提高學(xué)生思維能力

〔摘

要〕

在小學(xué)教育中，小學(xué)科學(xué)是小學(xué)課程教育的重要組成部分。隨著科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，提高學(xué)生科學(xué)思維能力成了教師、家長(zhǎng)、學(xué)校及社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)現(xiàn)狀與培養(yǎng)方向進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)例提出了更加科學(xué)、合理的教學(xué)方法和建議，為小學(xué)科學(xué)教育提供了參考，以更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)，從而有效提高小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的質(zhì)量和水平。教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》，要求在“雙減”中做好科學(xué)教育加法，支撐服務(wù)一體化推進(jìn)教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展。國(guó)家對(duì)小學(xué)科學(xué)教育的重視使越來(lái)越多的小學(xué)教師也在不斷地對(duì)科學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行著優(yōu)化和改進(jìn)，但是部分教師仍存在著形式主義，沒(méi)能深入解讀2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》。一方面是少數(shù)學(xué)校、教師唯分?jǐn)?shù)論，過(guò)于重視主課課程學(xué)習(xí)，不夠重視科學(xué)學(xué)科教學(xué)，無(wú)論是教材內(nèi)容還是實(shí)際學(xué)習(xí)都過(guò)于簡(jiǎn)單，形式單一，加上一些科學(xué)課教師教學(xué)能力不足，對(duì)學(xué)生理解和認(rèn)識(shí)不夠，使教學(xué)手段與學(xué)生思維能力提高嚴(yán)重脫節(jié)。另一方面是小學(xué)生思維存在局限，在課堂教學(xué)中被動(dòng)地思考和接受，再加上由于父母的溺愛(ài)，很多小學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)不足，生活經(jīng)歷較少，這些都是導(dǎo)致科學(xué)課堂教學(xué)效果不好、難以促進(jìn)小學(xué)生思維能力提高的重要影響因素。因此，在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力具有十分重要的意義。一、學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)方向正確的思維能力培養(yǎng)方向?qū)τ谛W(xué)科學(xué)教學(xué)具有重要作用，科學(xué)課對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)要有側(cè)重性和針對(duì)性，不僅要聯(lián)系學(xué)生實(shí)際情況和學(xué)習(xí)需要，深度結(jié)合課本內(nèi)容和生活實(shí)際，更要從學(xué)生模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等三個(gè)主要培養(yǎng)方向入手，從而促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)思維能力的全面提高及科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。（一）模型建構(gòu)模型是對(duì)事物的簡(jiǎn)化模擬，它可以是一個(gè)裝置、一份草圖、一個(gè)類比、一個(gè)公式等等。但是模型的作用非常大，它能夠簡(jiǎn)潔、清晰地解釋事物是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的。小學(xué)科學(xué)課堂上有很多地方需要借助模型幫助學(xué)生理解事物的形成、運(yùn)轉(zhuǎn)。模型建構(gòu)體現(xiàn)在：以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)客觀事物進(jìn)行抽象和概括，進(jìn)而建構(gòu)模型；運(yùn)用模型分析、解釋現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、關(guān)系及變化過(guò)程。下面我將結(jié)合實(shí)例分析科學(xué)課堂上對(duì)模型的建立和運(yùn)用情況。例如，在教學(xué)蘇教版四年級(jí)上冊(cè)《簡(jiǎn)單電路》一課時(shí)，本課核心概念是閉合電路。