聚焦學生思維能力發展的小學科學實驗教學策略

☉陸嘉琦

教學的最終目的不是學生掌握基本的知識技能就可以，而是要將所學應用于實踐中，才能獲得真正的提升和發展，也才能實現教與學的融合?？茖W是一門以實踐為主的學科，而實踐是最為重要的一部分，通過實踐促進學生學思結合，實現學生思維的發展是教學基本目標之一，也是學生要發展的能力之一。然而，當下小學科學教學中，教師更注重知識傳授，忽視了學生能力的培養，阻礙了學生思維能力的發展。要解決這一問題，就要重視實踐教學，教師應立足教材，設計不同的實驗活動，以此激活學生的思維，提升其思維能力和科學素養。具體而言，可從以下幾個方面展開教學。

一、探究問題，激發學生思維

對于小學生而言，對各種未知領域都充滿了好奇心，自覺地探索這個世界，他們總是會發出疑問，面對學生的好奇心，教師應該引導，不應該置之不理，這樣會影響學生的求知欲。因此，作為小學科學教師，要了解兒童的特性，抓住學生的求知欲，合理應用各種有趣的實驗現象、實驗活動，調動學生探索欲望，促使學生主動探索世界。只有敢于發出疑問，敢于深入探索，才能逐漸培養學生的求知意識，讓學生在知識的海洋中拓展思維，發展自身能力。

例如，在學習《觀察一棵植物》這一課時，為了激發學生的問題意識，鍛煉學生的思維能力，教師可以提前準備含羞草植株，讓學生觀察含羞草的特點。這一活動立馬引起了學生的興趣，教師拿出含羞草后，立馬有學生說：“我家里種了好幾棵含羞草，只要人一碰，它的花朵和葉子就會縮在一起?！苯處熞宦犃ⅠR說道：“看來大家都很注意觀察生活中的事物，今天我們近距離再觀察一下這一植物，看看還有什么新的發現?！睂W生根據生活經驗判斷出了植物的名稱和基本特點，教師提出新的問題激發了學生的求知欲望。在教師的引導下，學生經過用放大鏡觀察、討論、記錄等活動，深刻了解了這一植物的特點，植物由莖葉、根部、花朵等不同部位組成，是有生命的，生長需要土壤、陽光、水分等，眼見為實，親眼看到的現象遠比講授來得實在，通過這一觀察實驗活動，學生獲得了直觀、立體的學習體驗。同時，學生通過聯系生活實際和已有經驗，獲得了“活”的科學知識，實現了從課本延伸到生活現象的教學目的，拓展了學生的思維能力，也培養了學生的科學學習興趣。

二、明確思路，發展邏輯思維

科學實驗是一個過程，要有一定的依據，要選擇一定的實驗方法，并且要按照一定的計劃實施。實際的科學實驗中，教師要明確告訴學生要研究什么？要做什么？實驗的目的是什么？實驗要有主有次，有規律地進行，不能盲目實驗，只有計劃性地展開實驗，才能讓學生有所獲、有所知。［1］實踐證明，在實驗前做好準備，明確實驗思路和實驗流程，才能保證整個實驗過程更加流暢，確保整個實驗活動更加富有條理，才能利用實驗活動培養學生的邏輯思維能力，讓學生養成良好的做事習慣和思考習慣，進而更好地發展學生的邏輯思維能力。

例如，在學習《聲音是怎樣傳播的》這一課時，教師就可以利用實驗培養學生的邏輯思維能力，讓學生在實驗中探索、分析、解決問題，實現深度思考。具體而言，在實驗前，教師先提出問題，引起學生的思考，同時準備相應的實驗器材，如桌子、敲擊物等，說明實驗流程以及實驗目的：“我們平常會聽到同伴的說話聲音、窗外的喇叭聲、汽車鳴笛聲等，大家有沒有想過發出聲音的地方明明有一定的距離，為什么我們還能聽到，大家有沒有想過聲音是靠什么東西傳到我們的耳中，今天我們就來驗證一下，看看聲音是靠什么東西傳播的?！苯又鴮W生分成各個小組，并發給每個小組相應的實驗器材，學生先面對面地用教師做好的電話機傳播聲音，得出的一致結論是可以聽到對面傳來的聲音，然后去掉電話機面對面說話的聲音變小了，接著引導學生通過敲擊桌子、敲擊黑板等活動了解聲音傳播的介質，學生利用現有素材進行實驗、探究、總結，得出了“聲音是依靠空氣和實物傳播”的基本結論。

