小學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略探究

摘要：在小學(xué)階段，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力對(duì)于學(xué)生的未來發(fā)展具有重要意義。本文從以進(jìn)階學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)模型建構(gòu)能力、以基于問題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)推理論證能力、以跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力3個(gè)方面，提出培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的有效策略。這些策略旨在通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)，全面提升小學(xué)生的科學(xué)思維能力，為其未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念；小學(xué)生；科學(xué)思維能力；培養(yǎng)策略

科學(xué)思維能力是小學(xué)科學(xué)教育的重點(diǎn)，也是小學(xué)生全面發(fā)展的重要組成部分，對(duì)于學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活具有深遠(yuǎn)影響。進(jìn)階學(xué)習(xí)方式、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念為培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)思維能力提供了新的思路。

采用進(jìn)階學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力

在小學(xué)科學(xué)課程中，模型建構(gòu)能力作為科學(xué)思維的重要組成部分，對(duì)于學(xué)生理解科學(xué)概念、解決科學(xué)問題具有重要意義。進(jìn)階學(xué)習(xí)方式以學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過一系列有序的學(xué)習(xí)階段，引導(dǎo)學(xué)生從簡單到復(fù)雜、從低層次到高層次逐步掌握知識(shí)和技能，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力。

第一，明確目標(biāo)定位。教師要對(duì)新課標(biāo)進(jìn)行分析，將小學(xué)生的模型建構(gòu)能力發(fā)展分為感知階段、初步建構(gòu)階段和綜合應(yīng)用階段。按照學(xué)習(xí)進(jìn)階原理，教師應(yīng)按照低、中、高三個(gè)學(xué)段的不同發(fā)展水平，對(duì)學(xué)生的模型建構(gòu)能力培養(yǎng)提出具體要求。以“植物的生長過程”為例，低學(xué)段（一至二年級(jí)）學(xué)生的模型建構(gòu)能力體現(xiàn)為實(shí)物表征方面能用實(shí)物代表階段并排序、簡單解釋；繪畫表達(dá)方面能畫出體現(xiàn)階段順序的圖并簡單描述。中學(xué)段（三至四年級(jí)）學(xué)生的模型建構(gòu)能力體現(xiàn)為能構(gòu)建概念模型描述植物生長過程并解釋元素關(guān)系，還能構(gòu)建簡單系統(tǒng)模型對(duì)植物與生長環(huán)境進(jìn)行展示，并體現(xiàn)二者之間的簡單變量影響。高學(xué)段（五至六年級(jí)）學(xué)生的模型建構(gòu)能力體現(xiàn)為構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)模型反映要素動(dòng)態(tài)關(guān)系并能詳細(xì)解釋分析，還能對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，考慮更多因素并融入創(chuàng)新想法。

第二，基于進(jìn)階學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。不同學(xué)段的學(xué)生在研究相同問題、項(xiàng)目或主題時(shí)，對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的要求要存在差異。首先，教師同時(shí)向低、中、高學(xué)段的學(xué)生布置同一項(xiàng)目。在針對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，著重依據(jù)不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力，合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容與重點(diǎn)，保證教學(xué)的有效性和吸引力。以“植物的生長過程”為例，低學(xué)段的教學(xué)重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)植物生長過程的基本模型，中學(xué)段的教學(xué)重點(diǎn)在于構(gòu)建簡單的植物生長過程模型，高學(xué)段則著重構(gòu)建復(fù)雜的植物生長過程模型以及進(jìn)行模型應(yīng)用與問題解決。教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，通過多樣化的教學(xué)活動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)、討論、小組合作等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。教師按照計(jì)劃課時(shí)完成項(xiàng)目教學(xué)后，分別收集各學(xué)段學(xué)生的模型作品。

第三，制定進(jìn)階評(píng)價(jià)方案。教師以考查學(xué)生的模型建構(gòu)能力為核心確定評(píng)價(jià)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)階段制定相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如模型的直觀性、科學(xué)性、系統(tǒng)性，以及學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解、在模型建構(gòu)過程中的參與度、創(chuàng)新性和合作交流能力等。在教學(xué)活動(dòng)中，教師要深入探究學(xué)生作品，剖析其中隱含的學(xué)生思想、創(chuàng)意和體驗(yàn)，避免隨意給學(xué)生作品打分和簡單排序等功利性行為，為推動(dòng)學(xué)生更好地成長提供有力依據(jù)。[1]同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生自我評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)。

