如何在科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

如何在科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出:”小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的基礎(chǔ)性課程，早期的科學(xué)教育對(duì)一個(gè)人的科學(xué)素養(yǎng)形成具有十分重要的作用，培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)是小學(xué)科學(xué)課程的主要任務(wù)?！焙l(wèi)平教授把科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)分為了科學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四大部分。其中，科學(xué)思維又被作為科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的核心部分，主要包括三層含義：一是從科學(xué)視角對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，對(duì)科學(xué)中的基礎(chǔ)理論、理想模型和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之間關(guān)系的理解；二是分析綜合、抽象概括、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；三是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品質(zhì)。一、提出科學(xué)思維的依據(jù)（一）批判性思維和創(chuàng)造性思維是21世紀(jì)人們必備的技能思維與創(chuàng)新、交流與合作是21世紀(jì)最主要的技能，而科學(xué)對(duì)人的影響最重要的是形成科學(xué)的思維方式和創(chuàng)新精神。思維方式、工作方式兩個(gè)方面的內(nèi)容是科學(xué)學(xué)科需要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。（二）學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)報(bào)告提出“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”、“主動(dòng)適應(yīng)與創(chuàng)新”中的大部分內(nèi)容涉及到思維與創(chuàng)新。學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)主要是指學(xué)生面對(duì)新的情境或者具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，所表現(xiàn)出來(lái)的在思維、認(rèn)知策略和自我調(diào)控等方面的綜合能力。包括對(duì)學(xué)習(xí)的興趣、習(xí)慣方法、思維方式、認(rèn)知策略等。（三）科學(xué)教育研究重視科學(xué)論證與模型思維科學(xué)論證是一種學(xué)習(xí)方式?？梢詭椭鷮W(xué)生發(fā)展科學(xué)探究能力、建構(gòu)科學(xué)知識(shí)并促進(jìn)科學(xué)概念轉(zhuǎn)變與理解、提升科學(xué)認(rèn)識(shí)水平、提升推理能力、批判思維能力和交流能力?？茖W(xué)論證是一個(gè)重要的科學(xué)能力。如英國(guó)將“想法和證據(jù)”設(shè)定為教育目標(biāo)，西班牙將“論證能力”擬定為學(xué)生必須具備的基本能力，PISA（2015）對(duì)科學(xué)能力的評(píng)價(jià)包括認(rèn)識(shí)科學(xué)問(wèn)題、運(yùn)用知識(shí)科學(xué)地解釋現(xiàn)象、運(yùn)用科學(xué)證據(jù)做決策與他人交流。（四）各國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)都將“思維與創(chuàng)新”列為核心素養(yǎng)和教育目標(biāo)例如加拿大《安大略課程（1－8年級(jí)）：科學(xué)與技術(shù)》對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的評(píng)估目標(biāo)中就包括思維和探究：批判性思維和創(chuàng)造性思維，探究技能和過(guò)程能力。其科學(xué)課程的目標(biāo)之一是發(fā)展學(xué)生進(jìn)行探究的技能、策略和思維習(xí)慣。英國(guó)《國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)思維能力以及發(fā)現(xiàn)運(yùn)用創(chuàng)造性的手段解決科學(xué)問(wèn)題的方法。新加坡《小學(xué)科學(xué)課程大綱》提出小學(xué)階段需要培養(yǎng)的基本技能和綜合技能目標(biāo)之一就是分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。澳大利亞維多利亞物理課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)模型建立的科學(xué)思維過(guò)程、分析、綜合、評(píng)價(jià)等。