小学科学课堂培养学生科学思维的有效策略研究

小学科学课堂培养学生科学思维的有效策略研究

摘要：在小学科学教育中加强科学思维的培养有利于激发学生的好奇心和探究欲，有助于学生形成逻辑严密、批判性思考的能力，能够提升他们分析解决问题的能力。本文围绕小学科学课堂培养学生科学思维的实践策略进行研究，运用案例分析等方法进行探索，并从以下几个方面提出参考建议：创设学习情境，激发科学思考动力；加强启发引导，培养科学思维能力；丰富教学活动，提升科学思维水平。这些建议旨在打造优质小学科学课堂，并促进学生科学思维的有效发展。关键词：小学科学；课堂教学；科学思维科学思维是一种以理性、逻辑和证据为基础的思考方式，它强调对现象进行系统的观察、实验和分析，以揭示其内在的规律和机制。小学阶段正是科学启蒙的重要时期，培养学生科学思维有利于提升他们的观察能力、提问能力、探究能力、推理能力和解决问题的能力，能够促进他们的科学素养和创新能力发展，进而为科技强国奠定基础。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）指出，科学课程理念要“面向全体学生，立足素养发展”，同时也提出了“掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力”这一目标要求。基于此，一线教师应根据新课标指导，加强教学研究，将学生科学思维能力贯穿科学课堂全过程，进而促进学生核心素养发展、促进课程理念落实。一、创设学习情境，激发科学思考动力学习需要内在动力，而内在动力可以通过情境进行激发、引导。通常来讲，科学思维的形成是建立在感官体验之上的。因此，教师应根据小学生的实际情况，联系现实生活创设有趣的学习情境、提出真实问题，以激活学生的科学思考动力。（一）提出真实问题，创设生活情境生活中处处有科学，而利用与现实生活紧密相关的问题来创设真实的学习情境也是激发学生科学思维的重要思路。因此，在小学科学课堂上，教师应立足课程内容与现实生活的衔接，提炼设计真实且有趣的思考问题、形成学习情境，引发学生思考。例如，在教科版小学科学四年级上册第二单元第5课《食物中的营养》的课堂指导中，首先，教师以生活化问题“早上吃饭了吗？人为什么每天要吃饭？”创设良好的学习情境，引发学生的科学思考热情。其次，教师利用食品包装袋等实物丰富情境，设计任务，引导学生进行小组合作，促使学生对比、分析不同类型的食品包装袋，归纳出食物中含有几种营养成分。再次，教师利用视频和文字材料进行学习提示，让每个小组选择一种感兴趣的营养成分来进行探究，通过实验验证食物中是否含有某种营养成分。最后，学生在汇报交流中得出结论：没有一种食物含有人体需要的全部营养，要做到不挑食，不偏食，这样才能达到营养均衡，我们的身体才能更加健康。在这一教学案例中，教师通过将科学问题与学生的日常生活相联系，不仅能够激发他们的好奇心，还能鼓励他们通过亲身体验去探索未知，从而在实践中增强思考的动力、实现科学思维发展[1]。（二）利用科学实验，创设趣味情境实验是科学教学的重要组成部分，一些趣味性十足的科学实验能够从感官上为学生带来强烈的刺激，为学生科学思维的发展提供有效契机。因此，在科学课堂设计过程中，教师可以利用实验和现象激发学生的好奇心，促使他们发出“为什么”的质疑，并解答释疑的过程中实现主动思考。结合小学生的认知发展特点，教师可以利用四种方法设计实验、创设趣味情境。第一，设计互动式实验情境。小学生活泼好动，对于生活中有趣的科学现象有着一定的观察和体会，乐于在课堂中进行分享和表达。因此，教师可以通过特定的主题设计实验，引导学生参与实验过程，增加互动性，让他们成为科学探索中的一员，进而有效激发其科学思考。第二，设计游戏化实验情境。所谓寓教于乐，在科学教育中设计游戏化实验能够有效激发学生的好奇心和求知欲，让他们在轻松愉快的氛围中主动发现问题、提出问题、解决题。基于此，教师可以将科学实验设计成符合学生年龄特点的小游戏，吸引学生参与其中，让他们在“玩中学”“学中玩”，潜移默化地实现对学生科学思维的启蒙。第三，设计故事化实验情境。在日常生活中，许多学生通过阅读科普书籍会对一些常见的科学现象有一定了解。这些科普书籍通常会用讲故事的方式传递科学知识、激发读者思考。基于此，教师也可以针对科学现象创编故事，在语言的辅助下展开实验，吸引学生的关注、参与，同时利用问题加以启发，进而调动学生的热情，促使他们由浅人深地进行思考，理性认识生活中的科学现象。第四，设计竞赛式实验情境。在课堂中，教师可以利用学生的竞争心理设计一些具有竞赛性的实验活动，如教师在讲解电路连接时，可以组织一个“小小发明家”比赛，让学生分组制作简易电路，看哪个小组的电路最稳定、最有创意。这样可以充分调动学生的探究热情，促使他们在集思广益的过程中相互启发，共同实现科学思维的发展。二、加强启发引导，培养科学思维能力所谓“授之以鱼不如授之以渔”。在科学课堂上，教师应聚焦学生科学思维能力的培养，依托科学实验，促使学生经历完整的科学探索过程，从而让他们真正成为学习的主体，并在建构新知的过程中发展科学思维能力。（一）通过科学实验，引导猜测假设在科学实验中，一方面，教师可以提出一些开放性的问题，激发学生的好奇心和探索欲望，引导他们进行猜测和假设；另一方面，教师可以组织学生通过实验验证这些猜测和假设，经历从猜测到验证的科学探索过程，锻炼科学思维能力，进而实现科学知识的有效建构[2]。当然，为促使学生合理猜测，保障实验活动的进一步开展，教师还应从三个方面进行引导。第一，确保问题的开放性，