此外，學(xué)?？蓪⒄褂[區(qū)按照低、中、高三個(gè)學(xué)段劃分為不同區(qū)域，以進(jìn)行學(xué)生模型作品展示。在各個(gè)學(xué)段的作品當(dāng)中分別選出優(yōu)秀作品，讓學(xué)生對(duì)自己的模型進(jìn)行介紹。各學(xué)段的學(xué)生可以通過模型作品展覽，直觀地感受針對(duì)同一主題不同學(xué)段的理解與呈現(xiàn)方式。低學(xué)段學(xué)生可從其他學(xué)段學(xué)生優(yōu)秀作品中獲取靈感，為提升模型建構(gòu)能力打好基礎(chǔ)；中學(xué)段學(xué)生觀看低學(xué)段學(xué)生作品可回顧學(xué)習(xí)歷程，觀看高學(xué)段學(xué)生作品能找到方向；高學(xué)段學(xué)生看低、中學(xué)段學(xué)生作品能明確知識(shí)構(gòu)建過程。這種跨學(xué)段的展覽與交流，構(gòu)建了一個(gè)良性的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，每個(gè)學(xué)段的學(xué)生都能在其中找到自己的位置，獲得成長的動(dòng)力，同時(shí)也為整個(gè)小學(xué)科學(xué)教育注入新的活力，進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。

基于問題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的推理論證能力

推理論證能力是科學(xué)思維的重要組成部分。它包括提出合理假設(shè)、收集證據(jù)、分析數(shù)據(jù)、構(gòu)建邏輯關(guān)系以及得出結(jié)論等方面?；趩栴}的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)估等環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。它以真實(shí)情境中的問題為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在自主探究和合作交流中尋求解決方案，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中構(gòu)建知識(shí)體系，有助于提高學(xué)生的推理論證能力。

首先，教師要精心設(shè)計(jì)問題情境，促使學(xué)生推理。精心構(gòu)建問題情境是培養(yǎng)小學(xué)生推理論證能力的關(guān)鍵起始點(diǎn)，教師要按照小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合學(xué)生認(rèn)知水平來設(shè)計(jì)問題情境?？梢赃x擇源于生活現(xiàn)象且與知識(shí)相關(guān)的情境提問，問題要具有層次性和開放性，讓不同層次學(xué)生能從不同方面思考。為了讓學(xué)生更好理解原理，教師可設(shè)計(jì)實(shí)踐與趣味兼具的觀察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

其次，教師要合理規(guī)劃項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生推理。項(xiàng)目任務(wù)在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中居核心地位，合理規(guī)劃對(duì)培養(yǎng)小學(xué)生推理論證能力意義重大。好的項(xiàng)目任務(wù)要有明確目標(biāo)、可行步驟和適度挑戰(zhàn)性，以激發(fā)探索和創(chuàng)新精神。教師依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生通過完成項(xiàng)目任務(wù)，可以在解決問題的過程中，通過親身實(shí)踐學(xué)會(huì)科學(xué)推理。

再次，教師要有效組織合作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生多元推理與論證。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以小組合作形式開展，是小學(xué)生多元推理與論證的良好平臺(tái)。組織合作學(xué)習(xí)時(shí)，教師要合理分組，小組應(yīng)包含不同能力和知識(shí)背景的學(xué)生，有擅長觀察、資料收集或邏輯分析的。小組合作時(shí)，教師要引導(dǎo)明確分工，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極交流、尊重他人觀點(diǎn)共同構(gòu)建推理思路。學(xué)生通過小組討論交流分享觀察結(jié)果和推理思路，協(xié)商達(dá)成共識(shí)。這種合作學(xué)習(xí)促進(jìn)知識(shí)共享、思維碰撞，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，推動(dòng)多元推理論證能力提升。

最后，教師要引導(dǎo)深度反思，強(qiáng)化學(xué)生推理論證能力。教師在項(xiàng)目結(jié)束后通過提問、小組討論等方式引導(dǎo)學(xué)生深度反思。教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧任務(wù)過程中遇到的問題，并鼓勵(lì)學(xué)生思考如何調(diào)整思路進(jìn)行解決。這些問題可以促使學(xué)生回顧總結(jié)，從而幫助學(xué)生鞏固知識(shí)，提升元認(rèn)知能力，不斷提高推理論證水平。

應(yīng)用跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

跨學(xué)科理念的出現(xiàn)為創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)提供了新的視角和途徑。跨學(xué)科學(xué)習(xí)能拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，讓學(xué)生跳出單一學(xué)科的束縛，廣泛涉獵多領(lǐng)域知識(shí)，為創(chuàng)新積累豐富素材。同時(shí)，還能使學(xué)生整合不同學(xué)科知識(shí)，多角度思考問題，這是形成創(chuàng)新思維的關(guān)鍵。此外，跨學(xué)科學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性，為學(xué)生創(chuàng)新思維的產(chǎn)生創(chuàng)造良好條件。