如何讓學(xué)生更簡(jiǎn)單、更輕松地理解這個(gè)概念，就需要教師引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)閉合電路的模型。通過(guò)模型可以把抽象的電流，當(dāng)成水流，理解電流從正極出發(fā)經(jīng)過(guò)燈泡回到負(fù)極。在課堂上如何讓學(xué)生建構(gòu)起這個(gè)電路的模型呢，教師首先引導(dǎo)學(xué)生從觀察小燈泡、電池入手，找到它們的關(guān)鍵部位，標(biāo)識(shí)出來(lái)?？茖W(xué)的思維能力培養(yǎng)需要一定的觀察力作為基礎(chǔ)，這是因?yàn)橛^察是思維過(guò)程的起點(diǎn)，培養(yǎng)觀察力可以激發(fā)小學(xué)生對(duì)世界的好奇心和探究思考，幫助他們從生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而提高思維能力。然后動(dòng)手畫一畫能讓小燈泡點(diǎn)亮的連接方式。最后按照學(xué)生畫的圖，用燈泡、電池、導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行分類，把能點(diǎn)亮的圖放一起，不能點(diǎn)亮的放一起。通過(guò)分類比較，學(xué)生自然就能發(fā)現(xiàn)，要點(diǎn)亮小燈泡必須連接電池的正極、負(fù)極、小燈泡的金屬外殼、小燈泡底部的金屬觸點(diǎn)這個(gè)四個(gè)點(diǎn)，形成閉合回路。至此閉合電路的模型就建構(gòu)起來(lái)了。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這個(gè)模型，連接其他電路，比如夏天使用的小電風(fēng)扇等。這節(jié)課我也明顯感受到教師是引導(dǎo)者，學(xué)生是主體，教師順著學(xué)生的思路開展教學(xué)。（二）推理論證推理是由一個(gè)或幾個(gè)已知的判斷，推導(dǎo)出一個(gè)未知結(jié)論的思維過(guò)程；論證是能夠運(yùn)用證據(jù)來(lái)證明論點(diǎn)的方法。推理論證體現(xiàn)在：基于證據(jù)與邏輯，運(yùn)用分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法，建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)系并提出合理見(jiàn)解。例如，在教學(xué)蘇教版五年級(jí)上冊(cè)《光的傳播》一課時(shí)，教師首先播放光束在生活中不同場(chǎng)景出現(xiàn)的視頻，然后提煉出幾張圖片，學(xué)生觀察到這些光束都是直線的。教師提問(wèn)：光是沿著什么樣的路徑進(jìn)行傳播的？學(xué)生猜想，并提出自己的觀點(diǎn)——光是沿直線傳播的。如何證明自己的觀點(diǎn)呢？此時(shí)教師需要搭建腳手架，利用有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料提示學(xué)生如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明光的直線傳播。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生需要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，然后在小組內(nèi)交流形成小組的設(shè)計(jì)方案。最后全班匯報(bào)，達(dá)成一致意見(jiàn)后，開始實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到怎樣的現(xiàn)象能說(shuō)明光是沿直線傳播的，需要學(xué)生利用推理論證的思想去解釋。這樣的課堂就是應(yīng)用了推理論證來(lái)進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的。首先提出觀點(diǎn)，然后圍繞觀點(diǎn)找證據(jù)，最后利用證據(jù)論證自己提出的觀點(diǎn)。學(xué)生先有自己的思考，并且把自己的思考表達(dá)出來(lái)，這樣的科學(xué)課堂對(duì)學(xué)生的思維能力是有幫助的，有提升的。（三）創(chuàng)新性思維通過(guò)鍛煉和培養(yǎng)小學(xué)生創(chuàng)新力可以逐步提高并形成他們獨(dú)立思考的習(xí)慣和能力，使其能夠不盲從他人觀點(diǎn)，更好地理解自身想法，發(fā)表自己的觀點(diǎn)，有利于思維能力的全面提升，在科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)、生活實(shí)踐和未來(lái)發(fā)展方面都具有重要作用。