激活学生思维。开放性问题能够激发学生的想象力和创造力，使他们能够结合实验现象自由地提出可能的假设，从而保证思维的活跃性，为后续实验探究奠定基础。第二，促使知识经验迁移，引导学生进行合理的猜测。猜测不是天马行空的想象，它建立在一定的事实基础之上。因此，教师应结合实验中的具体情况促使学生进行思考并迁移生活经验及所学知识，同时突破思维的局限，对可能达到的某种结果进行大胆猜测，为后续实验的推进奠定基础。

第三，鼓励学生相互交流。思维的碰撞有利于打破局限，形成更加全面可靠的观点。因此，教师应支持学生互动讨论，促使学生在观点交换中厘清思路，

进而形成更有质量的猜测和假设。（二）通过科学实验，引导比较思辨在小学科学课堂上，通过精心设计的科学实验，可以引导学生进行细致的观察和深入的思考，并亲身体验科学现象，进而在比较和思辨活动中提高科学思维能力。例如，在教科版小学科学四年级下册“岩石与土壤”章节第7课“比较不同的土壤”的教学中，教师引导学生运用观察、实验的方法比较和描述三种土壤的不同特点，从土壤颗粒组成比例的角度，认识三种土壤：沙质土、粘质土和壤土，再由不同的植物适合种植在不同的土壤中，延伸到土壤与植物生长发育的关系。为锻炼学生的科学思维能力，教师还利用“哪种土壤比较适合种植花生”为驱动性问题，让学生通过实验观察到的现象进行层层分析，找出比较适合花生的土壤。学生通过小组合作，对不同类型的土壤进行观察，并以雷达图的形式展示组内学习结果；然后在小组学习成果的分享交流中进行对比、思辨，在思维的碰撞与交融中进一步认识不同类型土壤，找到适合花生种植的土壤。这样的实验活动可为学生的科学思维发展提供了契机，让他们在对比思辨的过程中不断完善自己的思考过程，也提高了科学思维能力。（三）通过科学实验，引导发散联想科学探索和发现需要想象力的加持。小学生的思维活跃、想象力丰富，教师可以把握这一特点设计科学实验，引发学生的发散联想，以提升思维品质。例如，在教科版小学科学三年级上册“空气”章节第2课“空气能占据空间吗”的教学中，教师聚焦问题，通过让学生猜测“把纸团粘在杯子底部，然后将杯子竖直倒扣到水里，里面的纸团会湿吗”，引出主题，结合情境引发多维度思考。在学生将水灌入杯子后，教师持续追问“怎么才能让空气重新占据杯子的空间，你有办法吗？”引导学生发散思维。在学生提出了“用气压，把水压下去”后，教师追问“具体怎样操作？”学生根据问题再次展开实验活动，并在教师的辅助下将打气筒的气针对准小孔，开始打气，同时从侧面观察杯中的水位，最终让空气重新占据了杯子的空间。在这一教学活动中，教师利用实验情境，持续追问，形成新一轮的问题探讨，促使学生在现有知识的基础上进行发散延伸，思考新问题的解决思路，发展科学思维能力。