基于科学思维培养的小学科学教学策略研究

【摘要】科学思维是学生理解科学内涵、认识科学价值、形成科学素养的前提。培养学生的科学思维有利于提升教学效率，也能为学生的全面发展提供不竭动力。在实际教学时，教师可以通过唤醒学生的学习主体意识、利用学生的认知冲突、引导学生迁移应用等模式培养学生的科学思維。文章以提高小学科学教学质量为目标，简析培养小学生科学思维的重要性、教学模式和有效策略。

【关键词】科学思维；小学科学；教学策略

作者简介：陈双喜（1979—），男，江苏省南京市顶山实验小学。

《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出，“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，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。”在义务教育阶段的科学教学中，培养学生的科学思维是教师需要着重考虑的内容。具备科学思维的学生不仅能恰当理解自然事物之间的关系，从不同维度思考实际问题，还能够创造性地提出解决问题的方法。要有效培养学生的科学思维，教师需要正确认识培养学生科学思维的重要性，分析培养学生科学思维的有效教学模式，并从实际教学情况出发逐步优化教学流程，提高教学质量，切实落实培养目标。

一、在小学科学教学中培养学生科学思维的重要性

（一）有助于培养学生的学科核心素养

科学思维是科学学科核心素养的一部分，也是学生形成科学观念的基础和前提。在开展小学科学教学时，教师理应着重培养学生的科学思维，确保学生的学科核心素养得到发展，使学生成为时代发展需要的人才［1］。

（二）有助于激发学生的学习动力

科学思维具有思辨性、逻辑性和严谨性等特征，具备一定的科学思维会让学生更具好奇心和求知欲，同时有能力完成教师设计的探究活动、解决教师提出的问题，学生更容易获得学习的成就感［2］。因此，培养学生科学思维有助于激发学生的学习动力。

（三）有助于学生全面发展

培养学生的科学思维有利于学生的思维品质进阶。在培养学生科学思维的过程中，教师需要带领学生学习丰富的科学知识，了解相关的科学案例，进行深入的科学实践，学生不仅会由此掌握相关知识，形成良好的思考习惯，多方面的能力也会得到培养［3］。

二、在小学科学教学中培养学生科学思维的教学模式分析

（一）唤醒学生学习主体意识，培养学生思考兴趣

唤醒学生的学习主体意识，帮助学生击败思维惰性，引导学生以积极的情感投入科学探究，主动参与实践活动，是培养学生科学思维的第一步。在开展科学教学时，教师可以利用具有启发性的问题引导学生思考，增强科学课程的趣味性和挑战性，让学生具有更加强烈的自主学习意愿，并逐步发展自主学习能力［4］。

（二）利用学生认知冲突，培养学生求知欲

在开展小学科学教学时，教师还可以利用学生认知存在冲突的地方驱动学生进行深入思考，促使学生主动学习科学知识。有许多有趣的生活现象会让学生产生认知冲突，教师可以在课前利用互联网搜集相关图片、视频资料，或者设计简易实验，让学生能够更充分地了解生活现象，产生好奇心和求知欲。

（三）鼓励学生参与实践，培养学生探究能力

实践出真知，在小学科学教学中，教师应当通过实践探究活动培养学生的科学思维，指导学生在做中学、在做中思。在组织实践探究活动的过程中，教师还需要指导学生提出科学猜想、验证科学猜想，让学生进行深入思索与探究［5］。

（四）引导学生自我调整，培养学生自学能力

具备自我调整能力的学生在学习科学知识时会展现出高度的主体性、自觉性，而且在自我调整的过程中，学生的逻辑思维、推理论证思维都会得到持续性、有层次的发展。

（五）鼓励学生应用所学知识，培养学生应用能力

培养学生的科学思维时，教师还要注重引导学生将知识应用到实际生活中去解决实际问题，做到举一反三。迁移应用知识是发散思维的过程，在这一过程中，学生的模型建构思维、推理论证思维、创新思维会得到发展，学生的思维品质会得到提升。

三、在小学科学教学中培养学生科学思维的策略

在开展小学科学教学时，教师可以根据具体的思维培养目标设计教学活动，将培养学生科学思维的任务拆分到理论课程、实验课程和应用课程中，促进学生思维品质逐渐提升。

（一）在理论课程培养学生的模型建构思维

在理论课程中，教师需要讲解生活现象蕴含的科学规律，介绍相关科学概念，帮助学生形成科学思考客观世界中事物属性的思考模式。教师可以在引导学生理解科学概念、建构科学思考模式时，培养学生的模型建构思维。

具体来说，首先，教师可以展示相关生活现象或创设生活化的情境，并提出引导问题，引发学生对生活现象的关注；其次，教师可以采取有效的教学策略，如引导学生观察实物、观看视频或图片、动手做实验等，帮助学生进一步理解概念；最后，教师可以基于学生对科学概念的理解，引导学生进行总结，让学生尝试概括生活现象的本质特征，建构科学的思考模型。

例如，在教授苏教版小学科学三年级下册教材中的“天然材料与人造材料”一课时，教师需要开展理论教学，让学生了解生活中常见的材料，掌握分辨天然材料和人造材料的简单方法。教师可以按照如下流程开展教学，在理论课堂上培养学生的模型建构思维。

1.导学环节

展示生活中常见材料的图片，请学生比较木质纤维和纸、沙粒和玻璃、石油与塑料，分析这些材料的相同点和不同之处。

2.分析生活现象

鼓励学生讨论天然材料和人造材料的差别，再适时播放视频，展示使用木质纤维制作纸的过程，让学生对于天然材料和人造材料产生更深入的理解，更好地把握天然材料和人造材料的异同。