在學(xué)科教學(xué)中，教師可以從不同維度、不同角度出發(fā)，啟發(fā)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提出新的實(shí)驗(yàn)、新的方案和新的見(jiàn)解，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，為其日后的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)的方法（一）基于科學(xué)核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念是素養(yǎng)基礎(chǔ)，是科學(xué)課思考的內(nèi)容，沒(méi)有這個(gè)內(nèi)容，科學(xué)思維無(wú)從談起?？茖W(xué)思維是素養(yǎng)的核心。需要學(xué)生動(dòng)腦；科學(xué)探究是主要途徑，需要學(xué)生動(dòng)手。這兩個(gè)關(guān)鍵能力緊緊聯(lián)系在一起不可分割。態(tài)度責(zé)任是必備品格，是素養(yǎng)的方向?？茖W(xué)核心素養(yǎng)的四個(gè)維度緊密相連，是一個(gè)整體，表達(dá)了學(xué)生通過(guò)什么樣的探究活動(dòng)，促發(fā)他怎么去思維，形成什么概念，發(fā)展什么樣的態(tài)度。例如，《簡(jiǎn)單電路》一課基于核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)如下?？茖W(xué)觀念：認(rèn)識(shí)能使小燈泡亮起來(lái)的電路是一個(gè)閉合電路，運(yùn)用這一認(rèn)識(shí)解釋現(xiàn)象，解決問(wèn)題。科學(xué)思維：運(yùn)用模型架構(gòu)的認(rèn)識(shí)方式，通過(guò)分類、比較歸納等思維活動(dòng)，識(shí)別點(diǎn)亮小燈泡的電路都是將電池的正負(fù)極、小燈泡金屬外殼、金屬觸點(diǎn)等四個(gè)點(diǎn)連接起來(lái)形成的閉合電路。探究實(shí)踐：能基于對(duì)小燈泡、電池等材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的觀察，猜想連接方式；能運(yùn)用簡(jiǎn)單材料測(cè)試自己的想法，并在此基礎(chǔ)上歸納概括出點(diǎn)亮小燈泡的電路的特點(diǎn)。態(tài)度責(zé)任：基于證據(jù)發(fā)表觀點(diǎn)，實(shí)事求是，善于合作，樂(lè)于分享。如果能在上課前按照核心素養(yǎng)的要求從四個(gè)維度把教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)好，課就成功了一半，接下來(lái)就需要考慮設(shè)計(jì)什么樣的活動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生什么樣的科學(xué)思維，以及細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。（二）真實(shí)情境導(dǎo)入，聚焦研究問(wèn)題教師要聯(lián)系生活化的場(chǎng)景和實(shí)際，設(shè)計(jì)一個(gè)貼近學(xué)生生活的情境，讓學(xué)生自然而然進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。并且這個(gè)情境能引發(fā)思考，聚焦到本節(jié)課研究的問(wèn)題上。例如在教學(xué)《簡(jiǎn)單電路》一課時(shí)，選擇兔子的花燈，點(diǎn)燃蠟燭它就亮了，但是用蠟燭不安全，問(wèn)學(xué)生有沒(méi)有辦法改進(jìn)一下，自然就引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入了新知的學(xué)習(xí)。并且聚焦到本節(jié)課要解決的問(wèn)題——如何點(diǎn)亮小燈泡。例如，在一次教研活動(dòng)中，某教師在教學(xué)蘇教版五年級(jí)下冊(cè)《生物的啟示》一課時(shí)，該教師通過(guò)視頻導(dǎo)入，學(xué)生通過(guò)觀察到蒼耳黏附在動(dòng)物身上的現(xiàn)象引發(fā)思考。蒼耳具有黏附的本領(lǐng)是因?yàn)槭裁?？然后觀察蒼耳，發(fā)現(xiàn)蒼耳的結(jié)構(gòu)決定它具有黏附功能。聯(lián)系到日常生活學(xué)生很容易想到魔術(shù)貼，緊接著觀察魔術(shù)貼，找到它與蒼耳的結(jié)構(gòu)的相似之處。從蒼耳到魔術(shù)貼，學(xué)生就能明白人們從生物獲得啟示，制造了很多物品滿足人們的生活。后面的內(nèi)容學(xué)生學(xué)起來(lái)就很輕松，該老師的切入點(diǎn)選擇得非常好，找一個(gè)點(diǎn)深入研究，比找很多點(diǎn)泛泛而談好。同樣從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，用身邊的案例，將學(xué)生日常的生活與人類創(chuàng)造的偉大的仿生技術(shù)聯(lián)結(jié)，并用類比的教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)思維。