韓國(guó)的科學(xué)教育目標(biāo)提出培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地思考能力和創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。二、什么是科學(xué)思維科學(xué)思維，也叫科學(xué)邏輯，即形成并運(yùn)用于科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)、對(duì)感性認(rèn)識(shí)材料進(jìn)行加工處理的方式與途徑的理論體系；它是真理在認(rèn)識(shí)的統(tǒng)一過(guò)程中，對(duì)各種科學(xué)的思維方法的有機(jī)整合，它是人類實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物。科學(xué)思維包括四個(gè)要素。（一）模型建構(gòu)：能根據(jù)研究問(wèn)題和情境，在一定條件下對(duì)客觀事物進(jìn)行抽象和概括，構(gòu)建易于研究的、能從主要方面反映事物本質(zhì)特征和共同屬性的理想模型和概念；（二）科學(xué)推理：正確使用分析、綜合、歸納、演繹、比例、概率、控制變量等方法；從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理，形成規(guī)律及理論，解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題；（三）科學(xué)論證：使用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)和評(píng)估科學(xué)證據(jù)的能力，運(yùn)用證據(jù)對(duì)研究問(wèn)題進(jìn)行描述、解釋和預(yù)測(cè)的能力，以及建立證據(jù)與解釋之間關(guān)系的能力；（四）質(zhì)疑創(chuàng)新：具有批判性思維的意識(shí)，善于基于證據(jù)大膽質(zhì)疑，能從不同角度思考問(wèn)題，追求科技創(chuàng)新。思維與創(chuàng)新、交流與合作是未來(lái)學(xué)生最主要的技能，而科學(xué)會(huì)對(duì)學(xué)生形成科學(xué)的思維方式和思維品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響；學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)報(bào)告提出“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”、“主動(dòng)適應(yīng)與創(chuàng)新”中的大部分內(nèi)容涉及到思維與創(chuàng)新，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)主要是指學(xué)生面對(duì)新的情境或者具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，所表現(xiàn)出來(lái)的在思維、認(rèn)知策略和自我調(diào)控等方面的綜合能力。包括對(duì)學(xué)習(xí)的興趣、習(xí)慣方法、思維方式、認(rèn)知策略等；科學(xué)教育研究重視科學(xué)論證與模型思維，科學(xué)論證是一種學(xué)習(xí)方式，可以幫助學(xué)生發(fā)展科學(xué)探究能力、建構(gòu)科學(xué)知識(shí)并促進(jìn)科學(xué)概念轉(zhuǎn)變與理解、提升科學(xué)認(rèn)識(shí)水平、提升推理能力、批判思維能力和交流能力?？茖W(xué)論證是一個(gè)重要的科學(xué)能力，如英國(guó)將“想法和證據(jù)”設(shè)定為教育目標(biāo)，西班牙將“論證能力”擬定為學(xué)生必須具備的基本能力，國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（2015）對(duì)科學(xué)能力的評(píng)價(jià)包括認(rèn)識(shí)科學(xué)問(wèn)題、運(yùn)用知識(shí)科學(xué)地解釋現(xiàn)象、運(yùn)用科學(xué)證據(jù)做決策與他人交流。綜上所述，小學(xué)科學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。三、充分挖掘教材中的思維活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力教材是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)、提升科學(xué)思維能力、培樹優(yōu)良思維品質(zhì)的學(xué)材。青島版《科學(xué)》教科書注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)注重創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、引起認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)活動(dòng)對(duì)象、活動(dòng)過(guò)程、思維方式、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等進(jìn)行反思和遷移。