經過不斷實驗，學生可以得出正確答案。教師還可引導小組之間繼續進行交流和探討，對實驗科學原理進行分析，將實驗中的發現和理解表達出來。從親身體會到深刻思考，學生在實驗中學會了總結、歸納，更好地掌握了實驗規律，促進了學生思維的激活和運轉，實現了知行合一，也讓學生思維能力得到了質的飛躍，實驗過程讓學生有了理性表達、理性思考的意識。［2］

三、巧妙設疑，培養批判思維

批判思維是學生必備的素養之一，也是一個擁有獨立思想的人所具備的關鍵品質。具有批判思維的人對一件事情的認知更加理智，更善于獨立思考，不會隨波逐流，更善于表達自己的觀點，同時也能聽取別人的意見，也會對自己的思想和行為進行調整，可以在實踐中找到更科學的解決問題方法。因此，在科學教學中培養學生的批判性思維十分重要。小學科學教學中，教師可利用各種實驗活動巧設疑問，讓學生發現問題的矛盾點，在尋求真理的過程中解決問題，從而發展自身的批判思維。

例如，在學習《運動與摩擦力》這一課時，教師可以巧設疑問，借助對比實驗、觀察討論等活動，引導學生對運動中影響摩擦力的大小因素進行分析。具體來講，教師可先創設疑問點，如出示兩個形態、大小、重量均相同的小車，將兩個小車分別置于粗糙程度不同的運動軌道上，接著讓學生進行猜想：小車在哪個軌道上運動時受到的摩擦力更大。實驗前，有部分學生認為兩個小車質量是一樣的，其受到的摩擦力也會一樣，但經過實驗后，學生會卻發現處于糙面的小車經過小道的時間大于光面的小車，進而發現運動摩擦力的大小與運動軌道的粗糙程度有一定的關系，這一實驗結論和學生之前的觀點是矛盾的。經過實驗，學生打破了以往的觀點，更新了自我知識體系。緊接著，教師改變思路，將小車的重量作為變量，其他因素作為定量，學生猜測：運動摩擦力和小車的重量沒有關系。這一觀點與之前的結論又一次產生了矛盾。此時，教師應引導學生進行實驗總結，突破以往的經驗限制，進行二次實驗，突破知識局限性，從而構建新的知識體系，發展自身的思維。在這一實驗過程中，學生經過教師的引導，不斷地突破自己的思維認知，顛覆以往的觀點，鍛煉了自身的思維能力。

四、因勢利導，發展創造思維

在科學實驗教學中，教師應該尊重學生創造性思維的發展，尊重學生個性發展，對于同一個問題，學生可能會想到不同的解決方法，其認知是獨特的，教師應該尊重學生的想法，鼓勵學生探索不同解決問題的方法，才能培養學生的創造性思維。［3］為此，在科學實驗教學中，教師可以留給學生一定的探索時間和思考時間，讓學生在探索過程中實現思維的飛躍。

（一）以趣味實驗為引導

趣味實驗對學生的吸引力是很大的，教師可以利用各種趣味實驗發展學生的創造性思維。趣味實驗和生活息息相關，均來源于生活，雖然十分常見，但卻可以產生不一樣的教學效果，教師應整合各種趣味實驗資源，結合不同的課程內容，導入趣味實驗，讓學生對科學知識產生濃厚的興趣。

