試論如何培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維能力

朱高青

一、培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維能力的實(shí)踐意義

（一）助力學(xué)生的未來發(fā)展

小學(xué)階段科學(xué)終結(jié)性評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是課程目標(biāo)的達(dá)成度，教師通過多樣化的活動(dòng)設(shè)計(jì)，從科學(xué)概念理解方面入手，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí);從科學(xué)探究能力方面深入引導(dǎo)，深入培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力。在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，著眼于學(xué)生的成長，著眼于學(xué)生的未來發(fā)展，有效地發(fā)揮出科學(xué)思維教育的正向影響作用。

（二）落實(shí)思維可視化教育理念

培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維能力的實(shí)踐教學(xué)有助于推動(dòng)思維可視化在小學(xué)教育階段的貫徹落實(shí)。思維可視化在教學(xué)中有著巨大的應(yīng)用價(jià)值：利用圖形將知識(shí)生動(dòng)形象地展示出來，可清楚展現(xiàn)出知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

（三）發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性

基于科學(xué)思維培育的課堂教學(xué)，使得學(xué)生在科學(xué)課上不僅收獲了知識(shí)，還意識(shí)到與人合作的必要性，喚醒了學(xué)生成長的內(nèi)驅(qū)力，讓學(xué)生敢于表達(dá)自己的意見，善于傾聽和接受別人的建議……基于科學(xué)思維教育理念之下的科學(xué)課能夠讓學(xué)生能發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，成為一個(gè)善于思辨、善于接納的人。教師采用“非良構(gòu)問題”的模式進(jìn)行教學(xué)，通過設(shè)計(jì)課堂的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，提出問題引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生在解決問題時(shí)的科學(xué)思維能力。

（四）推動(dòng)小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新教育

將勞動(dòng)教育、美育等與科學(xué)探究活動(dòng)結(jié)合起來，拓展學(xué)生視野。引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)投身于科學(xué)探索中，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)事求是地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，體驗(yàn)科學(xué)小實(shí)驗(yàn)帶來的學(xué)習(xí)樂趣，培養(yǎng)科學(xué)思維。教師既要尊重原創(chuàng)，通過種子課程的落地，以真實(shí)的科技創(chuàng)新任務(wù)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為載體，培育學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，也要進(jìn)一步思考拓展型課程和探究型課程的不同功能與特點(diǎn)，有機(jī)整合，有效推進(jìn)學(xué)?？萍紕?chuàng)新教育。

二、培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維能力的實(shí)踐路徑

（一）開展科學(xué)教研，深化教師科學(xué)教學(xué)能力

先進(jìn)的教材理念為教師導(dǎo)航，豐富的實(shí)驗(yàn)操作為教師賦能。生動(dòng)有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課，讓教師更加清晰怎樣引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，形成科學(xué)素養(yǎng)。

開展實(shí)踐教研活動(dòng)使得教師更加明確科學(xué)新教材的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)具體實(shí)驗(yàn)操作理解更深刻?？茖W(xué)課程不僅要讓學(xué)生學(xué)得會(huì)，還要讓學(xué)生容易學(xué)會(huì)，更要讓學(xué)生知道如何學(xué)會(huì)。要從全面性、針對(duì)性著手，讓學(xué)生從自身實(shí)際出發(fā)，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，學(xué)好科學(xué)，樂于學(xué)科學(xué)、用科學(xué)。深度學(xué)習(xí)要基于學(xué)生視角和已有經(jīng)驗(yàn)，開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，可以以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式或問題解決式開展，引導(dǎo)學(xué)生走向深入地學(xué)習(xí)，讓學(xué)生主動(dòng)參與、自主探究，化被動(dòng)為主動(dòng)，真正體現(xiàn)學(xué)生主體性，在實(shí)踐教學(xué)之中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

在教研活動(dòng)中，教師重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、理性思維等科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在每一節(jié)課中都要體現(xiàn)國家設(shè)立科學(xué)這個(gè)學(xué)科的價(jià)值，真正備好課、上好課，讓學(xué)生從各學(xué)科教學(xué)中受益，全面發(fā)展。重視學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，為后續(xù)的科學(xué)復(fù)習(xí)備考奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教師在教學(xué)教研中進(jìn)行深度的科學(xué)探究，建構(gòu)更高效的思維課堂，全面提升自身的專業(yè)教學(xué)能力。

