聚焦学生思维能力发展的小学科学实验教学策略

☉陆嘉琦

教学的最终目的不是学生掌握基本的知识技能就可以，而是要将所学应用于实践中，才能获得真正的提升和发展，也才能实现教与学的融合。科学是一门以实践为主的学科，而实践是最为重要的一部分，通过实践促进学生学思结合，实现学生思维的发展是教学基本目标之一，也是学生要发展的能力之一。然而，当下小学科学教学中，教师更注重知识传授，忽视了学生能力的培养，阻碍了学生思维能力的发展。要解决这一问题，就要重视实践教学，教师应立足教材，设计不同的实验活动，以此激活学生的思维，提升其思维能力和科学素养。具体而言，可从以下几个方面展开教学。

一、探究问题，激发学生思维

对于小学生而言，对各种未知领域都充满了好奇心，自觉地探索这个世界，他们总是会发出疑问，面对学生的好奇心，教师应该引导，不应该置之不理，这样会影响学生的求知欲。因此，作为小学科学教师，要了解儿童的特性，抓住学生的求知欲，合理应用各种有趣的实验现象、实验活动，调动学生探索欲望，促使学生主动探索世界。只有敢于发出疑问，敢于深入探索，才能逐渐培养学生的求知意识，让学生在知识的海洋中拓展思维，发展自身能力。

例如，在学习《观察一棵植物》这一课时，为了激发学生的问题意识，锻炼学生的思维能力，教师可以提前准备含羞草植株，让学生观察含羞草的特点。这一活动立马引起了学生的兴趣，教师拿出含羞草后，立马有学生说：“我家里种了好几棵含羞草，只要人一碰，它的花朵和叶子就会缩在一起。”教师一听立马说道：“看来大家都很注意观察生活中的事物，今天我们近距离再观察一下这一植物，看看还有什么新的发现。”学生根据生活经验判断出了植物的名称和基本特点，教师提出新的问题激发了学生的求知欲望。在教师的引导下，学生经过用放大镜观察、讨论、记录等活动，深刻了解了这一植物的特点，植物由茎叶、根部、花朵等不同部位组成，是有生命的，生长需要土壤、阳光、水分等，眼见为实，亲眼看到的现象远比讲授来得实在，通过这一观察实验活动，学生获得了直观、立体的学习体验。同时，学生通过联系生活实际和已有经验，获得了“活”的科学知识，实现了从课本延伸到生活现象的教学目的，拓展了学生的思维能力，也培养了学生的科学学习兴趣。

二、明确思路，发展逻辑思维

科学实验是一个过程，要有一定的依据，要选择一定的实验方法，并且要按照一定的计划实施。实际的科学实验中，教师要明确告诉学生要研究什么？要做什么？实验的目的是什么？实验要有主有次，有规律地进行，不能盲目实验，只有计划性地展开实验，才能让学生有所获、有所知。［1］实践证明，在实验前做好准备，明确实验思路和实验流程，才能保证整个实验过程更加流畅，确保整个实验活动更加富有条理，才能利用实验活动培养学生的逻辑思维能力，让学生养成良好的做事习惯和思考习惯，进而更好地发展学生的逻辑思维能力。

例如，在学习《声音是怎样传播的》这一课时，教师就可以利用实验培养学生的逻辑思维能力，让学生在实验中探索、分析、解决问题，实现深度思考。具体而言，在实验前，教师先提出问题，引起学生的思考，同时准备相应的实验器材，如桌子、敲击物等，说明实验流程以及实验目的：“我们平常会听到同伴的说话声音、窗外的喇叭声、汽车鸣笛声等，大家有没有想过发出声音的地方明明有一定的距离，为什么我们还能听到，大家有没有想过声音是靠什么东西传到我们的耳中，今天我们就来验证一下，看看声音是靠什么东西传播的。”接着将学生分成各个小组，并发给每个小组相应的实验器材，学生先面对面地用教师做好的电话机传播声音，得出的一致结论是可以听到对面传来的声音，然后去掉电话机面对面说话的声音变小了，接着引导学生通过敲击桌子、敲击黑板等活动了解声音传播的介质，学生利用现有素材进行实验、探究、总结，得出了“声音是依靠空气和实物传播”的基本结论。

