在探究活动中提升科学思维品质的策略研究

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，应当将培养学生的核心素养作为教育教学的终极目标。就小学科学教学而言，新课程标准首次明确地将科学思维作为核心素养的组成内容，要求教师积极构建出以探究活动为核心、以学生科学思维培养为目标的科学课堂新样态，以此来提高学生的综合能力，实现学生思维能力的全面发展。然而，就当前的教学实践而言，虽然探究活动得到了高度重视，但是部分教师出现了过度关注过程、忽略思维引导等关键问题，导致教学成效不理想。

一、在探究活动中培养学生科学思维品质的优势

（一）顺应小学阶段学生的思维发展特点

在新课程改革的大背景下，教师要围绕学生的“最近发展区”，让教学设计充分满足学生的学习需求与学习能力，因此想要培养学生的科学思维品质，教师要着眼于小学阶段学生的思维发展特点。小学阶段，学生的思维以具体形象思维为主，逐渐向抽象思维过渡。而科学知识具有一定的抽象性，为学生的学习活动带来了一定的困难。而科学合理的探究活动则能够在很大程度上丰富学生的学习体验，深化学生对所学知识的直观感受，换言之，在探究过程中学生可以收获并利用直观经验，加深对抽象概念的理解与认识。由此可见，探究活动的开展符合学生思维发展的特点，并且能够为学生的形象思维与抽象思维搭建起“实践桥梁”。不仅如此，在探究过程中，学生能够具有更大的自主空间，而科学探究对学生思维的深刻性、灵活性、创新性等方面都有一定程度上的要求。通过科学探究，学生能够解决科学问题、学习科学知识，这无疑为学生思维活动的优化提供了必然条件。

（二）深化学生对科学概念的理解

在小学科学的教学过程中，科学概念是学生认识自然世界的重要基础，也是学生解决科学问题的必要储备，然而科学概念的形成需要立足于感觉、知觉与表象，通过分析、抽象、概括以及系统化的思维活动。因此，传统“照本宣科”的课堂无法深化学生对科学概念的理解与掌握，而探究活动则能够帮助学生从现象到本质，深刻认识科学知识的内涵，并运用所学知识解决各种问题，为学生未来的学习发展奠定坚实的基础。

二、在探究活动中提升科学思维品质的实践路径

（一）渗入生活因子，调动探究意识，深化知识理解

在传统的课堂教学中，探究活动的构建存在一定的局限性，往往呈现出“教师安排活动，学生被动参与”的状态。在这个过程中，学生只是机械地参与活动，缺乏好奇心与主动性所发挥的驱动性。所谓“思起于疑”，在探究活动中，学生的质疑心理与探究欲望必不可少。同时，小学阶段，学生的思维特点往往以直观感受为主，因此，教师便可以利用这一思维特点，让生活因子渗入科学课堂，引发学生对生活经验的关注与思考，调动学生探究意识的积极性，让学生具备一双善于观察与发现的慧眼，能够从科学的角度进行观察与思考，从“被动服从”到“主动探究”，提高自身的科学探究能力。

以苏教版小学科学三年级上册第二单元第5课《土壤的类型》的教学为例。在这一课中，学生要学会分辨沙质土、黏质土以及壤土的不同，了解三种土壤类型的特点及其所适合的植物，如果教师平铺直叙地开展教学，那么学生的探究意识自然得不到调动。基于此，教师便可以引入生活情境——种花，调动学生的思考与探究。教师可以将荷花、仙人掌与绿萝三种生活中常见的植物带入课堂：“同学们，请你们观察一下这三种植物的种植土壤有什么不同？将它们的生长土壤进行调换，可行吗？”这三种植物是学生所熟悉的，但是很多学生忽视了其生长土壤，教师的问题直指对土壤的分析，间接诱导学生围绕教学目标展开思考，更容易让学生从实际生活出发，激发学生主动探究的意识。