（二）根于課堂實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

在開展實(shí)踐教學(xué)時(shí)，教師：一要“抓基礎(chǔ)”，將知識(shí)進(jìn)行梳理，注重橫向和縱向聯(lián)系，形成知識(shí)鏈;二要“重實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生動(dòng)手的能力;三要“會(huì)運(yùn)用”，將知識(shí)拓展深化，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。關(guān)注學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升，關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)。

例如：在我校的科學(xué)課堂實(shí)踐展示周中，陳老師執(zhí)教《點(diǎn)亮小燈泡》，她以圣誕樹導(dǎo)入，激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，引導(dǎo)學(xué)生勇于表達(dá)自己的想法;李老師執(zhí)教《地球的形狀》，靈活運(yùn)用多媒體手段，并且教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，逐步引發(fā)學(xué)生的思考;劉老師執(zhí)教《直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)》，她直接引出本課主題，在活動(dòng)中判斷運(yùn)動(dòng)類型時(shí)，通過觀察動(dòng)圖、描述現(xiàn)象、判斷運(yùn)動(dòng)形式來達(dá)到知識(shí)的遷移應(yīng)用;習(xí)老師執(zhí)教《空氣占據(jù)空間嗎？》，他語言風(fēng)趣、幽默，課堂設(shè)計(jì)巧妙，層層深入，讓學(xué)生思考怎么樣讓浮著的乒乓球沉下去、怎么樣讓沉下去的乒乓球又浮起來;廖老師執(zhí)教《地球的形狀》，她充分挖掘?qū)W生對(duì)地球形狀的概念，重視學(xué)生的思維過程，一步一步帶著學(xué)生根據(jù)線索以不同的方式進(jìn)行探究;夏老師執(zhí)教《里面是怎樣連接的》，她不僅溫故而知新，而且最后讓學(xué)生提出問題并解決問題，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和科學(xué)思維。

黃老師執(zhí)教《點(diǎn)亮小燈泡》，她的提問非常具有針對(duì)性，讓每位學(xué)生都能自由思考小燈泡的連接方法，除同留異之后再對(duì)所有情況進(jìn)行驗(yàn)證，體現(xiàn)了完整的探究實(shí)驗(yàn)過程;陽老師執(zhí)教《輪軸的秘密》，通過大水瓶角力賽導(dǎo)入課題，并嘗試從多角度引發(fā)學(xué)生科學(xué)思考、清晰表達(dá)，學(xué)生情緒飽滿，積極性高;曾老師執(zhí)教《里面是怎樣連接的》，注重讓學(xué)生有序方法進(jìn)行檢測，六個(gè)接線柱暗盒能發(fā)散學(xué)生思維，最后聯(lián)系生活中的暗盒，回歸生活，聯(lián)系實(shí)際;余老師執(zhí)教《物體在水中是沉還是浮》，教學(xué)思路清晰，設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)驗(yàn)也具有可視性，在追問中層層引導(dǎo)，最終找到解決問題的方法;彭老師執(zhí)教《比較不同的土壤》，從“土磚房”導(dǎo)入，制作土磚主要利用了土壤的黏性，先加水塑形，再晾干成胚，最后高溫?zé)?，它既來源于生活最后又回歸到生活;譚老師執(zhí)教《影子的秘密》，她引導(dǎo)學(xué)生思考如何模擬一段真實(shí)記錄影子的變化的環(huán)節(jié)，從一個(gè)影子的模擬到一天的影子的模擬，極大豐富了學(xué)生的想象力。

（三）結(jié)合生活元素，深化學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)

基于生活教育理念之下，教師通過有機(jī)地結(jié)合生化教學(xué)理念，在開展實(shí)踐課程時(shí)有機(jī)地融入生活之中的實(shí)例、生活之中常見的現(xiàn)象，從科學(xué)現(xiàn)象出發(fā)，提出研究問題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐，尋找證據(jù)，得出結(jié)論。在學(xué)生的討論、交流、觀察和對(duì)比后，教師進(jìn)行層層引導(dǎo)，學(xué)生才能夠順利總結(jié)出知識(shí)重點(diǎn)。