经过不断实验，学生可以得出正确答案。教师还可引导小组之间继续进行交流和探讨，对实验科学原理进行分析，将实验中的发现和理解表达出来。从亲身体会到深刻思考，学生在实验中学会了总结、归纳，更好地掌握了实验规律，促进了学生思维的激活和运转，实现了知行合一，也让学生思维能力得到了质的飞跃，实验过程让学生有了理性表达、理性思考的意识。［2］

三、巧妙设疑，培养批判思维

批判思维是学生必备的素养之一，也是一个拥有独立思想的人所具备的关键品质。具有批判思维的人对一件事情的认知更加理智，更善于独立思考，不会随波逐流，更善于表达自己的观点，同时也能听取别人的意见，也会对自己的思想和行为进行调整，可以在实践中找到更科学的解决问题方法。因此，在科学教学中培养学生的批判性思维十分重要。小学科学教学中，教师可利用各种实验活动巧设疑问，让学生发现问题的矛盾点，在寻求真理的过程中解决问题，从而发展自身的批判思维。

例如，在学习《运动与摩擦力》这一课时，教师可以巧设疑问，借助对比实验、观察讨论等活动，引导学生对运动中影响摩擦力的大小因素进行分析。具体来讲，教师可先创设疑问点，如出示两个形态、大小、重量均相同的小车，将两个小车分别置于粗糙程度不同的运动轨道上，接着让学生进行猜想：小车在哪个轨道上运动时受到的摩擦力更大。实验前，有部分学生认为两个小车质量是一样的，其受到的摩擦力也会一样，但经过实验后，学生会却发现处于糙面的小车经过小道的时间大于光面的小车，进而发现运动摩擦力的大小与运动轨道的粗糙程度有一定的关系，这一实验结论和学生之前的观点是矛盾的。经过实验，学生打破了以往的观点，更新了自我知识体系。紧接着，教师改变思路，将小车的重量作为变量，其他因素作为定量，学生猜测：运动摩擦力和小车的重量没有关系。这一观点与之前的结论又一次产生了矛盾。此时，教师应引导学生进行实验总结，突破以往的经验限制，进行二次实验，突破知识局限性，从而构建新的知识体系，发展自身的思维。在这一实验过程中，学生经过教师的引导，不断地突破自己的思维认知，颠覆以往的观点，锻炼了自身的思维能力。

四、因势利导，发展创造思维

在科学实验教学中，教师应该尊重学生创造性思维的发展，尊重学生个性发展，对于同一个问题，学生可能会想到不同的解决方法，其认知是独特的，教师应该尊重学生的想法，鼓励学生探索不同解决问题的方法，才能培养学生的创造性思维。［3］为此，在科学实验教学中，教师可以留给学生一定的探索时间和思考时间，让学生在探索过程中实现思维的飞跃。

（一）以趣味实验为引导

趣味实验对学生的吸引力是很大的，教师可以利用各种趣味实验发展学生的创造性思维。趣味实验和生活息息相关，均来源于生活，虽然十分常见，但却可以产生不一样的教学效果，教师应整合各种趣味实验资源，结合不同的课程内容，导入趣味实验，让学生对科学知识产生浓厚的兴趣。

