黃 燕

《義務教育科學課程標準》明確指出“科學教育是立德樹人工作的重要組成部分”,小學階段作為開展科學教育的基礎階段,要契合學生的身心發(fā)展特點,通過科學教師激發(fā)并保護學生的好奇心、求知欲,培養(yǎng)其科學精神、創(chuàng)新意識,引導其從科學的角度認識世界、在自己能力范圍內嘗試改造世界。核心素養(yǎng)不僅要求教師通過教學、引導,讓學生掌握學科知識、學習能力,還要從意識層面、素養(yǎng)層面入手,使學生的個性得到解放和發(fā)展,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力。小學科學思維能力是學生通過科學學習獲得并對其成長、人生發(fā)展具有重要意義的一項能力。持續(xù)加強思維訓練,是教師培養(yǎng)學生科學思維能力的關鍵方法,從而為學生全面發(fā)展奠定基礎。

一、 科學思維能力概述

科學思維即“科學邏輯”,思維的邏輯性是其基本特點。科學思維是人腦中形成的一種可運用科學知識認識活動、加工處理感性認識材料的理論體系?？茖W思維是人們在實踐中形成的,是實踐的產物。

人腦是思維的載體和器官,人通過感官認識世界、獲取外界信息,并在腦海中對其進行加工,結合自己的人生經歷,對信息進行個性化加工,從而形成思維。科學是實踐的產物,具有辯證統(tǒng)一性、歸納演繹性,科學思維產生于真實的社會情境中,具有真實性、辯證性和統(tǒng)一性的特點。因此,科學思維的前提是人們掌握一定的科學知識,并從科學知識的角度看待萬事萬物,從而形成符合科學規(guī)律的思維。

二、 核心素養(yǎng)對小學科學教學提出的要求

“探究”是小學科學課程的基本理念,教師通過設置活動、鼓勵和引導學生進行實踐探究,能夠有效培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。科學素養(yǎng)是將核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求落實到小學科學課程育人環(huán)節(jié)的關鍵點,即核心素養(yǎng)要求小學科學教師要以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)為教學重要任務。核心素養(yǎng)要求小學科學教師采用適當的方法,根據學生的認知規(guī)律、身心發(fā)展、學習興趣,給予其相應引導,促進學生積極探索,培養(yǎng)其實事求是、勇于探索的精神品質,將小學科學教育始終放在比較重要的地位。

一方面,培養(yǎng)學生的探究能力,是教師通過引導,強化學生對科學知識的學習、掌握度,為其科學思維形成與發(fā)展奠基的重要前提。因此,在核心素養(yǎng)的要求下,小學科學教師要在教材分析、學生分析和目標分析的基礎上,選擇契合學生興趣點、滿足其需求的最佳教學方法,以實踐類活動,引導學生主動學習科學知識,鞏固其學習成果。在培養(yǎng)學生探究能力的基本要求下,科學教師以學生好奇心為基礎,增強學生對身邊事的好奇心,從而激發(fā)學生的探索欲望。教師可設計組織實踐類活動,以自由的空間和充滿趣味性的活動,激勵學生進行自主探索、合作探究。例如,在教科版小學二年級上冊《土壤——動植物的樂園》課堂教學環(huán)節(jié),教師可以將學生帶出教室,走到校園的自然環(huán)境內,每個小組的學生自行選擇一塊土壤,觀察并記錄土壤中植物的種類和數量、土壤中的動物等。學生進入一個新的環(huán)境,對環(huán)境內的一切充滿了興趣,教師將科學實踐活動與自然環(huán)境結合在一起,能有效引導學生從科學角度觀察土壤,了解土壤與動植物之間的關系,培養(yǎng)并增強其探索興趣和探究能力。

