在“小车动起来了”教学中培育学生科学思维能力

潘亚杰 李喆

〔摘    要〕    小学生正处于科学思维发展的关键时期，培养和发展学生的科学思维能力是小学科学课程的重要教学目标。本研究以“小车动起来了”为例，引导学生认识力及其相关知识，注重学生对科学规律归纳能力的养成，从而实现对学生科学思维能力的培育目标。

〔关键词〕    小学科学；科学思维能力；教学设计

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  09-0049-03

2022年4月，教育部制定并颁布《义务教育科学课程标准》（下面简称“新课标”），课程目标由“科学知识，科学探究，科学态度，科学、技术、社会与环境”修订为科学素养目标，即“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”四个维度。“科学思维”第一次在课程目标中明确提出。多年的教学实践表明，以往的科学教学较为重视科学探究的操作方法及操作技能，而忽视了对学生科学思维能力的培养。小学生正处于科学思维能力形成的关键时期，重视对其科学思维能力的培养具有十分重要的意义。

科学思维，是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，其中包括的推理论证体现在基于证据与逻辑，运用分析与综合、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系。分析与综合是科学思维的基本过程。分析，就是从整体到部分的思维过程；综合，就是从部分到整体的思维过程。掌握分析与综合思维方法是学生必备的关键能力，也是科学学科的培养目标之一。教师在科學教学的过程中，有意识地渗透分析与综合的思维方法，能够更好地培养学生良好的思维习惯，提高问题解决的能力。归纳与演绎是科学研究中运用广泛的思维方法。归纳思维的显著特征是，由具体到抽象，与学生的认知特征相一致，适合二年级学生。演绎思维，就是由一般性知识过渡到特殊性知识的思维方法，即“根据一般原则解决具体问题”。

将科学思维明确纳入新课标，有助于帮助一线科学教育工作者更好地领悟科学思维的内涵，了解学生头脑中科学思维的形成过程，在备课授课的过程中给予相当程度的重视；有助于学生在科学教学中动手实验的同时，动脑思考，避免“机械化”地参与科学探究过程，养成良好的科学思维方式，提高科学素养，形成适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

一、单元教材分析

（一）单元的位置和作用

人们生活在物质世界中，每时每刻都在接触各种各样的物质。物质科学就是研究物质及其运动和变化规律的基础自然科学。“小车动起来了”是粤教版二年级上册第二单元，学生在本单元将学习物质与物体、力的相关内容。这有助于增强学生探究物质世界奥秘的好奇心，帮助学生初步养成乐于观察、注重事实、勇于探索的科学品质。

“小车动起来了”涉及工程领域的学习，使学生有机会综合所学的多方面知识，在实践活动中体会到“做”的成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。

（二）单元内容分析

“小车动起来了”的学习内容分别对应课标中提出的科学概念：物体具有一定的特征；工程是运用科学和技术进行设计制作、解决实际问题及制造产品的实践活动；力作用于物体，可以改变物体的运动状态和形状。在编排顺序上呈现层层递进、紧密联系的逻辑关系。

在第5课《我们的小车》中，学生选择一辆喜欢的玩具小车，通过观察，描述小车的特征，如轻重、颜色、形状等，并根据小车的特征进行简单分类，加深对小车特征的认识。

在第6课《做一辆小车》中，学生通过观察，了解小车的结构特征及各部件的作用，选择合适的材料，设计并制作车轮能灵活转动的小车，体验设计、制作的基本过程。

在第7课《怎样让小车动起来》中，通过探究，学生找到让物体动起来的方式，如推、拉等，观察力可以改变物体的运动状态。通过拉伸橡皮筋或弹簧的实验，知道力能使物体的形状发生改变，如压缩、伸长等。通过联系生活实际，知道推力和拉力是常见的力。

（三）单元学习目标

对玩具小车进行观察，并能说出小车的特征；根据小车的特征给它们分类。

知道玩具车主要由车身、车轮、车轴组成；能用合适的材料组装一辆车轮灵活转动的小车。

能用推和拉的方式让制作好的小车动起来，并在推动桌子、书本的过程中认识并感受力及力的作用。

通过观察拉动橡皮筋、弹簧，挤压海绵时的变化，知道力可以使物体的形状生改变。

知道推力和拉力是生活中常见的力，能举例说明生活中哪些地方运用了推力和拉力。

初步通过分析、综合等思维方法，发展学生的归纳推理能力。

二、学情分析

爱玩玩具是小学生的天性，本单元以学生熟悉的玩具小车为观察学习对象，有助于激发学生的探究兴趣。另外，这一阶段的学生多为7～8岁，思维处于具体运算阶段，离不开具体事物的支持。“力”是一个抽象的科学名词，学生难以直观认识，因此在教学的过程中，需要强化教具、学具等实物在科学探究活动中的应用，以帮助学生更好认识力及力的作用效果。

在第6节课《做一辆小车》的实践活动中，学生需要对小车的基本性能进行测试。此时学生已经感受过力对小车的作用，这为第7节课《怎样让小车动起来》中力及力的作用效果的学习，奠定了良好的基础。

