实验教学是强化学生思维能力的重要途径

〔摘 要〕 小学科学教育在培养学生科学素养和思维能力方面具有重要作用。其中，实验教学作为一种重要的教学方法，不仅能够激发学生的学科兴趣，还能够培养他们的观察、推理、实验设计等思维能力。然而，如何有效地提升学生的思维能力，一直是小学科学教师们探索的课题。本文将结合实际教学情况，探讨有效的小学科学实验教学策略，以提升学生思维能力的发展。

〔关键词〕 小学科学；实验教学；思维能力

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 19 058-060

一、强化学生思维能力的意义

提升学生思维能力的发展具有深远的意义。首先，思维能力是一种终身受益的技能，对学生的学业成功和职业发展至关重要。通过培养思维能力，学生能够更好地理解和应用知识，更灵活地解决问题，更高效地学习和工作。其次，思维能力有助于培养学生的创造性思维和创新能力。这对于解决日益复杂的问题和应对未来的挑战至关重要。另外，思维能力还有助于培养学生的批判性思考和决策能力。他们可以更好地评估信息的真实性和可信度，做出明智的选择，避免受到误导。最重要的是，思维能力有助于培养自信、自主和有创造力的个体，他们能够理解复杂的问题，提出解决方案，推动社会进步。

二、强化学生思维能力的实验教学策略

（一）引导学生提出问题

在小学科学实验教学中，引导学生提出问题是一种极具价值的策略，有助于培养他们的思维能力。当学生被鼓励主动提出问题时，他们进一步了解问题的本质，并开始思考问题的原因和可能的解决方法。这种问题导向的思考过程激发他们的好奇心，鼓励他们积极追求知识，主动探索世界。教师在小学科学实验教学中可以采用各种有趣的实验情境，以引导学生提出关于实验的问题。例如，当液体在实验中上升时，学生可能会自然而然地产生疑问，为什么会发生这一现象？或者，当火柴浮在水上时，他们可能会思考如何解释这一现象。这些问题不仅促使学生深入思考，还激发他们的观察和推理能力。通过提出这些问题，学生在解决问题的过程中不断提升观察和推理的能力。他们学会观察现象、提出假设、设计实验来验证假设，并通过实验结果来推断和解释现象。这一过程不仅提高了他们的科学素养，还培养批判性思维和问题解决的技能。在提出问题后，学生在解决问题的过程中积累了观察和推理的经验，为未来的学习和生活奠定了坚实的基础。这一策略为科学教育的成功提供了宝贵的支持。

（二）鼓励学生设计实验

鼓励学生设计实验是小学科学教育中非常重要的一环，它有助于培养学生的思维能力、实验技能和创造性思维。在本节中，我们将探讨如何通过鼓励学生设计实验来提升他们的思维能力，以及提供一些具体的事例来阐明这一策略的有效性。

学生设计实验的过程通常包括以下步骤。

提出问题：教师可以引导学生思考某个科学现象或问题，鼓励他们提出相关的问题。例如，教师可以提出问题：“为什么有的物体可以浮在水上，而有的物体沉下去？”

制定假设：学生根据问题提出假设或猜想。例如，他们可以猜测与物体的大小有关，或者可能与物体的形状有关。

设计实验：学生根据假设来设计实验，确定实验的步骤、所需材料和变量。例如，他们可以设计一个实验，将不同形状和大小的物体放入水中，观察它们的浮沉情况。

进行实验：学生按照设计的实验步骤进行实验，并记录数据和观察结果。

分析数据：学生分析实验数据，比较不同情况下的结果，以寻找模式或规律。

得出结论：学生根据实验数据得出结论，回答问题，验证或修正最初假设。

下面通过两个具体的事例来说明这一策略的应用。

例1：探究物体浮沉的原因

问题：为什么有的物体可以浮在水上，而有的物体沉下去？

假设：我认为与物体的重量有关。较轻的物体可能会浮在水上，而较重的物体可能会沉下去。

实验设计：我将选取不同形状和材料的物体，如木块、橡皮、塑料球和金属块，将它们放入水中，并记录它们的浮沉情况。

实验步骤：准备一个水槽和不同形状、材料的物体。将每个物体轻轻放入水中，观察它们的浮沉情况。记录每个物体是浮在水面上还是沉到水底。

实验结果：木块，浮在水面上；橡皮，浮在水面上；塑料球，浮在水面上；金属块，沉到水底。

结论：根据实验结果，我发现轻的物体，如木块、橡皮和塑料球，浮在水面上；而较重的物体，如金属块，沉到水底。这支持了我的最初的假设，即物体的重量影响它们浮沉的情况。

这个事例展示了学生如何通过设计实验来回答一个科学问题，通过观察、实验和分析来得出结论。这种实践培养他们的思维能力，帮助他们理解科学原理，并鼓励他们在未来的学习中更具创造性和批判性地思考。教师在这个过程中的角色是引导和支持学生，确保他们的实验是安全的、合理的，并鼓励他们提出新的问题和探索更多的科学现象。通过这种方式，学生将积累更多的科学知识和思维能力。