另一方面,學生科學素養(yǎng)的培育是核心素養(yǎng)對小學科學教師提出的根本要求。核心素養(yǎng)要求下學生應具備的科學素養(yǎng)為:崇尚真知、理性思維、勇于探究。因此,小學科學教師要以此為基本任務,將科學素養(yǎng)培育工作貫穿科學教學全程,通過優(yōu)化教學方案、創(chuàng)新教學方法,充分利用課堂的每一分鐘,通過知識的多樣化輸入、引導思考,激發(fā)并逐步強化學生的科學思維意識,促使學生靈活運用科學知識,解決生活、學習中遇到的問題。

三、 核心素養(yǎng)下小學科學思維能力培養(yǎng)的重要性

科學思維是人腦內形成的加工、處理事物的一套體系,在引導學生全面認識世界、科學分析并高效解決問題方面發(fā)揮著重要的作用。自“核心素養(yǎng)”這一概念被提出以來,對各學科教師均提出了相應的要求,教師要從傳統(tǒng)的以知識教學為主的育人認知中擺脫出來,全面關注學生的知識學習、認知發(fā)展、學科能力與素養(yǎng),高度關注學生學習與發(fā)展的全面性。核心素養(yǎng)指導下,小學科學課程教學模式與教學方法得以更新,師生身份發(fā)生轉變。

(一)擺脫認知限制,關注全面成長

核心素養(yǎng)培育任務對教師提出了新的要求,對于小學科學教師而言,要將培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)貫穿課程教學全程。教師以完成教學以及育人任務為目標,育人任務的更新促使教師及時改進教學計劃、方案,以任務驅動其不斷探究更為有效的教學方法。能力是核心素養(yǎng)的構成部分,學生通過科學學習所能獲取的能力主要為探究能力。核心素養(yǎng)驅動教師以培養(yǎng)學生的探究能力為育人方向,擺脫育人的固有認知,啟發(fā)學生科學思維、培養(yǎng)探究能力,關注學生知識、意識、思維、能力和素養(yǎng)的全面發(fā)展。結合社會對人才的需求變化分析可知,社會更加需要復合型人才,更加關注人才的全面性?？茖W教師從小學階段入手,改變育人認知,通過素養(yǎng)培育,為學生全面發(fā)展、滿足未來人才需求奠定基石。

(二)創(chuàng)新教學方法,組織實踐活動

基于核心素養(yǎng)這一育人任務,小學科學教師需要對原有教學方法進行不斷創(chuàng)新,選擇最佳教學方法,構建現(xiàn)代教學課堂。小學科學涉及大量與自然、生活有關的知識,這些知識具有較強的可實踐性、可探究性,且教師通過實踐教學,往往能取得更好的育人效果。換言之,從教師方面來說,核心素養(yǎng)驅動其對原有的以知識為主的教學方法、教學模式進行調整,設計、組織多樣化實踐類科學活動,創(chuàng)新教學方法,以活動激發(fā)學生的參與興趣、探究欲望,引導其在活動中通過思考、對腦海中的科學知識進行加工處理,啟發(fā)科學思維,為其科學思維能力的發(fā)展做好充分的認知準備工作。

科學教師在核心素養(yǎng)育人任務的要求下,以立體化的形式呈現(xiàn)二維化的科學知識,實踐活動、情境課堂等均能有效激發(fā)學生的學習興趣,激發(fā)其學習主動性和能動性,往往能取得事半功倍的育人效果,并讓學生獲得快樂的探索學習體驗,培養(yǎng)其對科學的興趣。例如,在教科版四年級下冊《植物的生長變化》教學環(huán)節(jié),教師根據教材內容設計“鳳仙花種植”的實踐活動,以活動參與強化學生對“植物生長過程”的認知程度,讓學生正確地認識自然界。首先,教師借助多媒體設備播放種子種植的基本流程。其次,教師將學生劃分為幾個種植小組,每個小組分發(fā)學生數量兩倍的種子,教師帶領學生在校園中選擇一塊閑置土壤,將種子種到土壤中,穩(wěn)定供給其水分、肥料等,持續(xù)觀察種子破土出芽、生長的過程。最后,教師組織學生分享自己的種植成果,以種子種植的實踐活動強化學生對植物生長這一自然過程的認知程度。