三、教学设计

（一）教学目标

能用推和拉的方式让制作好的小车动起来，并在推动桌子、书本的过程中认识并感受力及力的作用；

通过观察拉动橡皮筋、弹簧，挤压海绵时的变化，知道力可以使物体的形状发生改变；

知道推力和拉力是生活中常见的力，能举例说明生活中哪些地方运用了推力和拉力，将现实生活与科学学习有机结合起来。

（二）学习重难点

1.学习重点

通过探究活动，认识并推理出力及力能使物体动起来、形状生改变；

知道推力和拉力是生活中常见的力，能举例说明生活中的运用。

2.学习难点

认识力及力能使物体动起来、形状发生改变；

分辨推力和拉力。

（三）学习准备

折纸玩偶（1个）、自制小车（12个）、橡皮筋（12根）、塑料弹簧（12个）、海绵（12块）、实验盒（12个）、验记录表（1份/组）。

（四）教學过程

1.创设情境，观察思考

教师通过课件及实物向学生展示“会说话”的折纸玩偶，提问：“它为什么会说话？”学生观察并得出结论：因为拉动了纸条，纸条带动玩偶的嘴巴一张一合，就好像在说话。“那么，你会怎样让小车动起来呢？”引出课题——怎样让小车动起来。

在这个环节中，通过直观有趣的折纸玩具，激发学生的好奇心和探究兴趣，使其积极主动投入本节内容的学习，体现生活处处有科学的教学观念。

2.学生实验，合作探究

活动一：让小车动起来

学生进行小组合作，思考并尝试用多种方法让小车动起来，如推、拉、吹、弹等。

通过实际动手操作，培养学生解决问题的能力。

活动二：用了力吗？

学生结合自己的实验过程，思考：为什么推、拉、吹等能够让小车动起来？找到原因：用了力。在此基础上，拓展到力能使更多的物体动起来，如课桌、实验记录单、文具盒等，学生体验力能使更多物体动起来。这个过程涉及由特殊到一般的归纳推理，可以较好地引导学生分析归纳出“力能使物体动起来”的结论。

紧接着，教师进一步启发学生思考：力除了能使物体动起来，还可以使物体发生什么变化呢？学生按照教师的提示，对橡皮筋、塑料弹簧、海绵施加力，思考并观察实验材料发生的变化，体验力的其他作用效果。教师继续引导学生科学归纳得出“力能改变物体的形状”的结论。

在清晰、科学的思考推理和丰富的探究活动中，引导学生一层一层地揭开力的面纱，有助于引导学生更加直观、清晰地认识力及力的作用效果，也有利于培养学生观察、探究、合作、交流、归纳等科学能力。

3.拓展延伸，知识迁移

推力和拉力是生活中常见的力。教师出示分别代表推力和拉力的活动图片——荡秋千和拔河，帮助学生更快地从力的方向上认识并分辨推力和拉力。最后引导学生寻找生活中的推力和拉力。

这个环节可以让学生认识推力和拉力，掌握它们的不同之处，并且把科学与生活有机联系起来，帮助学生体会到科学来自生活又为生活服务。这样学生就能逐渐地把科学知识迁移到生活中，使得知识延伸到课外。

4.总结交流，回顾新知

在这个环节中，教师引导学生自主进行课堂小结，在收获和感悟中，总结巩固新知，提高自主学习能力，交流情感体验。

学生在课堂最后总结交流环节中，比较容易走入“唯知识论”，即“所谓收获就是学到了什么知识”的误区。在这一环节中，教师应注重引导学生从观察发现、探究实践过程、思维过程、体验体会等方面，着眼于课堂的各个环节，表述自己的收获，引导学生更加关注学习的全过程。

（五）作业设计

在本节课的学习中，除了推、拉之外，学生还提出了多种多样让小车动起来的方式，比如，吹、吸、弹以及借助磁铁、橡皮筋等材料。由于课堂上受到材料的限制，教师将上述未完成的探究放在课后，以作业的形式引导学生开展进一步探究。

（六）教学反思

根据新课标要求，本节课注重把科学课程的目标真正落实到每一节课，让学生在真实的环境中探究与思考，关注学生的科学素养发展。教学过程注重知识逻辑的环环紧扣和思维逻辑的严密性，但教学组织方面的经验比较欠缺，环节设计不够严密，今后，需要多向有经验的教师学习教学组织经验，使学生能够在课堂上充分思考和充分探究。在学具准备方面，依据单元课程的衔接性，本节内容所用的学具小车，应为第6节课中学生自制的小车模型，这样学生整个单元的学习将更具备连贯性，同时对小车结构的认识与对力的认识也将更加充分。

（七）实验记录单

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

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[4]唐隆健，周青.归纳演绎思维在化学科学研究中的体现及启示[J].化学教学，2020（6）：9-12，32.

[5]张大松.科学思维的艺术：科学思维方法论导论[M]北京：科学出版社，2008.