凌老師執(zhí)教《巖石與土壤的故事》一課，通過觀察科學(xué)實(shí)驗(yàn)和閱讀資料，讓學(xué)生了解到巖石和土壤背后蘊(yùn)藏著的科學(xué)知識(shí)，在閱讀與交流中培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生思維能力;傅老師帶來《認(rèn)識(shí)幾種常見的巖石》一課，整個(gè)課堂思路清晰，各個(gè)環(huán)節(jié)緊緊相扣，通過三個(gè)小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何觀察一塊未知的巖石，讓學(xué)生充分參與到課堂中來。甄老師執(zhí)教的內(nèi)容是《讓小車運(yùn)動(dòng)起來》，從各種各樣車的動(dòng)力出發(fā)，從讓小車動(dòng)起來，到讓小車運(yùn)動(dòng)一定的距離，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組交流討論，最后探究小車運(yùn)動(dòng)的快慢與拉力大小、力的方向等要素之間的聯(lián)系，層層遞進(jìn)，在學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生深度思考;張老師帶來《食物中的營養(yǎng)》一課，通過聚焦關(guān)鍵問題，經(jīng)歷豐富的實(shí)踐活動(dòng)，幫助學(xué)生了解食物中存在的營養(yǎng)物質(zhì)，樹立健康的飲食觀;陳老師執(zhí)教《觀察與比較》這節(jié)課，巧妙的生活情境設(shè)計(jì)，通過人體不同的感官來觀察信息，以不同的小情境來串聯(lián)課堂，讓學(xué)生反復(fù)對(duì)比，尋找主人公糖糖、給橙子排序、找到水果盤中的仿真水果等等，一環(huán)扣一環(huán)，流程緊湊，教師還教會(huì)了學(xué)生一個(gè)日常辯味操作：扇聞，告訴大家要謹(jǐn)慎對(duì)待不明物體的氣味，不可直接嗅聞。

基于“生活教育”的核心理念，羅老師在開展小學(xué)科學(xué)教學(xué)時(shí)，對(duì)點(diǎn)亮小燈泡的連接方式進(jìn)行了大量數(shù)據(jù)收集，給學(xué)生充分的時(shí)間，在紙上畫出不同的連接方式，歸納總結(jié)不同的連接方法。通過學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了學(xué)生之前的猜測，總結(jié)了點(diǎn)亮小燈泡連接方式的共同點(diǎn)。羅老師做到了從趣中學(xué)，從學(xué)習(xí)中感受到趣味。在開展科學(xué)觀察教學(xué)課程時(shí)，教師通過學(xué)生熟悉的人物柯南，創(chuàng)設(shè)一個(gè)又一個(gè)探究情景，娓娓道來，引領(lǐng)學(xué)生“通過感官來發(fā)現(xiàn)”。學(xué)生興致勃勃地當(dāng)了一次偵探家，通過對(duì)材料的看、摸、聞、聽等方式最終順利完成了偵察任務(wù)，獲得了教師頒發(fā)的“最佳小偵探”證書。在《空氣占據(jù)空間嗎？》課程之中，喻老師設(shè)計(jì)了多樣的實(shí)驗(yàn)，課堂充滿激情。教師規(guī)范地演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生小組合作完成壓杯實(shí)驗(yàn)、套在瓶中不一樣地吹氣球方式帶來不一樣的結(jié)果等活動(dòng)，有層次地推進(jìn)了課堂進(jìn)程。學(xué)生興致勃勃地投入其中，“空氣占據(jù)空間嗎？”的問題水到渠成地得到解答。