三、丰富教学活动，提升科学思维水平科学思维能力不仅包括低阶的分类、理解、记忆等活动，还包括高阶的综合、批判、反思、创新等活动。因此，在科学课堂上教师应保持开放思路，引导学生拓展迁移、批判反思，促使学生在实践中不断发展，提升科学思维水平。（一）引导迁移拓展，发展科学思维在小学科学教学的过程中，教师不仅要传授基础的科学知识，还要鼓励学生将所学知识应用到新的情境中，培养他们的创新能力和解决问题的能力。通过这种方式，学生不仅可以更好地理解科学概念，还可以在实际生活中运用科学知识，进而强化运用科学思考方式来解决实际问题的能力[3]。在实际教学中，教师可以结合课本知识，为学生推荐科普读物，拓宽学生的视野，让他们在自主阅读中形成更多的科学思考，强化科学思维的发展。此外，教师还应支持学生自主设计趣味实验，拓展、迁移课内知识，在新的情境下运用科学思维进行探索，实现对科学知识的迁移和内化。（二）鼓励批判创新，发展科学思维在小学科学课堂中，教师要鼓励学生进行创新，并利用教学活动，激发学生的创造力，支持他们打破传统的思维模式，勇于发挥自己的想象力，以此引导学生自由地开展独立思考，提出具有创新性的见解和想法。例如，在学习了教科版科学教材三年级上册“空气”章节的相关知识后，学生了解了空气遇热膨胀的科学原理，并通过独立思考设计了让压瘪的乒乓球自我恢复的趣味实验。在实验探索中学生对这一现象进行了解释：球内的气体发生了膨胀，推动球壁向外，使乒乓球恢复原形。同时也展示了科学思维的运用，表达了自己对生活中科学现象的认识，体现了敢于思考、乐于探索的科学精神。此外，教师还应当引导学生们将这些创新思维应用到实际问题的解决中去，促使他们寻找更加高效和优质的解决方案。这样的教学方法不仅能够培养学生的创新思维，还能够提升他们的实际操作能力和解决问题的能力。通过这种理论与实践相结合的学习方式，学生能够逐渐打破思维定势，培养创新精神和实践能力。（三）促进总结反思，发展科学思维总结与反思是科学探索的重要环节，也是发展学生科学思维的重要方式。在科学课堂上，教师应引导学生学会自我总结和反思，巩固所学知识，锻炼批判性思维和解决问题的能力。例如，在教科版小学科学三年级上册“空气”章节第7课“风的成因”的教学中，首先教师让学生观察与风有关的图片，促使学生对自然界中的风产生兴趣，并提出探究问题；其次让学生用吸管、纸扇、风车等多种材料或自己想办法制造风，使学生亲身感受风，大胆猜测风的成因；再次让学生通过纸杯天平、简易热气球、线香等实验，观察空气的流动，得出空气受热上升的结论，并进一步猜想风的成因；最后用实验模拟大自然中风的形成，促使学生通过模拟实验来验证自己的猜想，建构思维模型，促使学生从科学