学科学课程教学设计，应坚持以学生为本的思想，积极开展科学课程指导工作，不断探索科学教学方案，提升科学教学质量。

一、小学科学课教学强化学生思维能力必要性

（一）符合学生发展规律

小学阶段学生的学习是从现象认识到本质理解的过程，是从直观思维向抽象思维转化的过程。在科学教学过程中坚持培养学生科学思维，符合小学生的发展规律，学生在初期的科学学习中基本是以科学现象为主，通过对科学现象（自然现象、科学小实验现象）的观察等，激发学生的科学学习兴趣，培养学生科学学习意愿。随着小学生的成长，科学学习从简单地观察科学现象向分析科学本质转化，从单一实验向类比实验、构建科学实验模型转化，从简单的实验操作向对科学本质的探索转化。这一过程就是学生科学思维发展的过程，也是学生成长的过程。小学生在科学学习过程中会逐步将自身所学、生活经验与科学知识进行对比、分析，逐步形成科学观念、科学思维和科学意识，以此实现学生自身的发展、进步。

（二）符合《课程标准》要求

《课程标准》明确提出了培养学生科学思维的要求，并将培养学生科学思维明确为小学生必备科学核心素养，因此加强学生科学思维培养、明确思维培养方向的课程设计符合新课标的要求。在教学过程中，培养学生科学思维需要教师转变教学思想，加强方法渗透和指导。教师从思想上重视培养学生的科学思维，必然反映在教学设计的改进上。体现在为学生科学思维的发展提供必要方法支持，对现有课程教学方法进行调整、优化；在具体的教学实践中，加强对学生科学分析方法的指导、科学模型自主构建以及创新性思维的培养等，促进小学生科学思维的有效发展。

二、以强化学生思维能力为方向设计小学科学课教学

（一）做好课程设计，培养科学思维方法

强化学生思维能力，前提是培养学生掌握基本的科学思维方法，通过方法指导提升学生思维能力，助力学生发展。基本科学思维方法包括分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎、联想与想象、重组思维、发散思维、突破定势等，需要教师根据课程教学的内容和科学课程设计，灵活地进行选择和应用。

在科学课程教学中，教师应注重对学生基本科学思维方法的培养和指导。例如，在苏教版四年级上册《哺乳类》一课教学时，教师设计实验“体验脂肪的作用”，指导学生通过对比的方式进行实验，即把一块动物脂肪绑在一只手的一根手指上，另一只手的手指不绑动物脂肪，将两根手指同时放入冷水1分钟进行对比，体验两根手指的不同体感。这样的对比方式，能让学生了解动物脂肪对保持温度的重要性，从而培养学生科学严谨的思维，认识脂肪的价值。此外，在“动物大家族”单元教学中，涉及动物的分类，教师要指导学生用归类思维的方式，对鸟类、哺乳类和鱼类进行对比。在归类过程中，帮助学生了解动物归类的基本方法，包括脊椎动物和无脊椎动物的分类等，引导学生在学习过程中，通过类比等方式，逐步归纳出动物分类的内容，强化学生对动物大家族的认识。在完成本单元教学后，教师还应做好个例说明，如可以设问“鲸鱼是哺乳动物还是鱼类？”鼓励学生用所学知识进行分析和综合，然后通过鱼的特征与鲸鱼的对比、哺乳动物特征与鲸鱼的对比，引导学生用知识归纳、分析、综合的方式，逐步形成正确的结论，认识到“鲸鱼虽然叫鱼但不是鱼，是哺乳动物”。

（二）学会建构模型，培养科学提炼能力

科学建构模型，是提高学生分析能力、培养学生科学思维方法的有效途径。教师在科学课程设计过程中，应逐步培养学生基于经验事实抽象概括出理想模型，具有初步的模型理解和模型建构能力。在这一教学过程中，教师应从直接为学生提供科学分析模型转变为让学生自主科学提炼并建构模型，助力学生发展和能力提升。

建构模型的核心是将科学内容转化为学生学习的思维，提升学生对科学知识、原理的认识。从小学生的理解能力出发，模型建构应以形成科学意识、培养科学观念、提升思维能力为主。例如，在苏教版四年级上册《弹力》一课教学时，教师通常是围绕弹力现象进行说明，让学生理解“弹力就是用力改变物体的形状，再去掉用掉的力”。在展示过程中包括玩握力器、拉力器、弹簧等实验为主。但在教学过程中，学生很容易想起弹力球，进而引出对弹力的大小以及弹力递进关系的认识，因此教师可以进一步模拟弹力球的操作，让学生初步构建起模型，即“弹力球每一次回弹都会比前一次的高度低直至停在地面”。这一模型的构建，可以帮助学生初步拓展对弹力的理解，同时也是学生自主分析和理解弹力的起步，如学生根据以上模型进一步推导“每一次下落，球的形状变化会逐步缩小”，这是基于学生对弹力概念的理解而进行的模型推导，是学生自主思维的体现。此外，在构建模型的过程中，教师应引导学生将观察到的现象和原理进行推导。例如，在五年级上册“水在自然界的循环”单元教学时，教师应引导学生建构水循环的模型并分析水变成雨、雪、露珠、云的条件，从而建立起对水资源循环的整体认识。

