小学科学思维培养的分析与探究

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，小学科学课程需要培养学生核心素养。科学思维作为其中的主要维度之一，自然受到教育工作者的高度重视。教师要在教学设计中引导学生掌握基本思维方法，具备初步科学思维能力。然而，纵观当前小学科学教学实践，我们不难发现，小学科学课堂成为零散、点状的科学事实与知识的堆叠，无法成为科学思维培育与发展的沃土，而感性的科学体验也让核心素养的发展浅尝辄止。在新课程改革视域下，科学学科要充分发挥育人价值，而育人价值所依存的关键在于科学精神与科学思维的培养。为培养学生科学思维，教师要通过教学环节的设计与优化，引导学生从科学的角度观察与思考问题，运用科学的思维方式去了解生活中事物的内在含义、核心内容以及本质规律。基于此，本文立足于新课程改革的大背景，围绕“小学科学思维培养”这一主题，详细论述具体的教学设计原则与实践策略，以期抛砖引玉，提高教学效果。

一、推进小学科学思维培养的教学设计原则

（一）主体性原则

随着新课程改革的逐步推进，“以学为本”的教学理念成为指导教育教学的重要方略。因此，在以培养小学科学思维为目标的课堂构建中，教师要遵循主体性原则，在教学设计中体现“独立”与“自主”两大要素。具体而言，在教学实践中，教师要充分考虑学生的学习特点与学习需求，尊重学生的学习规律，并为学生提供充足的思维发展与实践探索的活动空间。以青岛版小学科学教材中的科学实验教学为例，这部分内容为学生创设了动手实践、亲身体会、深研感知的机会，能够让学生通过实践应用实现知识的内化迁移，最终掌握科学规律，由浅层理解过渡到高阶思维能力的培养。主体性原则要求教师在实验教学中引导学生主动参与课堂活动，激发学生学习主动性，为学生思维培养创设契机与土壤。例如：小学科学三年级下册第二十课《我们的呼吸》，教师需要向学生讲解“人体呼吸模拟装置”。如果教师只是让学生观看演示实验，却没有给予学生动手操作的机会，那么学生对呼吸器官以及呼吸原理的理解与记忆就难以实现理想的效果。同时，由于缺少实践机会，学生探究能力、思维能力与科学精神等多维度能力的培养也会受到限制。

（二）引导性原则

在小学科学教学实践中，学生是课堂的“主人翁”，具有主体地位，而教师的主导作用更是不容忽视。尤其对于小学阶段的科学教学而言，学生思维能力有待提高，很难将所学科学知识与思维方法进行系统的归纳整合。为此，教师所发挥的“脚手架”作用尤为关键。因此，小学科学教学设计应遵循引导性原则，要求教师运用科学的方法启发学生思维，引领学生思维水平向更深处漫溯，以此在提高学生思维能力的同时，优化教学效果。引导性原则要求教师在教学设计中立足学生的“最近发展区”，通过教学问题的设计、课堂活动的开展以及教学环节的层层递进，引领学生逐步走向更新且更高的知识水平，从而大大提高学生学习效率。以青岛版小学科学四年级下册第一课《运动与力》的教学为例，为了让学生在了解“使物体启动或停止需要给物体施加力”这一知识基础上形成深入性与具象化的理解，教师可以发挥引领作用，结合生活实践提高学生的认识：“同学们，在足球运动中，要想让静止的足球动起来，我们是不是需要给它一个力？如果不给，那么足球还会动吗？”教师的引领能够促使学生基于自己的生活经验思考所学知识，并为后续的知识迁移创设优良契机。