例如，在學習《不簡單的杠桿》這一課時，為了激發學生的創造性思維，教師可以借助各種各樣的趣味小實驗打開杠桿世界，加深學生對杠桿的認識，并引導學生利用杠桿原理解決實際問題。正式學習本課程前，教師用多媒體展示核桃夾夾核桃、開瓶器開瓶子、筷子夾食物等各種生活常見的杠桿現象。生活中常見的杠桿現象引起了學生的討論，學生看到以上現象后對杠桿知識產生了濃厚的興趣，并紛紛表示這些工具自己都用過，之后教師拿出各種工具，引導學生通過實踐感受杠桿的力量，經過一番實踐，學生了解了杠桿在生活中的應用。之后，教師設計了如下問題：如果將一個重50 千克的大石頭移動8 米，你會用什么樣的方法，鼓勵學生用不同的方法解決這一問題。問題提出后，學生開始討論，有的說“可以用繩子將石頭綁著往前拉”，有的說“可以兩個人一起抬”，有的說“可以用小車將石頭運過去”，最后有人補充說道：“是否可以用今天學的杠桿原理撬動石頭讓石頭滾動?！睂W生提出了各種各樣的解決方法，教師補充說道：“可以用的方法很多，只要善于思考，就可以節省很多力氣，簡單地解決問題，有些方法雖然直接，但是卻要費很多力氣，只有開動腦筋，合理利用所學知識，才能更好地解決生活中的問題?！蓖ㄟ^一番探討發展了學生的創造性思維，也讓學生了解了杠桿在生活中的應用，一個個充滿驚喜的小實驗帶給了學生不一樣的體驗，發展了學生的創造性思維。

（二）用課堂實驗激發創造思維

實驗是有序有目的地開展的，教師可通過合理設計，讓學生在提出問題、提出假設、實驗論證、總結分享的過程中發現問題，解決問題，從而發展學生的創造性思維。

例如，在學習《設計我們的小船》這一課時，教師可以將學生分成小組，讓學生展開分組實驗，用自己所學影響浮力的因素等相關知識設計制作自己的小船，結合影響浮力的實際因素，學生展開了實驗，經過設計、嘗試、問題分析、改造等多個環節，學生設計出了可以浮在水中的小船，不僅深化了浮力影響因素的相關知識，也鍛煉了學生的動手能力。在實驗過程中，學生會猜想、分析影響浮力大小的因素，也會在一次次失敗的操作中總結經驗，尋找問題，對小船的重量、形狀等進行改造，經過記錄分析每一次實驗的結果，在對比中完成了實驗，驗證了最初的猜想，最后教師組織學生進行交流互動。經過交流互動深化課題，鞏固知識，發展學生的創造性思維。

此外，教師應明白，完成實驗探究并不是學習的終點，而是探索科學世界、深挖科學實驗的新起點，教師應引導學生對實驗結果進行進一步的拓展，并引導學生用所學的實驗知識解決實際問題，通過實踐應用，促進知行合一，深化科學知識，啟發學生生活中充滿了科學知識，只有學好科學知識，才能更好地生活，最終讓學生養成善于提問、善于發現的科學品質。［4］

五、理解遷移，發展靈敏思維

現實生活中，萬事萬物都是不斷變化的，科學知識也是如此，因為情境、條件的不同，解決問題的方法也不同，當然所產生的現象也有著千差萬別，學習科學應該緊隨環境的變化而調整思維、改變方法，才能培養學生的發展性眼光和敏銳的洞察力，進而提升學生思維的靈活性和敏銳性。

科學知識源于生活，和學生的生活息息相關，教師應該將教學與生活實踐連接，讓學生在生活情境中總結科學知識，探究科學現象，發展創造性思維，并靈活應用所學科學知識解決實際問題。例如，在學習《聲音的強與弱》這一課時，學生在前期的學習中知道了聲音的傳播路徑，可以依靠氣體、固體、液體進行傳播，在新的教學內容中，教師可讓學生對比不同介質環境下聲音的強與弱。通過對比，學生了解到在相同的環境下固體傳播聲音較強，完成實驗后，可組織學生展開進一步的交流，想一想在不同的距離下，相同的固體傳播聲音的大小有無區別？相同的距離下不同的固體傳播聲音的大小有無區別？通過問題啟發學生對實驗進行改進，促進學生舉一反三，客觀分析不同環境下影響聲音強弱的因素，使學生了解到事物有其獨特的發展規律，進而幫助其找到解決問題的正確方法。實驗是探索知識的途徑，是一種螺旋上升的學習過程，任何課程形式都無法代替實驗教學，通過學生的自主實驗、自主體驗、自主操作，可以深化學生認知，鍛煉學生的各種能力?？茖W教師應該以實驗教學為核心，以培養學生思維能力為基本目標，日復一日，精心設計每一個實驗，利用豐富多樣的科學實驗，有效激活學生的思維，提升其思維能力，為其日后的科學學習奠定堅實的基礎。