目的是以知識(shí)為載體，以思維方法為重要線索，在探究活動(dòng)中提高學(xué)生的思維品質(zhì)。教科書以“問(wèn)題式”引入探究活動(dòng)，以“探究式”展開活動(dòng)過(guò)程。思維的引入以提問(wèn)、啟發(fā)的方式進(jìn)行，思維的訓(xùn)練以“活動(dòng)過(guò)程”、“自由活動(dòng)”與“拓展活動(dòng)”為依托，課內(nèi)外結(jié)合，在著力培養(yǎng)學(xué)生在一般思維方法與能力的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造性思維。例如，教材中常常以泡泡語(yǔ)的形式呈現(xiàn)以下問(wèn)題：如“你怎么知道？”“說(shuō)一說(shuō)為什么這樣猜？”培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性；“還有哪些方法？”“我還發(fā)現(xiàn)……”培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性；科學(xué)結(jié)論是在學(xué)生經(jīng)歷探究活動(dòng)之后，經(jīng)過(guò)思考、分析、交流后總結(jié)出來(lái)的，從而培養(yǎng)學(xué)生思維的概括性等等。再例如，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要注重研究“思維導(dǎo)航”這一個(gè)欄目，其是為引領(lǐng)學(xué)生的探究活動(dòng)，將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力與思維品質(zhì)落到實(shí)處而設(shè)置的。在學(xué)生探究活動(dòng)的過(guò)程與各個(gè)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)一系列有思維含量的與探究活動(dòng)有緊密關(guān)系的問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)與幫助，以使探究活動(dòng)順利進(jìn)行，學(xué)生的科學(xué)思維能力得以提升。比如在青島版《科學(xué)》教科書四年級(jí)下冊(cè)《聲音的產(chǎn)生》一課中，設(shè)計(jì)了探究活動(dòng)“聲音是怎樣產(chǎn)生的？”。教科書呈現(xiàn)的是五幅學(xué)生分別利用音叉、鋼尺、礦泉水瓶、水等物體探究聲音是怎樣產(chǎn)生的特寫圖片。這個(gè)活動(dòng)的思維導(dǎo)航：1.將正在發(fā)聲的音叉插入水中，水面有什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？2.鋼尺、水、空氣等物體發(fā)聲時(shí)分別出現(xiàn)什么現(xiàn)象？3.這些現(xiàn)象有什么共同特征？思維導(dǎo)航中的第一個(gè)問(wèn)題可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，提醒學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，并讓學(xué)生思考物體發(fā)聲時(shí)在干什么；第二個(gè)問(wèn)題要求學(xué)生在利用其他不同器材做聲音產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)時(shí)注意觀察發(fā)生的現(xiàn)象；第三個(gè)問(wèn)題則是引導(dǎo)學(xué)生思考分析各個(gè)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，交流與歸納這些現(xiàn)象后面的共同特點(diǎn)與規(guī)律：物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音。在思維導(dǎo)航的引導(dǎo)下，學(xué)生利用身邊常見(jiàn)的材料，通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)，就會(huì)從科學(xué)的視角對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之間建立了聯(lián)系與理解。思維導(dǎo)航不僅可以有效地指導(dǎo)學(xué)生按照正確的方法與步驟進(jìn)行有關(guān)“聲音產(chǎn)生”的探究活動(dòng)：觀察現(xiàn)象，交流發(fā)現(xiàn)、歸納結(jié)論。還為拓展自然界與生活中的一些有關(guān)聲音產(chǎn)生的現(xiàn)象做了鋪墊，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力與發(fā)散思維能力。四、綜合利用各種思維方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力科學(xué)思維方法是人們通過(guò)思維活動(dòng)為了實(shí)現(xiàn)特定思維目的所憑借的途徑、手段或辦法?；A(chǔ)的科學(xué)思維方法包括：抽象與概括、分析與綜合、歸納與演繹、對(duì)比（求同、求異）、原因與結(jié)果、因果思維、逆向思維、遞推法等等。