在《物質(zhì)的變化》單元復(fù)習(xí)時(shí)，林老師以“神奇的變色”魔術(shù)引入，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被瞬間引爆，林老師緊緊圍繞本單元的大概念——“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的。物體在變化時(shí)，構(gòu)成物體的物質(zhì)可能改變，也可能不改變”，以大量結(jié)合實(shí)際生活的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生梳理單元重要概念和觀察實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)系統(tǒng)性的科學(xué)思維方法，建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。整堂課教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，由淺入深，層層推進(jìn)，夯實(shí)基礎(chǔ)，提升思維，如行云流水，讓所有學(xué)生和聽課教師都沉醉其中，聚精會(huì)神，生怕錯(cuò)過每一個(gè)精彩瞬間。基于這種教學(xué)模式，我校開設(shè)了豐富多彩的社團(tuán)課程，每周五下午的兩節(jié)社團(tuán)課是花實(shí)小學(xué)生期盼一周的驚喜。趣味科學(xué)社團(tuán)的學(xué)生用自己靈巧的雙手制作出了水陸兩棲裝甲戰(zhàn)車、雙翼滑翔機(jī)、液壓挖掘機(jī)、自動(dòng)升降電梯、蛇形擺、平衡獨(dú)輪機(jī)器人、木板時(shí)鐘、胡克滾輪、古代紡織機(jī)等等，對(duì)于學(xué)生都有著積極的影響作用。

（四）由“教”向“學(xué)”，優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)體系

科學(xué)教師從“教”的研究走向“學(xué)”的研究，教師不自覺地開始重視科學(xué)課的學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的研究、科學(xué)課的教學(xué)研究。從局限于“教”的研究中走出來。走向?qū)W生科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)的研究;走向?qū)W生學(xué)習(xí)概念、探究活動(dòng)的研究;走向?qū)W生的研究、學(xué)習(xí)主體的研究。

胡老師課堂教學(xué)語言淺顯易懂，用簡單易懂、充滿童趣的語言解釋了月相變化背后所蘊(yùn)藏的科學(xué)道理，讓學(xué)生感受到宇宙世界的奇妙，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，課后學(xué)生還意猶未盡。龍老師執(zhí)教的研究課《證明地球在自轉(zhuǎn)》，首先研究擺具有保持?jǐn)[動(dòng)方向不變的特點(diǎn)，然后讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)擺在底盤不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在下面的細(xì)沙里劃出來的是一條直線痕跡，而在底盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在下面的細(xì)沙里劃出來的是多條線交叉的痕跡，分析得出底盤轉(zhuǎn)動(dòng)才造成沙痕發(fā)生改變，從而將這個(gè)發(fā)現(xiàn)類比到用傅科擺證明地球在自轉(zhuǎn)。該課主要培養(yǎng)了學(xué)生的推理論證思維。劉老師執(zhí)教的研究課《直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)》有三個(gè)探究活動(dòng)，先在擊球游戲中提出任務(wù)，討論方法時(shí)引出直線軌道和曲線軌道，從而得出運(yùn)動(dòng)的兩種不同形式;接著通過觀察動(dòng)圖來描述并判斷運(yùn)動(dòng)形式;第三個(gè)活動(dòng)用自制教具來玩推球游戲，通過推測、驗(yàn)證來判斷運(yùn)動(dòng)形式。整節(jié)課以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，在建構(gòu)概念的過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

許老師開展的《比較不同的土壤》課堂促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)課堂知識(shí)。許老師從生活中常見的選土種植植物情境導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生對(duì)土壤的不同特性的探究熱情。隨后，在小組合作中，通過對(duì)比、觀察和交流，學(xué)生在深入思考中了解到土壤的成分含量、黏性、滲水性等方面的不同。在學(xué)生探究后的研討交流環(huán)節(jié)，許老師細(xì)致的串式追問，促使學(xué)生的思維走向深刻。在教師不斷的有效追問中，學(xué)生深度理解了土壤與植物生長的關(guān)系，并最終解決了植物和土壤“搭搭配”的問題。

課題研究過程是一個(gè)不斷質(zhì)疑、探究和挑戰(zhàn)的過程，在定期的研訓(xùn)活動(dòng)中，我校的教師組圍繞“聚焦深度學(xué)習(xí)建構(gòu)思維課堂”的教學(xué)研討，展示了教師在課題研究中敢于質(zhì)疑、探究、實(shí)踐的科學(xué)魅力，有效地推動(dòng)了小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式的進(jìn)一步革新和發(fā)展。