例如，在学习《不简单的杠杆》这一课时，为了激发学生的创造性思维，教师可以借助各种各样的趣味小实验打开杠杆世界，加深学生对杠杆的认识，并引导学生利用杠杆原理解决实际问题。正式学习本课程前，教师用多媒体展示核桃夹夹核桃、开瓶器开瓶子、筷子夹食物等各种生活常见的杠杆现象。生活中常见的杠杆现象引起了学生的讨论，学生看到以上现象后对杠杆知识产生了浓厚的兴趣，并纷纷表示这些工具自己都用过，之后教师拿出各种工具，引导学生通过实践感受杠杆的力量，经过一番实践，学生了解了杠杆在生活中的应用。之后，教师设计了如下问题：如果将一个重50 千克的大石头移动8 米，你会用什么样的方法，鼓励学生用不同的方法解决这一问题。问题提出后，学生开始讨论，有的说“可以用绳子将石头绑着往前拉”，有的说“可以两个人一起抬”，有的说“可以用小车将石头运过去”，最后有人补充说道：“是否可以用今天学的杠杆原理撬动石头让石头滚动。”学生提出了各种各样的解决方法，教师补充说道：“可以用的方法很多，只要善于思考，就可以节省很多力气，简单地解决问题，有些方法虽然直接，但是却要费很多力气，只有开动脑筋，合理利用所学知识，才能更好地解决生活中的问题。”通过一番探讨发展了学生的创造性思维，也让学生了解了杠杆在生活中的应用，一个个充满惊喜的小实验带给了学生不一样的体验，发展了学生的创造性思维。

（二）用课堂实验激发创造思维

实验是有序有目的地开展的，教师可通过合理设计，让学生在提出问题、提出假设、实验论证、总结分享的过程中发现问题，解决问题，从而发展学生的创造性思维。

例如，在学习《设计我们的小船》这一课时，教师可以将学生分成小组，让学生展开分组实验，用自己所学影响浮力的因素等相关知识设计制作自己的小船，结合影响浮力的实际因素，学生展开了实验，经过设计、尝试、问题分析、改造等多个环节，学生设计出了可以浮在水中的小船，不仅深化了浮力影响因素的相关知识，也锻炼了学生的动手能力。在实验过程中，学生会猜想、分析影响浮力大小的因素，也会在一次次失败的操作中总结经验，寻找问题，对小船的重量、形状等进行改造，经过记录分析每一次实验的结果，在对比中完成了实验，验证了最初的猜想，最后教师组织学生进行交流互动。经过交流互动深化课题，巩固知识，发展学生的创造性思维。

此外，教师应明白，完成实验探究并不是学习的终点，而是探索科学世界、深挖科学实验的新起点，教师应引导学生对实验结果进行进一步的拓展，并引导学生用所学的实验知识解决实际问题，通过实践应用，促进知行合一，深化科学知识，启发学生生活中充满了科学知识，只有学好科学知识，才能更好地生活，最终让学生养成善于提问、善于发现的科学品质。［4］

五、理解迁移，发展灵敏思维

现实生活中，万事万物都是不断变化的，科学知识也是如此，因为情境、条件的不同，解决问题的方法也不同，当然所产生的现象也有着千差万别，学习科学应该紧随环境的变化而调整思维、改变方法，才能培养学生的发展性眼光和敏锐的洞察力，进而提升学生思维的灵活性和敏锐性。

科学知识源于生活，和学生的生活息息相关，教师应该将教学与生活实践连接，让学生在生活情境中总结科学知识，探究科学现象，发展创造性思维，并灵活应用所学科学知识解决实际问题。例如，在学习《声音的强与弱》这一课时，学生在前期的学习中知道了声音的传播路径，可以依靠气体、固体、液体进行传播，在新的教学内容中，教师可让学生对比不同介质环境下声音的强与弱。通过对比，学生了解到在相同的环境下固体传播声音较强，完成实验后，可组织学生展开进一步的交流，想一想在不同的距离下，相同的固体传播声音的大小有无区别？相同的距离下不同的固体传播声音的大小有无区别？通过问题启发学生对实验进行改进，促进学生举一反三，客观分析不同环境下影响声音强弱的因素，使学生了解到事物有其独特的发展规律，进而帮助其找到解决问题的正确方法。实验是探索知识的途径，是一种螺旋上升的学习过程，任何课程形式都无法代替实验教学，通过学生的自主实验、自主体验、自主操作，可以深化学生认知，锻炼学生的各种能力。科学教师应该以实验教学为核心，以培养学生思维能力为基本目标，日复一日，精心设计每一个实验，利用丰富多样的科学实验，有效激活学生的思维，提升其思维能力，为其日后的科学学习奠定坚实的基础。