【摘 要】本文以《總結(jié)我們的認(rèn)識》為例，探討在創(chuàng)設(shè)情境、問題驅(qū)動、設(shè)計方案、探究研討、拓展運(yùn)用等環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng) 科學(xué)思維能力 培養(yǎng)策略

“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任”構(gòu)成了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）所界定的科學(xué)課程的四大核心素養(yǎng)。其中，科學(xué)思維占據(jù)重要地位，因此，培育學(xué)生的科學(xué)思維能力是實(shí)現(xiàn)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的關(guān)鍵所在。本文結(jié)合教科版五年級上冊《總結(jié)我們的認(rèn)識》這一課中的“探索植被對侵蝕的影響”活動，探討科學(xué)思維能力的培養(yǎng)方法。

一、創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)思維動機(jī)

富有啟迪性的情境是促進(jìn)學(xué)生啟動思維的“引擎”，是融入科學(xué)探究活動的“催化劑”。因此，教師可創(chuàng)設(shè)與主題內(nèi)容緊密聯(lián)系的生活實(shí)踐問題，觸發(fā)學(xué)生解決問題的欲望和內(nèi)驅(qū)力，促進(jìn)其在真實(shí)任務(wù)情境中親歷合作探究，構(gòu)建知識聯(lián)結(jié)，達(dá)到對核心知識的深層理解與遷移運(yùn)用。

在“雨水對地表侵蝕的探究”教學(xué)中，筆者通過多媒體展示家鄉(xiāng)永安的綠水青山美景，讓學(xué)生在欣賞家鄉(xiāng)自然風(fēng)光的同時，體會到綠水青山給人們帶來的和諧生活環(huán)境和豐富的自然資源。隨后，筆者再展示千溝萬壑的黃土高原和渾濁的黃河水的圖片，由此形成鮮明對比，使學(xué)生更深刻地理解“綠水青山就是金山銀山”的含義。這一環(huán)節(jié)引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，觸發(fā)學(xué)生的認(rèn)知困惑點(diǎn)，迅速激發(fā)了他們的探究學(xué)習(xí)欲望。在這種情境下，學(xué)生熱情地投入到本課的學(xué)習(xí)與探究之中，為他們思維的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

二、問題驅(qū)動，激發(fā)思維參與

疑問作為知識獲取的前提，是推動學(xué)生深入學(xué)習(xí)的驅(qū)動力。將問題作為驅(qū)動，不僅能激發(fā)學(xué)生的思維參與，還能進(jìn)一步推動他們?nèi)ド钊胩剿骱蛯?shí)踐。

在實(shí)驗探究活動前，筆者鼓勵學(xué)生對侵蝕地表的原因提出自己的想法和猜測。

師：我們想要恢復(fù)黃土高原的綠水青山，就要了解造成黃土高原千溝萬壑的主要原因。造成侵蝕程度大小的主要因素有哪些呢？

生：土地裸露。

師：你的理由是什么？

生1：我在對比黃土高原和我們永安的圖片時發(fā)現(xiàn)，黃土高原大多是裸露的，黃河水是渾濁的；而在我們這里，到處都覆蓋著植被，河水都是清澈的。

生2：在下雨時，我發(fā)現(xiàn)建筑工地裸露在地面上的土壤會被沖到水溝里，而有草地或樹木生長的地方，土壤不會被沖刷到水溝去。

在精心構(gòu)思的問題驅(qū)動下，學(xué)生不再滿足于所看到的表面現(xiàn)象，而是充分運(yùn)用分析、比較、推理等科學(xué)思維方法，對問題中的事實(shí)進(jìn)行深度分析，不斷挖掘問題的本質(zhì)，探究其背后的原理和邏輯，進(jìn)而提出合理的解釋思路，推動思維品質(zhì)的發(fā)展。

三、設(shè)計方案，整合思維沖突

從提出問題到給出解釋，是學(xué)生思維發(fā)展的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個過程中，學(xué)生需要通過自己的思考和分析，逐步建立起對問題的理解。然而，學(xué)生僅僅停留在解釋的層面上還不夠，更重要的是能夠設(shè)計實(shí)驗來驗證自己的猜想。在學(xué)生給出解釋之后，教師應(yīng)緊接著引導(dǎo)他們設(shè)計實(shí)驗，以驗證自己的觀點(diǎn)。科學(xué)實(shí)驗設(shè)計是一個縝密且結(jié)構(gòu)化的思維流程。在構(gòu)思方案階段，學(xué)生需要根據(jù)假設(shè)和實(shí)驗條件，設(shè)計出具體的實(shí)驗方案。這個過程需要學(xué)生具備創(chuàng)新思維和解決問題的能力，能夠靈活運(yùn)用各種實(shí)驗技術(shù)和方法，確保實(shí)驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，并得出準(zhǔn)確的結(jié)論。

例如，師生共同設(shè)計和完善“植被是否影響雨水對地表侵蝕”的實(shí)驗方案時，筆者先展示實(shí)驗材料：濕潤且混有少量沙石的土、有植物覆蓋的土、自制礦泉水瓶噴壺、量杯、鐵架臺。