整合多學(xué)科知識(shí)，構(gòu)建跨學(xué)科課程內(nèi)容。首先，教師要深入研究小學(xué)科學(xué)教材，挖掘其中蘊(yùn)含的跨學(xué)科知識(shí)點(diǎn)。如在“聲音的傳播”教學(xué)中，可挖掘出與物理學(xué)科相關(guān)的聲波原理，與數(shù)學(xué)學(xué)科相關(guān)的聲音傳播速度計(jì)算，與音樂學(xué)科相關(guān)的聲音的高低、強(qiáng)弱與音樂節(jié)奏、旋律的聯(lián)系等。教師可以將這些跨學(xué)科知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理整合，形成系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從多學(xué)科角度理解聲音傳播現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。其次，學(xué)校可組織教師團(tuán)隊(duì)開發(fā)跨學(xué)科校本課程，以科學(xué)課程為核心，融合語文、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、信息技術(shù)等多學(xué)科內(nèi)容。例如開發(fā)“探索自然奧秘”校本課程，在課程中設(shè)置以下學(xué)習(xí)模塊：科學(xué)與語文相結(jié)合的“觀察動(dòng)植物習(xí)性并撰寫科學(xué)報(bào)告”模塊、科學(xué)與數(shù)學(xué)相結(jié)合的“統(tǒng)計(jì)自然現(xiàn)象數(shù)據(jù)并繪制圖表”模塊、科學(xué)與美術(shù)相結(jié)合的“用繪畫或攝影記錄自然之美”模塊，以及科學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合的“利用信息技術(shù)制作自然科普小視頻”模塊。學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)校本課程的過程中，能夠全面提升跨學(xué)科素養(yǎng)與創(chuàng)新思維能力。

創(chuàng)設(shè)多元情境，激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新思維。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)方面，要積極創(chuàng)設(shè)具體學(xué)習(xí)情境，只有當(dāng)學(xué)生切身體驗(yàn)到學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)自身真實(shí)生活的意義，并且感受到問題是自己當(dāng)下想要知道的，他們才會(huì)積極地投入到學(xué)習(xí)和探究之中。因此，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)與生活密切相關(guān)的學(xué)習(xí)情境，用生活中真實(shí)的問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科思考與探究。例如在教學(xué)“摩擦力”時(shí)，教師創(chuàng)設(shè)“如何讓鞋子在不同路面防滑”的生活情境，學(xué)生可以結(jié)合科學(xué)知識(shí)分析摩擦力大小與路面、鞋底材質(zhì)的關(guān)系，結(jié)合美術(shù)設(shè)計(jì)改進(jìn)鞋底花紋，結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算測試不同設(shè)計(jì)的鞋子的防滑效果等。

加強(qiáng)教師跨學(xué)科培訓(xùn)，提升教師跨學(xué)科教學(xué)能力。學(xué)校應(yīng)組織教師參加跨學(xué)科知識(shí)培訓(xùn)，邀請(qǐng)語文、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科專家為科學(xué)教師授課，拓寬科學(xué)教師的知識(shí)視野，使其了解不同學(xué)科的知識(shí)體系、教學(xué)方法與學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)建立教師跨學(xué)科教學(xué)交流平臺(tái)，定期組織科學(xué)教師與其他學(xué)科教師進(jìn)行教學(xué)研討、觀摩教學(xué)、跨學(xué)科同課異構(gòu)等活動(dòng)，引導(dǎo)教師們分享跨學(xué)科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與心得，互相學(xué)習(xí)借鑒，提升跨學(xué)科教學(xué)能力，從而更好地在科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

通過上述策略，教師可以有效提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。小學(xué)教育工作者應(yīng)積極探索跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和綜合素養(yǎng)的新時(shí)代人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

? 本文系吉林省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度一般課題“跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念下小學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略研究”（課題批準(zhǔn)號(hào)：GH23587）的階段性成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉玲.跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施[M].北京：教育科學(xué)出版社.2023.

[作者金香玉系東北朝鮮民族教育科學(xué)研究所（延邊教育科學(xué)研究所）高級(jí)教師，俞永虎系東北朝鮮民族教育科學(xué)研究所（延邊教育科學(xué)研究所）正高級(jí)教師]

責(zé)任編輯：單笑斐