在激发学生的主动探究意识后，教师可以引发学生进一步思考：“同学们，想要探究上述问题，我们应该从哪些方面去观察这三种土壤类型的不同呢？”同时，引导学生从植物特点与生长环境的角度进行思考，集思广益，最后通过课堂讨论筛选出最精准的探究方向——沙粒大小与渗水性。围绕这两个探究方向，教师可以给学生准备放大镜、小棒、土壤样本三种材料，完成“用放大镜观察三种土壤的沙粒大小”以及运用过滤杯、滤纸、沙质土、黏质土和壤土的样本、水等材料，引导学生通过小组实验了解三种土壤的渗水性。在学生得出上述结论后，教师可以继续提出问题：“同学们，当我们想要为所种植物选择适合的土壤时，是没有放大镜与滤杯的，那么，我们如何更加准确地选择出想要的土壤类型呢？”在这一问题的引导下，学生很快说出“可以用手感受土壤类型”的答案。这时，教师可以将学生的答案细化为“用手捻一捻”“和点水握一握”以及“加点水搓一搓”，让学生通过实践活动，将所得结果与感受整理成表格。

在这一教学设计中，教师通过“用什么土壤种花最合适”这一生活化问题，成功调动起学生的探究意识，并引导学生结合生活经验进行进一步的思考，以此来加强学生对知识的理解，实现科学思维的发展与提升。

（二）鼓励大胆推测，鼓励实践验证，重视学生体验

在小学科学的教学实践中，学生的思维较为活跃。面对学生的发问与猜测，教师所应该做的不是简单的回答，而是要抓住这一契机，使其助推学生科学思维品质的培养。我国著名教育家陶行知曾经提出了“知行合一”的教学理念，这一理念对小学科学的探究活动构建有着重要影响。实际上，学生的疑问与猜测只是思维发展的“第一步”，亲自动手的实践与验证，才能够让学生的科学思维向高阶发展。因此，教师在课堂教学中应当鼓励学生大胆提问、推测，引导学生通过实践活动，深化自身的体验与感受。

以苏教版小学科学三年级上册第16课《人的呼吸》的教学活动为例。在教学中，学生通过收集空气与我们呼出气体并分别倒入澄清石灰水的实验，了解到我们吸进空气与呼出气体的不同。同时，在教学活动开始前，不少学生都具备着“吸进去的是氧气，呼出来的是二氧化碳”这一前概念。但是有一个学生提出了疑问：“老师，实验只能证明呼出去的气有二氧化碳，却并不能说明我们呼出的气体就全是二氧化碳。”这时，教师可以让学生借助氧气转换器与二氧化碳转化器自行设计并完成实验。通过实验学生很快便能够发现，在呼吸的过程中氧气与二氧化碳产生交换的比例大约为3%至5%，证明学生先前的认识存在一定的片面性，有助于强化学生的学习体验，进一步深化学生对所学内容的理解与认识。

又如：在苏教版小学科学四年级上册第四单元第13课《导体和绝缘体》的教学活动中，有一组学生在利用电线和小灯泡检测常见物品导电性时，同组的两个学生发生了分歧，一个学生认为钢笔可以导电，另一个学生则认为钢笔不可以导电。这时，教师并没有直接给出结论，而是引导全班学生讨论这个问题并且再次进行实验。最终，学生找出了问题的所在——认为钢笔不能导电，学生所使用的钢笔在笔套与笔杆的连接处有一圈塑料环隔离，所以才导致了这一实验结果，学生在掌握科学知识的同时，更进一步地感受到了科学思维严谨性的重要意义。

教师对学生课堂提问的尊重，以及对学生实验验证的鼓励，都有助于培养学生勇敢质疑、小心严谨的科学精神，进一步引导学生在科学学习中深入思考、大胆提问，增强了学生在学习中的成就性，并用实验活动让学生更为深刻具体地感受到了小学科学探究活动的乐趣所在，在探究中更具主动性，优化学生的思维品质。

（三）关注探究过程，重视分析思考，优化实验设计

想要让科学探究活动真正助推学生思维品质的发展，教师不仅要引导学生大胆提问、积极假设，而且要重视学生分析与思考的过程，引导学生深度挖掘已有的科学表象，实现所学知识的内化与吸收，促进学生思维活动的深化。虽然为了加强学生的实验体验，教师会给予学生更多的主动性，但是为了避免学生的学习与探究活动存在片面性，教师要主导探究过程，优化实验设计，引导学生就探究过程中的科学现象进行仔细的分析论证，学习科学探究的具体方法，并引发学生的深入思考。