在思維活動(dòng)中，思維方法具有十分重要的作用，它構(gòu)成了思維主體和思維對(duì)象發(fā)生聯(lián)系的中介和橋梁。沒(méi)有科學(xué)的思維方法，學(xué)生的科學(xué)思維能力就無(wú)從培養(yǎng)，科學(xué)思維活動(dòng)就不能順利進(jìn)行并取得成效。教學(xué)活動(dòng)是教師教的活動(dòng)和學(xué)生學(xué)的活動(dòng)的有機(jī)統(tǒng)一。對(duì)于學(xué)生學(xué)的活動(dòng)來(lái)講，不論是明確探究目的、感知探究材料、理解科學(xué)知識(shí)、掌握探究方法、遷移運(yùn)用知識(shí)、反思學(xué)習(xí)過(guò)程，還是提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等，其核心活動(dòng)都是思維。對(duì)于教師教的活動(dòng)來(lái)講，明確探究目標(biāo)、了解學(xué)生基礎(chǔ)、進(jìn)行探究活動(dòng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、組織探究活動(dòng)、反思教學(xué)過(guò)程等，核心活動(dòng)也是思維。思維活動(dòng)是課堂教學(xué)中師生的核心活動(dòng)。例如，在青島版《科學(xué)》教科書三年級(jí)下冊(cè)《彈簧的學(xué)問(wèn)》一課中，認(rèn)識(shí)彈力與彈性是本課的教學(xué)重點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度，學(xué)生在動(dòng)手操作與認(rèn)識(shí)物體的彈力之間有一些障礙。教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)了“玩一玩，有什么發(fā)現(xiàn)？”這樣一個(gè)探究活動(dòng)，教學(xué)時(shí)讓小組同學(xué)在組內(nèi)玩各種有彈性的物體：拉彈簧、壓彈簧、握握力器等。在活動(dòng)過(guò)程中設(shè)計(jì)了以下問(wèn)題：1.拉彈簧時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度發(fā)生了什么變化？手有什么感覺(jué)？松手后，彈簧有什么變化？2.壓彈簧時(shí)，有什么發(fā)現(xiàn)？學(xué)生順著這幾個(gè)問(wèn)題，學(xué)生的探究活動(dòng)就不會(huì)停留在嬉戲玩鬧的階段，不僅可以按照正確的方式方法進(jìn)行探究活動(dòng)，知道彈簧在受力時(shí)長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生改變，感受到彈簧被壓縮或拉伸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種恢復(fù)到原來(lái)形狀的力，而且在探究的過(guò)程中，學(xué)生在基于自己動(dòng)手操作與事實(shí)證據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與發(fā)現(xiàn)進(jìn)行思考、分析、對(duì)比、歸納，自然而然地總結(jié)出了什么是彈力。更重要的是在這些探究過(guò)程中，學(xué)生動(dòng)手又動(dòng)腦，通過(guò)所運(yùn)用的思維方法，培養(yǎng)了他們分析現(xiàn)象、解決問(wèn)題的科學(xué)思維能力。再比如，在青島版《科學(xué)》教科書五年級(jí)上冊(cè)《云和霧》一課中，設(shè)計(jì)了探究活動(dòng)“霧和云是怎樣形成的？”。教科書呈現(xiàn)的是一幅兩個(gè)學(xué)生在制造霧的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景圖。這個(gè)活動(dòng)的思維導(dǎo)航：1.在燒杯中倒入不冒“白氣”的溫水。想一想：杯內(nèi)除了水，還有什么？2.把冰塊接近杯口時(shí)，發(fā)生了什么現(xiàn)象？把冰塊移開，還有這種現(xiàn)象嗎？反復(fù)做幾次，有什么發(fā)現(xiàn)？3.“霧”是怎樣形成的？學(xué)生會(huì)按照導(dǎo)航中的要求與提示按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象的同時(shí)，思考與交流導(dǎo)航中的問(wèn)題，自然得出霧形成的條件，進(jìn)行推想自然界中霧和云的成因。思維導(dǎo)航不僅可以為模擬實(shí)驗(yàn)的順利完成保駕護(hù)航，還為類比推理自然界與生活中的一些凝結(jié)現(xiàn)象做了嫁衣。進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力與科學(xué)思維能力。教師是發(fā)展學(xué)生思維能力的促進(jìn)者，我們倡導(dǎo)創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，積極構(gòu)建“思維課堂”，即在課堂教學(xué)中,采取啟發(fā)誘導(dǎo)的教學(xué)原則，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，注重學(xué)思結(jié)合，突出積極思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力。