四、 核心素養(yǎng)下小學科學思維能力培養(yǎng)策略

小學科學教師培養(yǎng)學生的科學思維能力,不僅是核心素養(yǎng)對其提出的育人要求,也是社會人才需求對學校育人的要求反饋。小學科學教師作為教育初級節(jié)點落實素質教育任務、科學教育的主體,在小學科學課程教學環(huán)節(jié),應重點關注學生的科學學科素養(yǎng)、科學核心素養(yǎng),即科學意識、科學思維以及能力,以培養(yǎng)學生的科學思維能力為方向,通過與學生進行有效溝通,了解學生對科學知識的獲取需求,教授給其科學思維訓練發(fā)展的方法;創(chuàng)設立體化教學情境,激發(fā)學生科學學習、活動參與興趣;挖掘身邊的科學素材,將其用于課堂教學環(huán)節(jié),構建課上+課下的協(xié)同育人模式。

(一)進行良好溝通,有效教授科學思維方法

語言與思維之間具有密切的關系,在語言交流的過程中,教師能夠透過分析學生的語言邏輯程度,了解其思維水平,并直接了解學生對科學知識的學習興趣、需求。教師依據學生的興趣、需求設計教學方案、開展教學工作,能夠高效地獲得良好的教學效果。因此,教師要加強與學生之間的語言溝通,建立良好的溝通關系,并逐漸從語言溝通過渡到思維交流層面。

首先,教師要認識到自己與學生身份的平等性,與學生進行友好、平等的交流,了解學生需求,引導學生加工已經學到的科學知識,形成自己獨到的認知和見解,在科學探索中,表達和驗證自己的見解。以《植物的生長變化》為例,教師在帶領學生認識種子的基礎上,提出問題:“你能根據自己在生活中的觀察,講述種子生長成一株植物的過程嗎?”學生可根據在生活中觀察到的家長種花的過程或相關視頻,回憶講解植物生長的過程。在這一過程中,教師要給予學生正向鼓勵,營造積極活躍、平等對話的課堂氛圍。其次,由于自身認知的限制,學生科學思維的發(fā)展較為緩慢。教師要在了解學生認知規(guī)律和特點的基礎上,直接教授給學生科學思維的方法,并指導其學會運用科學訓練方法,讓學生在教師的專業(yè)指導下,獲得并逐步強化科學思維的能力。分析與綜合、比較與分類、抽象與具體是小學科學思維的三大主要方法。教師可結合教材科學知識,引導學生從生活的具體事物中尋找該知識點,分析科學知識的具體運用,總結科學知識,在具體現(xiàn)象中分析科學知識。最后,教師將科學思維方法融入教學課堂,指導學生靈活運用的幾種方法,使其科學思維與能力得到有效訓練。以《種子的傳播》為例,教師在白板上展示幾種植物的種子,如蓮藕、蒼耳、桃核、蒲公英、鳳仙花,提出問題:“根據幾種種子的外形,嘗試分析其種子傳播的方法?！睂W生觀察種子圖片,總結植物的傳播方式,并將同一傳播方式的植物歸為一類,對應分析種子的特點及其傳播方式,系統(tǒng)了解植物種子傳播的幾種方式。

學生總結植物種子的傳播方式,不僅能了解幾種植物的播種方式,還能從科學的角度感知自然界的神奇之處。如櫻桃、桃子等植物的種子由甜美、可口的果實包裹,吸引動物食用,動物則成為種子的攜帶者;蒼耳的種子上布滿倒刺,動物經過其身體上會沾滿蒼耳,蒼耳則借著動物的移動,傳播到各處,在各處播種;蒲公英的種子輕,像一把小傘一樣,待到種子成熟,自然界的風會讓它的種子向四處傳播……在人為傳播之前,自然界早已形成了植物種子傳播的一套體系。學生從科學的視角看待自然界植物、動物的各種行為,在感慨自然界偉大與神奇的同時,還能逐步養(yǎng)成從科學視角看待萬事萬物的良好習慣,掌握科學思維方法,從而全面地了解真實的自然界以及人類社會。