師：這些實(shí)驗材料分別模擬什么？

生：濕潤且混有少量沙石的土壤模擬無植被的小山丘，有植物覆蓋的土壤模擬有植被的小山丘，礦泉水瓶噴壺模擬降雨。

師：“植被是否影響雨水對地表侵蝕”實(shí)驗方案中，需要改變哪些條件，哪些條件保持不變？

生：改變的是土壤有無植被覆蓋，其他條件不變。

師：鐵架臺放置礦泉水瓶噴壺，它起到什么作用？

生：降雨的高度不同對土地侵蝕的影響不同。用鐵架臺可以保持“降雨”的高度一致。

這樣的實(shí)驗設(shè)計不僅可以鍛煉學(xué)生的思維能力，還能夠培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神，提升科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

四、探究研討，提升思維認(rèn)知

科學(xué)實(shí)驗不僅是一個驗證學(xué)生猜想和獲取新知識的過程，更是一個促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的過程。在這個過程中，學(xué)生需要全神貫注地觀察實(shí)驗現(xiàn)象，深入比較、分析實(shí)驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理的推理和概括，挖掘出實(shí)驗現(xiàn)象背后的科學(xué)規(guī)律，從而得出科學(xué)的結(jié)論，建構(gòu)出科學(xué)的模型。這些步驟都離不開他們的思維活動。

完成實(shí)驗后，筆者引導(dǎo)學(xué)生比較和交流有無植物覆蓋的兩個小山丘“降雨”后的變化：“當(dāng)雨水降落到?jīng)]有植物覆蓋的小山丘時，有什么現(xiàn)象發(fā)生？當(dāng)雨水降落到有植物覆蓋的小山丘時，又是什么現(xiàn)象？比較和交流兩組實(shí)驗所產(chǎn)生的徑流有什么區(qū)別，說明了什么?！痹谘杏懟顒又校瑢W(xué)生基于已有的知識體系和經(jīng)驗，對問題中的事實(shí)進(jìn)行深度分析，進(jìn)而提出合理的解釋思路：植被是土壤的天然保護(hù)屏障，植物的根系能使土地更為牢固，不易被雨水沖刷，樹葉能夠減輕雨水沖擊的力量，也能減少雨水對土地的侵蝕。

在這一過程中，學(xué)生對實(shí)驗中的各種現(xiàn)象、收集到的數(shù)據(jù)以及得到的結(jié)果進(jìn)行細(xì)致、深入的觀察、比較和剖析，建立起證據(jù)與解釋之間的緊密聯(lián)系，并提出具有合理性的見解，進(jìn)而將具體的實(shí)驗現(xiàn)象抽象化，理解實(shí)驗現(xiàn)象的本質(zhì)。

五、拓展運(yùn)用，促進(jìn)思維遷移

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，要以學(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，組織學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識和方法解決真實(shí)情境中的問題，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與遷移，做到融會貫通。在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，我們需要有意識地引導(dǎo)學(xué)生嘗試將這些新知識與已經(jīng)掌握的舊知識進(jìn)行有效的融合，加深學(xué)生對知識的理解和記憶，增強(qiáng)學(xué)生的知識運(yùn)用能力和解決問題的綜合能力。

在拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，筆者把學(xué)生引到“如何重現(xiàn)黃土高原的綠水青山”的問題上：“我們剛才的科學(xué)探究發(fā)現(xiàn)了造成黃土高原地表侵蝕的主要因素。要讓黃土高原恢復(fù)成綠水青山，我們應(yīng)該怎么做呢？”經(jīng)歷了“植被對侵蝕的影響”的實(shí)驗探究后，學(xué)生深刻認(rèn)識到植樹種草、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，不約而同地想到“植樹種草”。而后，筆者提問：“在剛才的實(shí)驗中，我們發(fā)現(xiàn)了土地的坡度、土質(zhì)的疏松也是影響水土流失的主要原因。根據(jù)黃土高原坡度大、土質(zhì)疏松的特點(diǎn)，我們又要采取怎樣的措施呢？”在研討中，“修筑堤壩”“修建梯田”等舉措成了學(xué)生的共識。通過這種思維遷移的方式，學(xué)生進(jìn)一步鞏固了植被對侵蝕地表的影響的知識，其實(shí)驗設(shè)計、分析提煉、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、得出結(jié)論等技能得到提升，實(shí)現(xiàn)了思維的遷移和進(jìn)階。

綜上所述，科學(xué)思維是科學(xué)探究活動的重要要素。在教學(xué)實(shí)踐過程中，教師應(yīng)堅持以學(xué)生為中心的原則，通過創(chuàng)設(shè)情境、問題驅(qū)動、設(shè)計方案、探究研討及拓展運(yùn)用多個教學(xué)環(huán)節(jié)，積極探索符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的教學(xué)設(shè)計與實(shí)施策略，有效促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展。

（作者單位：福建省永安市西門小學(xué)）