課堂是激發(fā)學(xué)生智力思考的殿堂，在日?？茖W(xué)課堂教學(xué)中，需要設(shè)計(jì)科學(xué)思維含量高的探究活動(dòng)，并在探究活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)與要素中，均讓學(xué)生充分地練習(xí)這些思維方法，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維的參與?？茖W(xué)課堂中探究活動(dòng)的流程一般包括提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、制訂方案、收集證據(jù)、交流總結(jié)、拓展應(yīng)用、反思評(píng)價(jià)等要素，每個(gè)要素都會(huì)涉及多個(gè)科學(xué)思維方法，注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練，不僅可以加強(qiáng)與發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。而且，也促使探究活動(dòng)有序有效地進(jìn)行，避免了程式化、表面化的科學(xué)探究。同時(shí)，基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律等因素，隨著探究活動(dòng)的深入，還要注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣以及對(duì)證據(jù)、科學(xué)見(jiàn)解等質(zhì)疑的習(xí)慣。

小學(xué)科學(xué)教育中科學(xué)思維及其培養(yǎng)策略小學(xué)科學(xué)課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過(guò)小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，初步了解與小學(xué)生認(rèn)知水平相適應(yīng)的一些基本的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法；具備初步的科學(xué)探究能力、思維能力、創(chuàng)新能力、運(yùn)用科學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題以及進(jìn)行表達(dá)和交流的能力等。在小學(xué)科學(xué)教育中，使學(xué)生獲得一些基本的科學(xué)知識(shí)是基礎(chǔ)；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力是核心。一、思維和科學(xué)思維（一）思維及其特征思維是哲學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)的不同學(xué)科的研究對(duì)象。不同的學(xué)科又有不同的定義。心理學(xué)上，有人（荊其誠(chéng)1991）認(rèn)為思維是對(duì)客觀事物的間接和概括的反映。它是以感覺(jué)、知覺(jué)和表象為基礎(chǔ)的的一種高級(jí)認(rèn)知過(guò)程。客觀事物直接作用于人的感覺(jué)器官，產(chǎn)生感覺(jué)和知覺(jué)，它們以感性形象反映事物的個(gè)別屬性或個(gè)別事物，使人把握各種現(xiàn)象和事物的外部聯(lián)系。思維則運(yùn)用分析、綜合、抽象、概括等各種智力操作對(duì)感覺(jué)信息進(jìn)行加工，以存儲(chǔ)記憶中知識(shí)為媒介，反映事物的本質(zhì)和內(nèi)部聯(lián)系。思維具有概括性、間接性和問(wèn)題性的特性。概括性是指思維能夠解釋事物的本質(zhì)屬性以及事物之間的本質(zhì)聯(lián)系和規(guī)律，通過(guò)大腦對(duì)信息進(jìn)行概括加工，從而得到概括程度高的知識(shí)，如科學(xué)概念。間接性指的是通過(guò)思維過(guò)程，可以根據(jù)已知的信息推斷出沒(méi)有觀察到的事物；憑借著知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的信息，能夠?qū)](méi)有直接作用于感覺(jué)器官的事物及其屬性或聯(lián)系加以認(rèn)識(shí)；對(duì)根本不能直接感知的事物及其屬性或聯(lián)系進(jìn)行認(rèn)識(shí)；能對(duì)現(xiàn)實(shí)事物認(rèn)知的基礎(chǔ)上進(jìn)行蔓延式的擴(kuò)展。問(wèn)題性指的是，思維總是指向解決某個(gè)任務(wù)的，思維過(guò)程體現(xiàn)問(wèn)題解決中通常涉及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、明確問(wèn)題、提出假設(shè)、檢驗(yàn)假設(shè)等環(huán)節(jié)。（二）科學(xué)思維及其特征科學(xué)思維從屬于一般思維。人們對(duì)“科學(xué)思維”有不同的理解。一種是“科學(xué)的思維”，指的是思維的科學(xué)化，是一種時(shí)間成本最省、正確高效和可操作行的思維。另一種是在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中形成和應(yīng)用的思維，與日常思維想對(duì)，是思維的下位概念。