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指向科学思维培养的教学设计与实践

作者：沈亮亮

来源：《小学教学参考(综合)》2024年第03期

［摘要］有的放矢地培养学生的科学思维是当下科学教学的重要研究课题。小学科学教

师结合儿童思维发展特点，采用以问引学、以探促学、以辩思学、以用迁学的教学策略，能让

学生在真实的问题情境中通过“探究—研讨—应用”，参与高水平的思维活动，真正达成让学生

主动参与、实践探究、合作交流、学以致用的教学目标，有效发展学生的科学思维能力和科学

思维品质。

［关键词］小学科学;科学思维;教学策略;教学设计

［中图分类号］G623.6［文献标识码］A［文章编号］1007-9068（2024）09-0078-03

《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：“科学思维是从科学的视角对客观事物的

本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。”

科学学习提倡学生进行与科学家研究类似的科学探究，并在此过程中掌握科学知识和方法，形

成科学思维能力，树立科学工作者态度。如果说科学探究是学生科学学习的外显形式，那么科

学思维则是学生科学探究的内核目标。如何有的放矢地培养学生的科学思维是当下科学教学的

重要研究课题。

《温度不同的物体相互接触》是教科版科学教材五年级下册《热》单元的第3课，旨在引

导学生通过测量冷水在热水中的温度变化，了解热的传递过程和方向，对热传递形成初步认

知。笔者分析教材后认为，本节课的教学不应局限于达成“热通常从温度高的物体传向温度低

的物体”这一浅显的概念目标，还应引导学生探究热传递发生的条件与传递过程所具有的特

点。基于此，笔者采用以问引学、以探促学、以辩思学、以用迁学的教学策略，对本节课进行

了重新设计与实践，在科学探究中培养学生模型建构、推理论证、创新思维等科学思维能力，

并为后续学习热传导、热对流与热辐射做好充足的准备。

一、以问引学，自主式驱动思维

科学学习通常从一个好的探究问题开始。一个好的科学探究问题一定是真实、有意义且与

学生个人生活经验密切相关的。这样的探究问题既能让学生快速进入学习状态，激发学生的学

习内驱力，又能唤醒学生原有的生活经验，引发思维的高度参与。

教材将本课的问题聚焦于“热水是怎样使牛奶由凉变热的”。学生在生活中已积累了用热水

加热冷牛奶的生活经验，都知道通过浸泡会使冷牛奶变热、热水变冷。但热量的不可见性使得

该问题过于抽象，学生的探究热情不高，最后演变成“师说生做，按步开展”的局面。因此，教

师要活用教材，将教学目标转化为真实、有意义的探究问题，调动学生的已有经验，使学生在

运用已有知识解决真实问题的过程中发展科学思维，从而打造指向科学思维培养的研学课堂。

在充分考虑教材、学情与教学目标的基础上，笔者创设了以下任务情境：冬天，当我们想喝一

杯热牛奶时，我们通常会把牛奶放到热水中泡一会儿，但有时候拿得早了牛奶还不够热，拿得

迟了又牛奶太烫了，我们该什么时候去拿牛奶？

为了解决这个问题，学生一方面要明确牛奶加热到多少摄氏度适合饮用，另一方面要知道

多久能加热到这个温度。这样，学生自然而然地就提出了新的探究问题：加热过程中，热水和

冷牛奶的温度会怎么变化？同时，思考出解决方法：测量热水和冷牛奶的温度变化。新的探究

问题正指向热传递发生的条件与传递过程所具有的特点。学生思考如何解决问题并提出新的探

究问题之时，也是科学思维自主参与之时。这样以问引学，能充分激发学生的探究欲望，促使

学生积极主动地进行思考。

二、以探促学，螺旋式激发思维

学习本质上是一种思维活动。学生只有经历了具有较高思维含量的学习活动，才能有效发

展科学思维能力。本课教学中，为了帮助学生建构热传递概念，笔者在初次执教时安排了两个

学习活动。

活动1：预测冷水与热水接触后二者的温度变化情况。

活动2：测量并记录冷水放入热水中二者的温度变化情况。

笔者在执教后发现，在活动1中，由于没有精确测量过热水加热冷水这一过程中二者的温

度，学生此时的预测是没有依据的盲目猜测，仅停留在“热水温度降低，冷水温度上升”的低阶

思维层面。活动2是本节课的主要环节，要求学生每隔2分钟（共12分钟）测量并记录冷水

和热水的温度变化情况（加上时间损耗，大概需要15分钟）。该活动实质上是一个观察实验

活动，学生以4人为一组完成实验探究单。他们要做的只是等待2分钟，记录温度计示数，再

等待2分钟，再记录示数……无须主动思考，也无须科学思维的参与。