3.模型建构

引导学生总结所学知识，让学生根据此前的讨论分析人造材料、天然材料的本质区别，提炼区分两种材料的方法。

（二）在实验课程培养学生的推理论证思维

在实验课程中，教师应鼓励学生动手做实验，并引导学生在动手的同时动脑，耐心观察实验现象，并进行分析、推理。在实际教学时，教师需要鼓励学生发散思维、寻找深入分析的切入点，然后適时提出问题引导学生进行分析，以有效培养学生的推理论证思维。

具体来说，首先，教师可以指导学生结合实际生活现象或具体的探究问题进行实验设计，并初步分析实验可能产生的结果；其次，教师需要介绍实验操作要求或标准，然后鼓励学生设计实验操作步骤，并依照自己设计的实验方案做实验，记录实验现象；最后，教师可以要求学生根据实验结果或实验现象进行分析，并结合自己在实验时出现的问题总结做实验的要点。

在教授苏教版小学科学四年级下册教材中的“热胀冷缩”一课时，为了让学生理解热胀冷缩现象的原理，教师可以按照如下教学流程组织实验活动，并在课堂上引导学生深入思考这一现象，培养学生的推理论证思维。

1.设计实验环节

播放微课，让学生联系视频提及的内容回忆自己在生活中观察到的热胀冷缩现象，并结合这些现象进行讨论。鼓励学生组成实验小组，结合教材中的实验方法设计实验，以验证热胀冷缩现象，了解产生热胀冷缩现象的原因。

2.实验操作环节

根据学生制订的实验方案为学生提供实验道具（如小铜球、铁环、酒精灯、水、水盆等），协助学生合作完成实验活动。在学生动手做实验的过程中，教师要注意观察学生的行为，提醒学生遵守相关实验操作规范，安全地完成实验。

3.总结分析环节

引导学生结合观察到的实验现象分析热胀冷缩现象的原理。在学生通过分析、讨论得到结果后，指导学生回顾实验流程，思考自己在做实验时遇到的问题，总结做实验的技巧。鼓励学生思考：如何在生活中应用热胀冷缩这一现象让自己的生活更加便利。

（三）在应用课程培养学生的创新思维

为了引导学生在了解科学理论知识、动手做实验之后，将科学知识应用到实际生活中以解决实际生活问题，让学生做到学以致用，小学科学教师可以创设生活化的教学情境，通过问题引导学生尝试应用所学知识，让其形成应用意识，并在此过程中锻炼学生的创新思维。

具体来说，教师可以引导学生通过发现问题、探究解决问题的方法、归纳总结三个步骤迁移应用所学科学知识，发展科学思维。首先，教师可以鼓励学生在动手做实验之后，说出自己仍然感到困惑的地方，然后引导学生思考与他们感到困惑之处有关的生活现象，让学生发现问题；其次，教师需要指导学生运用相关科学知识探究解决问题的方法，并适时补充学生需要了解的科学信息，确保学生能够找到合理的解决问题的策略；最后，教师需要引导学生归纳总结，让学生分析自己是如何解决问题的，总结出有效的分析技巧，汲取有益的学习经验，并进行自我调整，养成良好的思考习惯，发展创新思维。

在教授苏教版小学科学五年级下册教材中的“发霉与防霉”一课时，教师需要引导学生探究馒头发霉的条件，分析阻止馒头发霉的有效方法。在学习理论知识后，学生会明白，食品发霉的条件是适宜的温度和潮湿的环境，自己可以通过改变食物的储存状态阻止食物发霉。此后，教师可以依照以下教学流程组织应用活动，引导学生迁移应用所学知识，发展创新思维。

1.发现问题

引导学生思考在生活中是否遇到被子、衣服、鞋子发霉的情况，鼓励学生与家长交流，了解家长用来阻止被子、衣服、鞋子发霉的方法是什么（学生会了解到晒被子、高温熨烫衣服、让衣柜保持干燥等方法）。

2.探究问题

鼓励学生结合此前学到的食物发霉的条件和阻止食物发霉的方法，分析家长用来阻止被子、衣服、鞋子发霉的方法的科学原理（如晒被子和高温熨烫衣服的原理是通过高温杀菌从源头减少衣服霉变概率；让衣柜保持干燥的原理是避免衣服处于潮湿的环境中），明确有效保存被子、衣服、鞋子的方法。

3.归纳总结

指导学生回顾、总结，让学生了解生活现象蕴含的科学原理，认识到自己可以根据相关科学原理解决生活中的问题。

结语

综上所述，在开展小学科学教学的过程中，教师可以利用理论教学、实践教学与应用教学培养学生的模型建构思维、推理论证思维和创新思维，从而推动学生形成科学思维。在教学活动中，教师还要注意激发学生的学习兴趣，有效利用学生的认知冲突，让学生通过实践探究掌握知识、发展能力，并通过自我调整找到提升学习品质的方法，实现全面发展。

【参考文献】

［1］代丽丽.试论如何有效培养小学低学段学生的科学思维能力［J］.天天爱科学（教育前沿），2023（1）：1-3.

［2］蒋维.指向科学思维能力培养的小学科学教学实践与反思［J］.新课程导学，2022（36）：90-92.

［3］张可.构建高效课堂  强化思维培养：小学科学课堂培养学生思维的探究［J］.小学生（中旬刊），2022（12）：103-105.

［4］刘生.核心素养下小学生科学素质培养策略［J］.科幻画报，2022（12）：137-138.

［5］叶宝生.识别思维方法，培养思维能力：以湘科版小学科学教材为例［J］.新课程评论，2022（12）：12-19.