（三）設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，層層遞進(jìn)利用問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)生，一節(jié)科學(xué)課可能有很多問(wèn)題，教師要精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，并且問(wèn)題要具有挑戰(zhàn)性，指向核心概念，而不是一系列的小問(wèn)題。要做到集中精力解決一個(gè)問(wèn)題，其他問(wèn)題就迎刃而解了。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)《彈力》一課時(shí)，要研究拉力大小與彈簧拉伸長(zhǎng)度之間關(guān)系，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)大問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究拉力大小與彈簧拉伸長(zhǎng)度之間的關(guān)系？學(xué)生可以用文字或者畫圖的方式表述自己的觀點(diǎn)。要解決這個(gè)大問(wèn)題，還需要設(shè)計(jì)一些小問(wèn)題，例如：如何讓拉力可見(jiàn)？怎么改變拉力的大??？這些小問(wèn)題都是為解決本課核心大問(wèn)題服務(wù)的，這樣學(xué)生就清楚這節(jié)課我們要掌握的科學(xué)觀念、科學(xué)思維方式。教學(xué)蘇教版科學(xué)五年級(jí)的《霧和云》，教師首先出示生活中有霧的場(chǎng)景。然后提問(wèn)：關(guān)于霧，你有什么問(wèn)題？從學(xué)生的回答中聚焦核心問(wèn)題：霧是怎么形成的，可能與什么有關(guān)？然后讓學(xué)生先獨(dú)立思考，再小組交流。同學(xué)們想好了嗎？誰(shuí)能完整地說(shuō)一說(shuō)？你能結(jié)合以上同學(xué)的發(fā)言，說(shuō)一說(shuō)霧的形成嗎？這部分教師給學(xué)生足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)去表達(dá)，在表達(dá)過(guò)程中學(xué)生的思維能力得到了鍛煉和提升。這個(gè)過(guò)程學(xué)生的思維是可見(jiàn)的。實(shí)驗(yàn)探究部分，有了前面充分的思考，學(xué)生對(duì)霧的認(rèn)識(shí)明確了，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制造霧就容易多了。重點(diǎn)是學(xué)生的思考與表達(dá)，而不是教師對(duì)科學(xué)知識(shí)的傳授。因此在科學(xué)課堂上多給學(xué)生思考和表達(dá)的機(jī)會(huì)，可以提高自己的課堂教學(xué)能力。（四）設(shè)計(jì)具有思維結(jié)構(gòu)的任務(wù)單科學(xué)課上的任務(wù)單促進(jìn)學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、技能與方法來(lái)完成任務(wù)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，科學(xué)任務(wù)單也是學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中把得到的信息內(nèi)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它顯示著學(xué)生親歷科學(xué)探究過(guò)程留下痕跡，也是我們教師了解測(cè)評(píng)學(xué)生思維水平的重要證據(jù)，更是使探究走向高效的助推器，具有重要的意義。例如四年級(jí)上冊(cè)《彈力》任務(wù)單的設(shè)計(jì)如下。用力改變這些物體的形狀或體積（彈簧、橡皮筋、海綿、鋼尺），再去掉所用的力，有什么發(fā)現(xiàn)？將你的發(fā)現(xiàn)用文字或畫圖的方式記錄下來(lái)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究拉力大小與彈簧拉伸長(zhǎng)度之間的關(guān)系。如果請(qǐng)四年級(jí)的學(xué)生用語(yǔ)言描述物體受外力后發(fā)生改變的現(xiàn)象，他們能描述清楚，但是無(wú)法在腦海中留下印記。如果用上述教師設(shè)計(jì)的任務(wù)單請(qǐng)學(xué)生用文字或畫圖的方式完成，那么對(duì)學(xué)生形成“彈性”概念提供了支架。方便學(xué)生從個(gè)例中歸納出具有彈性的物體的共同特征。學(xué)生參與教學(xué)的思維過(guò)程是不可視的，如何讓學(xué)生思維顯性化，可以通過(guò)設(shè)計(jì)具有思維結(jié)構(gòu)的任務(wù)單實(shí)現(xiàn)。學(xué)生完成任務(wù)單的過(guò)程，就是經(jīng)歷了一個(gè)