本文的科學(xué)思維指的是第二種思維?？茖W(xué)思維是為了達(dá)成對(duì)客觀世界本真的認(rèn)識(shí)，人腦借助探究等形式，對(duì)自然界中事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及自然界中事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系的間接的、概括的和建構(gòu)的反映。該反映以科學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為中介，體現(xiàn)為對(duì)多變量因果系統(tǒng)的信息加工過(guò)程?？茖W(xué)思維作為思維的一種特殊形式，具備間接性、概括性、建構(gòu)性、問(wèn)題性、邏輯性、生產(chǎn)性、客觀性等特性?？茖W(xué)思維可以分為抽象科學(xué)思維、形象科學(xué)思維和直觀科學(xué)思維。抽象科學(xué)思維以科學(xué)概念、科學(xué)理論等抽象的形式概括事物的本質(zhì)，把握事物的內(nèi)在聯(lián)系；形象科學(xué)思維則主要用形象材料來(lái)概括事物的本質(zhì)，它以客體為原型經(jīng)過(guò)加工提煉成新形象，即科學(xué)表象；直觀科學(xué)思維是以科學(xué)概念和科學(xué)表象結(jié)合而成的“知識(shí)組塊”為思維材料的思維。抽象科學(xué)思維是科學(xué)思維中最普遍最基本的類型。科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)一般經(jīng)歷“提出問(wèn)題-分析問(wèn)題-猜想與假設(shè)-制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-分析思考與結(jié)論”。有學(xué)者(胡衛(wèi)平2004)認(rèn)為科學(xué)思維主要遵循提出問(wèn)題、搜尋事實(shí)、捕獲信息、立論解釋的過(guò)程。美國(guó)哲學(xué)家薩默維爾認(rèn)為科學(xué)思維經(jīng)歷五個(gè)環(huán)節(jié)：?jiǎn)栴}的發(fā)現(xiàn)和表述、假說(shuō)的提出、根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹、通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證演繹、得出結(jié)論。因此，科學(xué)思維是在掌握和運(yùn)用知識(shí)、技能的過(guò)程形成的。小學(xué)生的科學(xué)思維是一般思維與科學(xué)課的有機(jī)結(jié)合，是一般思維在科學(xué)課中的具體表現(xiàn)，是一般思維與科學(xué)教育的結(jié)晶，是科學(xué)能力的核心。小學(xué)生的科學(xué)思維能力是指在解決科學(xué)問(wèn)題和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)過(guò)程中進(jìn)行思維所應(yīng)有的個(gè)性心理特征。科學(xué)思維方法和品質(zhì)是科學(xué)思維能力的重要組成部分?？茖W(xué)思維方法是在解決科學(xué)問(wèn)題和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)過(guò)程中應(yīng)有的思維方法，主要有分析綜合、比較分類、抽象概括、科學(xué)推理、臻美等?？茖W(xué)思維品質(zhì)是指在解決科學(xué)問(wèn)題和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)過(guò)程逐步形成和發(fā)展的，并在這個(gè)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的的，直接影響工作效率的個(gè)體智力特征，包括深刻性、靈活性、批判性、敏捷性和獨(dú)創(chuàng)性。掌握一定的科學(xué)思維方法，具有一定的科學(xué)思維品質(zhì)，是小學(xué)生在解決科學(xué)問(wèn)題和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)過(guò)程中進(jìn)行思維活動(dòng)的必要條件。二、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的策略（一）圍繞概念教學(xué)，是培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維的有效途徑探究式學(xué)習(xí)是小學(xué)科學(xué)課程的主要學(xué)習(xí)方式，在教學(xué)中要避免學(xué)生毫無(wú)目的、為探究而探究的學(xué)習(xí)過(guò)程。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生從身邊的自然現(xiàn)象、日常生活實(shí)際或社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題出發(fā)，圍繞概念來(lái)開展探究活動(dòng)。科學(xué)概念是小學(xué)生認(rèn)識(shí)自然世界的基礎(chǔ)。學(xué)生可以運(yùn)用認(rèn)識(shí)或理解的科學(xué)概念，觸類旁通地解決學(xué)習(xí)和生活中遇到的某些問(wèn)題。