任丽娜

摘   要：科学课堂的总目标旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。教师不仅要重视学生形成初步的科学观念，树立基本的科学态度，还要重视学生探究实践能力和科学思维能力的培养。通过分析教材，挖掘科学教材中的思维要素，开展探究活动，在探究环节中提高学生的科学思维能力等等，是一个长期的过程，需要教师在课堂上带着“发展学生科学思维”的理念指导学生开展科学活动，为学生的终身发展奠定基础。

关键词：小学科学；科学思维；思维能力

中图分类号：G623.6   文献标识码：A   文章编号：1009-010X（2023）34-0045-05

2022年版《义务教育科学课程标准》在很多方面有了很大变化和突破，凝练了核心素养，调整了课程结构，优化了课程内容，加强了学段衔接，突出了育人导向、研制了学业质量标准，增强了实施指导等。科学课程的总目标是旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。要求学生掌握基本的科学知识，形成初步的科学观念；掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力；掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力；树立基本的科学态度，具有正确的价值观和社会责任感。我们科学教师不仅重视学生形成初步的科学观念，树立基本的科学态度、还要重视学生探究实践能力和科学思维能力的培养。如何在科学课上培养学生的科学思维能力是我们要一直探索的问题。

一、理解思維

《词源》中说“思维”就是思索、思考的意思。逻辑学告诉我们，思维就是运用概念进行判断推理的过程。比如：《鸟类动物的共同特征》一课我们讲到：鸟有羽毛。孔雀是鸟，孔雀也就有羽毛。鸟靠喙取食。黄鹂是鸟，黄鹂也靠喙取食。鸟靠产卵繁殖后代，鸵鸟是鸟，也靠产卵繁殖后代……

教育学告诉我们，思维是指人在发现问题、解决问题过程中的智力活动，接近我们通常所谓的“思考”“想”“动脑筋”，是人的大脑对客观事物的认识过程。心理学告诉我们，思维是指人脑对客观事物的一种间接的和概括的反映，是对客观事物的本质和规律的反映。概括性和超越性是思维的重要特性。按照信息论的观点来看，思维是对新输入信息与脑内储存知识经验进行一系列复杂的心智操作过程。

综上可以看出，我们通常所说的思维应该是具有意识的人脑对客观事物间接的、概括的和能动的反映。它是以感知为基础的一种更高级的认识过程，是认识过程的高级阶段，它运用分析和综合、抽象和概括等智力操作对感觉信息进行加工，以存储于记忆中的知识为媒介，反映事物的本质和内部联系。这种反映以概念、判断和推理的形式进行，带有间接和概括的特性。

于是笔者思考：在科学课堂上我们所说的思维应该是一种用科学的方法进行的思维，它是科学方法在个体思维过程中的具体表现。比如，科学问题的提出、科学数据的测量（或调查）、科学现象的观察、实验模型的设计、科学概念（或结论）的形成、科学问题的解决等都离不开思维，这就是科学思维。简单地说，科学思维就是一种实证的思维方式，一种建立在事实和逻辑基础上的理性思考。

二、理解思维能力

古希腊的哲学家赫拉克利特曾经打过这样一个比方：智慧好比人体吸收的营养，而知识是人体摄取的食物，思维能力是人体消化的功能。人体能吸收多少营养，不仅在于食物品质的好坏，也在于消化功能的优劣。如果一味地贪求知识的增加，而运用知识的思维能力一直在原地踏步，那么他掌握的知识就会在他的头脑当中处于僵化状态，反而会对他实践能力的发挥形成束缚和障碍。这就像消化不良的人吃了过多的食物，多余的营养无法吸收，反倒对身体有害。可见，思维能力对我们每一个人来说是多么重要，它不仅是智力活动的核心，也是智力结构的核心。

三、培养科学思维能力

在科学课堂上学生的科学思维能力的培养不容忽视。教师可以采用不同的方法培养学生的科学思维能力。

（一）充分挖掘科学教材中的思维要素开展探究活动

要挖掘教材中的思维要素确实不易，需要教师熟悉教材内容并能整体把握教材内容，做到深入钻研教材，理解教材。通过分析、理解某一课教材，教师首先找出这一课核心的科学知识，然后分析该科学知识属于什么类型，接下来从思维表中找出建构的该科学知识的思维要素有哪些。最后还要看教材内容是否与思维要素一致，如果缺内容就需要教师对教材进行合理的补充，把缺少的或隐性的内容找出来。

下面笔者以《鸟类动物的共同特征》为例进行说明。比如，通过阅读分析理解这一课教材，不难分析出对于鸟类动物的共同特征这一部分属于概念性知识，该知识建构的思维要素有“分析、比较、归纳”。对于判断生活中一些动物哪些属于鸟类，哪些不属于鸟类。这一部分是运用所学知识解决实际问题，是演绎的思维方式。教材中的游戏活动——鸟喙取食，该活动渗透着“分析、比较、推理”等思维要素。通过对本节课思维要素的分析，笔者确定本课可以按照“分析——归纳——演绎”的思维过程来设计教学主线安排教材内容。下面采用简图解释整个教学过程。