（三）运用推理方法，培养科学推理思维

培养学生科学推理思维非常重要。推理、预测是学生科学思维的重要內容，教师应做好教学指导工作，培养学生综合运用科学信息的能力，分析与综合判断各种信息、事实和证据，运用证据与推理对研究的问题进行描述、解释和预测，具有初步的推理与论证能力。

推理思维的培养离不开对信息的综合运用，需要学生从自身的日常生活、学习经验中提取并与科学知识相结合。如苏教版四年级上册《运动的快慢》一课教学时，教师应指导学生逐步理解快与慢的知识，并对生活中的运动速度进行排序和分析，从而深化对物体运动快慢的理解以及对运动快慢的预估，如人跑步的速度应该低于自行车速度，高于人步行的速度，教材中约定自行车每小时15km，步行每小时5km，因此跑步速度应该在每小时5～15km之间。教师还可以运用信息综合的方式，在推理过程中培养学生科学行为，如山中有大火和风的情况下，是顺着风的方向跑还是逆着风的方向跑是科学问题，教师可以先让学生进行思考，绝大部分学生根据教师提供的问题以及视频资料，普遍认为应该顺着风和火的方向跑，因为害怕。教师根据学生的反馈，可以进一步给出数据，风的速度一般用风的级别来定义，一级风普遍在每小时3.6km，二级风每小时10km左右，三级风则是每小时20km左右，根据之前学过的跑步速度，可以发现，当发生山火时，顺着风跑的前提是一级风，二级风以上则跑不过风和火。教师用数据分析的方式以及真实火灾中的自救场景展示，让学生对知识进行推理，得出“遇到山火和大风，应该逆着山火跑，才有一线生机”的结论，从而强化对科学知识的认识。

总之，推理过程中，教师既要尊重学生基本的生活常识、生活思维，也要引导学生对科学的内容进行分析，从而帮助学生形成科学思维意识，逐步掌握正确的生活、学习方式，体现科学思维价值。

（四）倡导合理质疑，培养科学创新思维

在小学科学课程教学中，教师应鼓励学生对不同观点、结论和方案进行质疑、批判、检验和修正，进而提出具有创造性的见解和方案，具备初步的创新思维能力。学生科学创新思维的培养不是凭空想象，而是基于科学原理而对生活现象的分析和研判，通过合理质疑，找到科学的解决方式，促进创新性思维的形成。

培养学生合理质疑，关键是要产生“冲突”，即知识学习与学生生活之间的冲突。如在四年级上册《导体和绝缘体》一课教学时，教师提出绝缘体不导电的观点后，很多学生表示质疑，认为生活中的电无处不在，部分学生甚至产生“老师总说让我们远离电，怎么还会有绝缘体不导电呢”的疑问。基于学生的问题，教师可以设置一系列的试验：首先，选择学生生活中常见的物品，包括橡皮、直尺、铅笔芯、木筷等，让学生对物品是否导电进行猜测，然后通过科学实验的方式一一验证，让学生对物品导电和绝缘体有初步的认识，如很多学生认为木筷是导电的，而实际上木筷不导电，学生因此认为铅笔是不导电的，但测试发现铅笔中的铅笔芯却是导电的。用科学实验的方式让学生逐步形成木制品不导电、金属导电的结论。然后教师让学生分析常见的电器、电工材料和工具，分析导体和绝缘体，并通过实验逐一进行验证。此外，教师还要做好学生的引导工作，引导学生对生活中的物品进行导电测试，如学生普遍认为水是导电的，通过测试自来水、纯净水和盐水的导电性能，将结论和自身原有的判断进行对比，从而加深对水的导电性能的认知。培养学生创新意识的基础是要让学生对科学知识有深刻的认识。在教学过程中，教师要帮助学生理解科学内容并与自身原有的认知进行对比，在对比中发现问题并归纳、总结，从而使他们在遇到问题时能够用创新的思维解决问题并设计实验进行验证。

三、结语

以强化学生思维能力为方向的小学科学课程设计，应坚持以学生为主体的原则，从培养学生思维能力入手，加强对学生的指导，既要让学生掌握基本的科学方法，也要培养学生的科学思维，还要培养学生的创新意识，助力学生科学思维的发展。

参考文献

[1]杨煌.基于课程标准与学业评价标准的区域测评实践：以小学科学学科为例[J].广东教育（综合版），2023（9）：42-43.

[2]严冉，原芳，李华.基于增强现实技术的体验式学习活动设计与实践研究：以小学科学课程为例[J].数字教育，2023（4）：59-66.

[3]杨力，毕思彤，苗嘉敏，等.STEAM教育理念下小学科学课程的有效实施研究：以《声音的传播》为例[J].江西化工，2023（4）：110-113.

[4]高燕红.聚焦课程衔接 提升综合素养：小学科学与初中化学教学衔接的策略[J].实验教学与仪器，2023（8）：82-85.

[5]赖景玉.小学科学课程中逻辑思维能力培养的探索：以《让小车运动起来》为例[J].试题与研究，2023（15）：167-169