例2：探究温度对气体压力的影响

问题：温度升高是否会增加气体的压力？

假设：我认为升高温度会增加气体的压力。

实验设计：将使用气球作为实验对象，通过加热或冷却来改变气球内部的温度，然后观察气球的充气情况。

实验步骤：准备气球和一个加热装置（例如电热器）以及一个冷却装置（例如冷冻器）。将一个气球充分充气，然后将其放在室温下的容器中；使用加热装置将气球附近的空气加热，然后观察气球是否充气更多；使用冷却装置将气球附近的空气冷却，然后观察气球是否缩小。

实验结果：在加热后，气球充气更多；在冷却后，气球缩小。

结论：根据实验结果，我得出结论，升高温度会增加气体的压力，因为在加热后气球充气更多，而在冷却后气球缩小。这支持了我的最初假设。

这个事例说明了学生如何通过实验来验证一个科学假设，同时也让他们了解了温度与气体压力之间的关系。这种实验设计和分析的过程有助于培养学生的思维能力，使他们能够进行科学实验并得出科学结论。这种实践有助于学生在科学领域更好地思考和提出问题，提高他们的科学素养。

（三）做好相关实验记录

实验记录在小学科学教育中扮演着至关重要的角色，不仅有助于学生养成严谨的思维习惯，还有助于培养他们的观察、分析和表达能力。这一章节将深入探讨实验记录在提升学生思维能力方面的重要性。

实验记录不仅包括实验的步骤和材料，还记录了实验的观察结果和得出的结论。通过记录这些信息，学生得以全面理解实验的过程，能够随时重温和重新思考，这有助于培养系统性思维。学生在记录实验的过程中，需要关注细节，按照特定的格式和顺序呈现信息，这有助于提高他们的组织和整理能力。另外，实验记录对于分析数据和形成结论也至关重要。学生需要在记录中清晰呈现实验结果，通过比较数据来寻找规律，进一步培养他们的分析能力。当学生开始总结和得出结论时，他们必须依据记录的数据提出合理的解释，从而增强他们的逻辑思维和推理能力。教师可以鼓励学生建立专门的实验记录本，要求他们每次实验都认真记录。这不仅提高了学生的自觉性和责任感，还有助于养成科学实验精神，即注重实验过程中的细节、精确性和可重复性。这一精神在科学研究和实际生活中都至关重要。实验记录是培养学生思维能力的重要工具，有助于学生养成系统性思维的习惯，提高观察、分析和表达能力，培养科学实验精神。教师的引导和鼓励可以帮助学生充分认识到实验记录的价值，并在他们的科学学习中起到积极的促进作用。

（四）实验结果的讨论和分析

在小学科学实验教学中，及时讨论和分析实验结果是培养学生思维能力至关重要的一环。实验结果不仅是实验的产物，更是引导学生深入思考和培养科学思维的关键工具。在该章节，我们将探讨为何及时讨论和分析实验结果对学生的思维能力发展如此重要，以及如何通过鼓励学生在小组中分享实验结果来实现这一目标。

第一，实验结果的分析有助于学生形成科学思维的习惯。当学生在实验过程中产生数据和观察结果时，这些结果往往并不是立即清晰和明确的。分析实验结果需要学生进行推理和逻辑思考，以寻找数据之间的关系和可能的模式。这种思考过程培养了学生的逻辑思维和推理能力，有助于他们更好地理解科学原理。第二，讨论和分析实验结果可以帮助学生发现规律和形成科学观点。通过与同学分享和讨论实验结果，学生有机会听取不同的观点和见解，从而拓宽了思维。这种交流能激发他们的好奇心，鼓励他们提出问题和挑战现有观点，培养批判性思维和创造性思考的能力。第三，通过在小组中分享实验结果，学生可以比较不同组的数据，总结共性和差异。这有助于他们更好地理解实验结果，从而形成结论。在这个过程中，他们需要评估可能的误差和不确定性，进一步培养批判性思考的技能。教师在这一过程中扮演着重要的角色，应该鼓励学生积极参与讨论和分析实验结果。教师可以提供问题和引导，以确保讨论有重点和方向。

三、结语

小学科学实验教学是提升学生思维能力的重要途径。通过引导学生提出问题、鼓励他们设计实验、促进实验结果的讨论和分析，以及重视实验记录，可以有效提升学生的思维能力。这些策略不仅可以使学生在科学学科中取得更好的成绩，还能够培养他们的综合思维和解决问题的能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。在实际教学中，教师需要根据学生的年龄和能力差异，灵活运用这些策略，以满足他们的个性化需求，助力他们在小学科学学习中获得更多的成长和收获。

参考文献

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