(二)創(chuàng)設教學情境,思維訓練貫穿課堂全程

學生學習知識、養(yǎng)成習慣,需要一定的興趣參與和情感參與。因此,小學科學教師要有效培養(yǎng)學生的科學思維能力,就不能忽視學生情感的調動與融入,即教師可通過激發(fā)學生興趣、增強學生的情感體驗,拉近學生與科學知識之間的關系,將學生對知識的好奇心無限放大,引導學生自主探索科學知識、了解事物的基本原理。教師可在教學課堂滲透真實事例,并以此為核心,創(chuàng)設立體化教學情境,以情境激發(fā)興趣,并將思維訓練貫穿科學課堂教學全過程。

以教科版五年級上冊《地震的成因及作用》教學為例,學生經過前兩個章節(jié)的學習,已經基本了解地球的內部結構和表面地形地貌等地理知識,但是學生要了解地震的成因以及相關知識,仍舊面臨較大的難度。鑒于此,教師可從情感載入的角度入手,以情感連接的建立,讓學生在真實事件中,認識地震的危害,從而主動探索地震的成因。首先,教師提出問題:“同學們,你們經歷過地震嗎?你了解地震嗎?”初步了解班級學生對地震的了解程度,從生活實際的角度來說,部分學生對地震已經具備了一定的認識,并不是一無所知,但是不能系統(tǒng)地表述地震的成因。其次,教師選擇歷年來地震危害較大的地區(qū),如玉樹、唐山、汶川,借助多媒體教具,播放當地的自然美景,讓學生感受當地自然環(huán)境之美的基礎上,播放大地震后,當地斷壁殘垣的現(xiàn)場圖以及傷亡數據,讓學生形成心理與情感上的共鳴、同理心,增強學生的情感體驗。在情感的引導下,學生能夠全身心投入知識學習,了解地震成因。最后,教師可通過提出適當的問題,引導學生思考并訓練其科學思維能力。

(三)挖掘生活素材,拓寬思維能力培養(yǎng)范圍

科學思維能力的培養(yǎng)并不是一蹴而就的,往往需要師生投入大量的時間。因此,教師不僅要關注課堂教學環(huán)節(jié)學生思維能力的訓練,還要重點培養(yǎng)學生學以致用的能力,引導學生自覺在生活中運用科學知識解決問題,將思維訓練與能力培養(yǎng)延伸至日常生活中。在延伸教育過程中,教師要充分利用課堂時間,結合生活中的實際案例講解科學知識,以潛在的形式強化學生科學生活化意識,培養(yǎng)其以科學知識解決生活問題的習慣。

例如,在教科版四年級上冊《運動與力》單元教學環(huán)節(jié),教師就“讓處于靜止狀態(tài)的物體運動下來,需要給它施加一個力”這一理論,帶領學生回憶足球運動中,讓足球動起來的必要工作,即一名運動員踢足球,給其一個力,讓原本處于靜止狀態(tài)的足球運動起來。教師提出問題“若不給予足球一個力,那么足球處于什么狀態(tài)?”在實例的舉證下,學生對生活的關注度增強。此外,教師還可為學生提供更多科普類書籍,拓寬學生的科學視野。

五、 結論

在核心素養(yǎng)背景下,小學科學教師要將科學素養(yǎng)培育要求貫穿科學教學始終,系統(tǒng)培養(yǎng)學生對科學的探索欲望、學習興趣,促進其科學思維啟蒙、訓練與發(fā)展,為培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)奠定基石。小學科學教師要全面認識核心素養(yǎng)對其提出的育人要求、對培養(yǎng)小學生科學思維能力的重要性,從友好溝通、思維方法傳授、情境創(chuàng)設、生活素材運用等方面入手,引導學生樹立科學意識,啟蒙、培養(yǎng)并逐步強化其科學思維能力,引導學生從科學的視角觀察、認識世界,以科學知識指導其正確認識并參與社會生活,提高其思維能力、生活能力和問題分析能力。