以苏教版小学科学六年级上册第一单元第3课《馒头发霉了》的教学为例。在此之前，学生已经学过了一些基本的实验方法，具备了一定的科学思维基础，因此学生能够进行试验设计对不同条件下馒头的变化进行观察与探讨，如有的学习小组利用装有水的广口瓶放置加热后的馒头与相同条件下容器中冷冻过的馒头进行对比，以此来探究馒头发霉的影响因素。在此基础上，教师可以进一步引导，让学生以小组为单位，选择除馒头以外的其他参照物展开实验，以此来从多方面观察实验结果，对实验结果的不同进行归纳、分析与总结。在这一探究活动中，教师可以构建出“组间同质，组内异质”的学习小组，并让小组成员在实验之前共同制定实验方案、细化实践流程。在实验之前，小组成员可以通过交流与讨论对实验计划进行分析与纠正，从而保障探究过程不断优化，规避可能出现的错误，也实现了学生思维能力的发散。在小组成员完成实验方案后，教师可以进行修改优化，进一步培养学生的思维品质。

（四）理论实践结合，重视延伸拓展，培养应用能力

在传统的小学科学探究活动中，我们可以发现这样一个问题，虽然学生完成了探究活动，也掌握了相关知识，但是对所学知识的应用能力无法得到相对应的提升。究其根本，是因为探究活动中理论与实践的结合不够，教师在教学中过度依赖教材，忽略了对科学知识进行纵深拓展，导致学生难以将所学知识运用于实践情境中。探究活动是科学教学活动的重要环节，其最终目的应该是引导学生将理论知识运用于现实生活，帮助学生深入了解科学本质，学会用科学思维发现与思考问题，用科学知识解决生活中的能力。因此，在完成基础教学活动后，教师可以基于所学知识进行进一步延伸，加强其与实践的联系性，以此来发展学生的应用能力。

以苏教版小学科学四年级上册第三单元第11课《浮力》的教学为例。为促进学生进一步认识质量与体积对物体沉浮的影响，教师可以引导学生基于对“万吨巨轮装载了那么多的货物却始终不沉”的探究出发，设计一个橡皮泥材质的小船，并比一比谁的小船承载的货物最多。在实际操作中，学生可以基于交流与尝试探究，通过增大体积、表面积等诸多尝试来尽可能多地提高小船的承载量，实现对浮力知识的进一步认识与理解，同时教师可以借助潜水艇的例子，引发学生对质量这一影响因素的探究与思考。“万吨巨轮”的案例引发学生对影响浮力因素的探讨，学生在此基础上通过探究活动将这一知识进行实践应用，又利用“潜水艇”的案例，进行进一步整合与思考，以此来提高学生的应用能力。

再如，在苏教版小学科学三年级上册第五单元第19课《食物与营养》的教学活动中，教师可以出示中国儿童平衡膳食算盘示意图，让学生通过阅读、分析与学习，初步了解怎样的膳食才是合理的，然后教师可以让学生将自己前一日的一日三餐记录下来，对照中国儿童平衡膳食算盘，判断自己前一日的饮食是否合理，找出其中不合理的地方作出调整，也让学生认识到，为了健康成长，我们所选择的食物应该多样化避免发生挑食、偏食的情况。在此基础上，教师可以让学生整合本课的具体知识为自己设计科学食谱，并以班级为单位进行交流展示，通过与其他学生的互评，进一步优化食谱内容。最后，教师可以引导学生参照这份科学食谱合理安排自己的一日三餐。

三、结束语

总而言之，在新课程改革的大背景下，以核心素养为导向的小学科学课堂设计要求教师通过探究活动的创设与应用，促进学生思维品质的深层发展。作为小学科学教师，我们要深切认识到探究活动对科学思维品质发展的重要性，并树立创新意识，为学生未来的科学学习之路奠定基础。

（徐德明）