教师对科学教材的每一课都要按照这样的方法去分析挖掘教材的思维要素、设计教学过程，在教学中学生的科学思维能力潜移默化的得到提高。

第一部分建构鸟的概念。这一部分是按照这样的探究活动进行的：提出问题、获取信息（观察和阅读）、分析信息（初步的抽象概括概念）、汇报交流、分析归纳总结概念（进一步科学地归纳概念）的顺序进行探究。

在这里学生的活动：观察、讨论、交流。所体现出来的思维活动：分析、比较、抽象、归纳、概括。学生分析比较的能力、抽象概括和归纳的能力等科学思维能力都得以发展和提高。

在这一部分教学时教师引导学生观察三种鸟的标本，从整体上认识了什么是鸟。解决了本课的教学重点：鸟类动物的共同特征，有身体有羽毛、靠喙取食、靠产卵繁殖后代。

第二部分：游戏——鸟喙取食，具有不同鸟喙的鸟生活的环境是不同的。这一部分是在深入研究鸟类动物其中的一个特征，那就是鸟喙取食。这一活动也是一个科学探究的活动。这一部分的教学思路是按照提出问题、实验操作（提供实验方法）、记录实验数据、汇报结果、分析归纳实验结论的顺序进行的。

在这里学生的活动：实验操作、表达交流。学生所体现出来的思维活动：分析、比较、推理。在这里学生分析问题、解决问题的能力也都得以发展和提高。

在模拟鸟喙取食这一实验环节，通过对教材的分析，我们不难发现思维的类型是动作思维和逻辑思维，思维的方法就是分析与推理。因此，为了在课堂上解决本课的难点，教师采取了游戏的方式，学生在游戏中观察、记录、分析数据，最后推理出具有不同鸟喙的鸟生活环境是不同的。在课堂上用简图进行总结体现本环节学生的思维过程。

最后一个部分：实践运用。在这个环节中学生的活动有判断、解释、设计三种类型。一是判断：判断下列动物哪些是鸟类？为什么？二是解释：鸡和鸭是一对好朋友，有一天它们迎着朝霞高高兴兴地走出了家门，在田野中、在森林里、在山坡上、在池塘边，它们玩耍、嬉戏。小鸡找到虫子喂小鸭子吃，小鸭子捉到小鱼、小虾喂小鸡吃，它们吃饱了玩够了，太阳就要落山了，它们高高兴兴地回家了。看到它们这么高兴我不知不觉产生了一个疑问，如果要是把鸡和鸭分别放到同一种环境中，你认为谁能更好地生存下来？为什么？三是设计：深入研究某一种鸟的喙，想一想你能根据这种鸟喙制作什么工具？

这三道题也是暗含三个层次，由低到高，一方面展示了对学生学习的评价过程，另一方面强调了对学生思维的训练，在这一环节中学生分析问题、解决问题的能力、创造性思维能力等都得以提高。特别是学生设计的开瓶工具给我们留下了深刻的印象。

（二）在探究环节中发展学生科学思维的能力

科学探究活动的类型多种多样，但是科学探究活动的基本过程都是一致的：一般要经过“提出问题——猜想与假设——制定计划——搜集整理信息——思考与结论——表达与交流”几个基本的探究环节，但对于不同类型的活动，具体的探究环节也有所不同。充分利用好每一个环节发展学生的科学思维。

1.创设问题情境发展学生科学思维能力。孔子曾说：“疑是思之始，学之端。”提出疑问，是思维的起点，也是学习的开端。“学起于思，思源于疑”，任何思维都是从疑开始的，疑问是获得知识的前提条件，有了疑问，才有进一步深入学习的需要，才可能获得新知。所以为学生创设问题情境是行之有效的发展学生思维的做法之一。

例如，“探索宇宙”一课笔者播放了一段喜庆热闹的燃放烟花爆竹的视频场面，逢年过节学生经常能够看到，通过观察鞭炮点燃后的现象提出了想要探究的问题：为什么有的鞭炮点燃后向一个方面转动起来，有的鞭炮却飞向了空中呢？这是一种什么力量呢？这个问题一下子激活了学生的科学思维，整节课他们都沉浸在科学探究中，学习效果非常好。这一问题情境是利用了常见的现象创设的。苏霍姆林斯基曾经说过：源于生活的教育是最无痕的教育。实践证明：问题情境越贴近学生的生活，能见度越高，问题激活思维的程度就越好，学生主动探究的热情就越高。