（三）能力培养性原则

在新课程改革视域下，小学科学课堂教学目标不仅在于完成知识的传递，更要充分发挥育人价值，培养学生探究、创新等多种思维能力。基于此，教师在教学设计中就要遵循能力培养性原则，在教学实践中围绕学生的学段特点、教学内容的突出特点、教学目标的具体要求等多种维度，创设出最有助于学生思维能力发展的教学设计，通过猜想假设、实验设计、问题探究等多种路径，引导学生在课堂上主动思考、大胆质疑、合作交流，最终实现思维能力的发展与提升。在青岛版小学科学三年级下册第二十课《我们的呼吸》教学实践中，教师可以遵循能力培养性原则，为学生提出问题“运动对人体呼吸的次数有影响吗”，引发学生基于生活经验提出猜想，根据探究主题设计科学实验方案，秉持严谨的科学态度进行实验验证，最终得出实验结论，推动科学思维的发展与提升。

二、推进小学科学思维培养的教学实践路径探究

（一）利用好奇天性，培养问题意识

好奇是小学阶段学生的天性。在“以学为本”的教育理念下，教师要顺应学生的天性，并使其成为推动教学效果的重要着力点。为培养学生科学思维，教师要转变当前学生“被动接受一切”的学习形态，充分利用学生的好奇天性，引导学生在发现问题、解决问题过程中，逐步进入独立思考、自主分析的思维状态，让敏锐的问题意识促进学生科学思维的发展。在教学实践中，教师要引导学生像科学家一样去思考与发现，引发他们对生活中常见现象的观察，在寻常中灵敏地捕捉到不寻常之处，并且聚焦学生的认知矛盾与质疑，提出科学问题。在这个过程中，教师要适时补充间接经验，从而实现启发学生科学问题意识的效果。

首先，教师可以围绕教学主题给学生讲解一些科学家的故事，激发学生的探究意识与科学热情，引导他们基于生活实践产生科学思考，用科学的眼光去观察世界，用科学的思维去探究世界。以青岛版小学科学二年级上册第四单元《生活中的动植物资源》的教学为例，由于低学段学生还没有完善的科学思维，科学意识也较弱，我们可以引入“少年法布尔研究蝉鸣发生器”的故事，引导学生像科学家一样保持对生活的好奇心与探索欲，认识到“好奇—观察—思辨”这一问题产生的过程，为学生问题意识的培养奠定基础。同时，教师还要让学生意识到，提出具有思辨性的问题只是科学探究的第一步，我们还要基于这一问题进行独立思考、辩证分析与长期观察，在不断发现问题与研究问题过程中实现思维能力的发展与提高。

其次，教师可以在教学活动中围绕生活中的常见现象进行设问，引发学生层层递进的思考。以青岛版小学科学四年级上册第二单元《冷与热》的学习为例，我们学到热胀冷缩，可以就生活中的热胀冷缩现象设计递进性问题：“同学们，你们在家中热过牛奶吗？如果将吸管插入牛奶盒子中，然后将牛奶放入热水中进行加热，会产生什么现象？说明了什么？”学生普遍认为，牛奶受热后，会从吸管中升上来。不同的学生却给出不同的解释：有的学生认为，牛奶盒中的牛奶没有满，可能是空气受热引起的膨胀；也有学生认为，是牛奶受热后膨胀，所以从吸管中溢出来。此时，教师可以继续追问：“同学们，我们能够通过怎样的实验设计，来证明牛奶是会热胀冷缩的？”这一问题促使学生收集新的证据，有的学生提出要组装热胀冷缩装置进行实验。这两个递进性的问题，从学生实际生活出发，引导学生就生活现象产生问题意识，并且基于所提出问题不断思考，对自身具备的知识进行加工、分析、组织与重建，最终实现思维能力的切实性提高。

（二）围绕概念教学，推动深化理解

在以培养学生科学思维为目标导向的小学科学课堂构建工作中，教师要以探究式学习作为课程的主要学习方式。然而，由于小学阶段学生的自主学习能力正处于发展阶段，为避免其产生无意义、无目标的无效探究，教师要围绕概念教学开展实践活动，深化学生对科学概念的理解与认识。科学概念的形成不是一蹴而就的，教师要强调学生的感觉、直觉与表象，引发学生分析、综合、系统化、具体化等思维活动，让学生从现象发现过渡到本质理解，在加强记忆的同时，深化理解，透过科学思维领悟科学概念。