再比如，在教学“鸟类动物的共同特征”一课时，笔者根据学生的年龄特点创设了一个图文结合的故事情境——“鸟类动物运动会”伴随着入场式音乐，很多动物都来到了会场，忽然一阵争吵声吸引了大家的目光，只听到：“你们不是鸟类，不能参加鸟类运动会。”“那它们为什么可以？”“因为它们是鸟类啊！”这时候学生头脑中就会产生一个疑问：那什么样的动物属于鸟类？鸟类动物有哪些共同特征？这一科学问题的提出，为帮助学生形成概念、确定判断、进行推理，起到发展学生思维能力的作用。

2.利用猜想与假设发展学生科学思维能力。牛顿曾经说过：没有大胆的猜测就没有伟大的发现。在科学课教学中重视学生的猜想与假设是非常重要的，可以激发学生学习兴趣，发展学生科学思维。不过需要注意的是大胆猜想，不是瞎猜乱想，而是运用已有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的思路。

比如，“鸟类动物的共同特征”在教学鸟喙取食这一部分内容时，笔者提出问题引导学生猜测：鸟喙与鸟食有什么关系？学生结合自己已有知识对鸟喙的形状进行分析，能够猜测出鸟喙与鸟食有很大关系。接着引导学生思考什么样的鸟喙可能吃到什么样的食物？学生进一步猜测不同形状的鸟喙可能能吃到不同环境中的食物，在学生猜想的基础上进行实验，最后通过分析数据，得出结论。鸟的生存环境与鸟喙有着密不可分的关系。在这一结论得出的过程中渗透了分析、比较、推理等科学思维能力。

再比如，探究“影响蒸发快慢的因素有哪些”这一问题时，笔者引导学生想一想平时在晾晒衣服时的做法，学生根据自己的生活经验，提出蒸发的快慢可能与液体的表面积大小、空气流动的快慢以及温度高低等有关的猜想和假設，表面积越大、空气流动越快、温度越高蒸发的速度可能越快。

教师在这一环节教学中，充分发挥了学生的主体性，发展了学生的科学思维，充分体现了猜想需要依据已有的经验和科学事实这两个方面。

3.表达与交流展示学生的思维。语言是思维的外壳，语言与思维密不可分。思维是隐性的，语言是显性的。思维需通过语言表达出来。

在科学探究活动中，学生之间的交流贯穿始终，是一种多向信息交流活动。特别是在讨论交流时，既包括听又包括说。听，就是要认真倾听其他组同学的研究成果，比如设计实验的方案、设计实验模型的思路、研究计划和报告等。说，就是能够运用科学准确的语言把自己在科学课上的发现或小组的研究成果表达出来。充分的表达、认真地倾听等交流讨论活动会引领学生的思维走向深处。

在教学“生活中的真菌”一课时，学生结合自己的生活经验对于霉菌生存的条件进行了假设，针对学生假设的这些条件“温度高、温度低、潮湿、干燥”，引导学生独立思考利用这些条件可以组合多少种实验模型，课堂上学生很快总结出了四种实验环境。基于六年级学生对于所要研究的问题有了一定的独立思考的能力，他们在解决问题时，能够利用自己掌握一些抽象概念，进行思考、判断、推理，表现出了一定的抽象思维。

接下来引导学生分析这四种实验环境的异同点，之后让学生进一步去思考讨论：设计什么样的对比实验来验证我们的假设？当学生有了一定的思路后写出实验案，再进行表达交流。当某一位学生表达他们组设计的实验方案时，其他学生则要在认真倾听后对有异议或不明白的地方提出自己的见解。这样发言的同学就会更清楚地去表达，从而充分展示自己的思维过程。如，假设对比实验选择的是高温环境，那参与实验的这个食物只有一个方面不同，那就是一个需要有水分，另一个必须是干燥的，其他的方面都相同，还要思考高温环境选择的是哪？食物选择的是什么？怎样保证食物中有或者无水分等。通过这样的互动交流，学生不仅能发现其他组的想法有哪些值得自己组学习的地方，也能发现他们组还存在哪些问题并能提出合理化建议，同时也能反思本组的方案还有哪些不足需要改进。这个时候，学生的思维是空前活跃的。在倾听与表达中，同学之间思维进行了碰撞，产生新的思维的火花，让自己的思维上了一个更高的层次。久而久之学生们的语言表达能力、倾听能力、分析综合能力、推理能力等科学思维能力都能得以展示和发展，而且还会帮助学生养成良好的科学学习的好习惯。

总之，教师要认真分析教材、设计教学过程，在教学过程中，提出科学问题、表达交流离不开思维，设计实验方案、建构实验模型离不开思维，分析实验现象、比较实验数据等离不开思维，科学概念的形成、科学规律的建立、实验结论的总结等也都是通过比较、分析、概括、分类、推理等多种思维的基础上完成的。教师充分利用好科学课可以更好的培养学生的科学思维，然而“冰冻三尺，非一日之寒”，提高学生的科学思维能力，是一个长期的过程。需要教师在课堂上带着“发展学生科学思维”的理念指导学生开展科学活动，相信我们的科学课会为学生的终身发展奠定基础。