以青岛版小学科学三年级下册第十七课《鞋底花纹的启示》的教学活动为例，这一课学到了“摩擦力”。为深化学生对概念的理解，拉近学生与课程知识点的距离，帮助学生提高知识应用能力，达到学以致用的效果，教师可以在教学活动完成后，让学生就“玩具小车在不同粗糙程度的木板上滑行，最后滑行距离存在差异”这一问题进行实践探究，在实践操作中印证所学知识，并用所学知识解释生活现象，真正实现对概念的理解、吸收与应用。

在围绕概念教学的活动设计中，教师可以遵循“从实践中来，到实践中去”的教学设计原则，保证教学设计更符合学生当前的形象思维，也为学生搭建起一座沟通形象思维与抽象概念之间的认知桥梁，为学生后续的学习与发展奠定坚实的思想基础。

（三）善用分析综合，引发科学认知

在小学科学教学实践中，分析与综合作为最基本的思维活动，自然在教学实践中得到强调与重视。所谓分析，其实就是指学生需要将事物的整体在头脑中分解为各个组成部分，或者对整体中的个性特征、个别方面进行分解。而综合则是指学生要在头脑中将对象的组成部分进行联系，使其个性特征、个别方面能够组合成整体。就小学科学教材内容来看，具体形象的科学事物与现象往往是学生认知的起点。因此，教学具体知识内容时，我们要引导学生从整体与局部进行思考认知，进而对共同特征、关键属性的类别进行判断与划分。

以青岛版小学科学一年级下册第十四课《土壤中的小动物》的教学为例，在“观察蚂蚁”这一环节，教师不能只是让学生粗略、没有章法地进行观察，而应当让学生先进行整体观察与局部分解观察，完善对蚂蚁的综合认识：从整体角度进行观察，蚂蚁分为头、胸、腹三个组成部分；从局部观察的角度出发，蚂蚁的头部有眼睛、触须、口器，蚂蚁的腹部有圆环状的条纹图案，胸部两旁有三对足。完成观察后，教师可以布置课后活动：向父母讲述观察蚂蚁所得结论，并且在纸上绘制蚂蚁的样子，以此呈现形象思维的结果。

（四）构建学习小组，实现取长补短

在新课程改革背景下，传统的教学方法难Kg7VI0UFo1iRmTEaTl6EUfusAY3zNbdbiSAwSIWtak0=以满足当前的学习需求。小学阶段的科学知识虽较为基础，但是对于正处于科学学习初级阶段的学生而言，在学习与理解方面仍存在一定难度。为保证教学的进度与质量，我们可以通过构建学习小组的方式，让学生实现思维的取长补短。教师构建学习小组时要遵循“组间同质，组内异质”的原则，在小组活动中设计一些具有综合性与跨学科性的主题活动，保证每一个学生都有参与小组活动和自我展示的机会，让活动的各项任务与环节都精准到人。

例如：在青岛版小学科学教学中，“动物”是一个具有综合性的大主题，也是学生学习活动的重要组成部分。为此，我们可以以“建造学校动物园”为主题，设计跨学科小组活动，并以“动物的基本分类特征”“动物的选择”“动物园设计图”“动物食物的购买方案”“动物饲养指南编写”“动物观察日记”以及“动物园的清洁与维护”为驱动任务，让学生在小组活动中更具着力点，从科学、语文、美术、数学、劳动等多学科出发展开学习活动。然后，教师可以让学生以小组为单位，上台展示自己的小组活动成果，并且让学生进行相互评价与自主评价，引导学生主动发现自己在学习活动中的不足，及时取长补短，促进科学思维的培养。

三、结语

综上所述，在新课程改革视域下，培养学生科学思维是核心素养发展的要求，也是科学教师在教学设计中的重要着力点。因此，教师要遵循主体性原则、引导性原则与能力培养性原则，通过培养问题意识、推动深化理解、引发科学认知以及构建学习小组等多种路径，推动教学效率与质量的双重发展。

（柳艳芳）