圍繞科學(xué)概念開展探究式學(xué)習(xí)，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，從而更好地認(rèn)識(shí)和理解科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)課程奠定良好的基礎(chǔ)?？茖W(xué)概念的形成過(guò)程是以感覺(jué)、知覺(jué)和表象為基礎(chǔ)，通過(guò)分析、綜合、抽象、概括、系統(tǒng)化、具體化等思維活動(dòng)，從個(gè)別到一般，從具體到到抽象，從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程。因此，教師需要根據(jù)課程內(nèi)容的要求，圍繞科學(xué)概念以及具體學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的聯(lián)系，考慮學(xué)生對(duì)科學(xué)念學(xué)習(xí)的發(fā)展途徑來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，安排教學(xué)環(huán)節(jié)和過(guò)程。（二）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，從學(xué)生前概念出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生聚焦到合適的探究問(wèn)題有效的探究式學(xué)習(xí)必須以學(xué)生已有的看法和經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，以學(xué)生通過(guò)自己努力，或在教師和同學(xué)的幫助下可以達(dá)到的發(fā)展程度為階段目標(biāo)。在教學(xué)時(shí)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)、游戲、謎語(yǔ)、故事等方式設(shè)置與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的學(xué)習(xí)情境?？梢酝ㄟ^(guò)提問(wèn)和討論，以及利用圖表、回答選擇題、預(yù)測(cè)等方式了解學(xué)生的前概念，并以此為依據(jù)調(diào)整教學(xué)策略或內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生聚焦到合適的探究問(wèn)題上。教師在教學(xué)過(guò)程中還需要注意，一次探究活動(dòng)宜集中探究一個(gè)可以通過(guò)實(shí)證研究解決的明確問(wèn)題，不宜向?qū)W生提出涉及復(fù)雜系統(tǒng)、超出兒童探究能力的問(wèn)題。教師在準(zhǔn)備問(wèn)題時(shí)，需要注意以下四個(gè)方面。1.問(wèn)題的復(fù)雜程度問(wèn)題不能過(guò)于簡(jiǎn)單，而是需要學(xué)生通過(guò)收集資料、檢驗(yàn)假設(shè)才能加以解決。例如：教師呈現(xiàn)一個(gè)引起認(rèn)知沖突的事件，用嘴輕輕吹氣在一張“8.5cm×11cm”的薄紙上部，紙就飛起來(lái)。教師讓學(xué)生探究“紙為什么會(huì)飛起來(lái)”。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，最后形成一個(gè)推論（概念）：“在一個(gè)物體表面，如果上面的空氣運(yùn)動(dòng)快于下面的空氣運(yùn)動(dòng)，這個(gè)物體將會(huì)飛起來(lái)?！?.問(wèn)題要與學(xué)生的知識(shí)和能力水平想適應(yīng)探究的問(wèn)題不能太難，而應(yīng)當(dāng)與學(xué)生的知識(shí)背景與能力發(fā)展水平相適應(yīng)，還要與學(xué)生所要學(xué)習(xí)的專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)。例如：兩株同樣大小的樹苗被移植到教室中同樣的土壤里，接受同樣的水分。然而，其中一株比另一株長(zhǎng)得大得多。是什么因素導(dǎo)致了兩株樹苗的生長(zhǎng)差異呢？3.問(wèn)題能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣探究的問(wèn)題要能激發(fā)學(xué)生的好奇心、學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在動(dòng)機(jī)。如果問(wèn)題中含有一個(gè)似乎有悖于常理的矛盾，就能增強(qiáng)學(xué)生的好奇心和探究欲望。例如：把不同材料的金屬條（通常是鐵和銅）疊壓焊接成一根單一的金屬片。當(dāng)這一小片金屬經(jīng)過(guò)加熱，金屬開始膨脹，但是這兩種金屬的膨脹率是不一樣的。因此，其內(nèi)部壓力就迫使這根疊壓片呈彎曲形狀，這根彎條的外周就是由那種膨脹系數(shù)高的金屬組成。彎曲金屬條的外周是哪種金屬？4.問(wèn)題的情境性問(wèn)題不要表現(xiàn)為一個(gè)或一組抽象的提問(wèn)，而是隱含在一個(gè)特定的具體情境之中。例如：兩個(gè)男孩在不同地區(qū)宿營(yíng)，準(zhǔn)備他們的晚飯。他們點(diǎn)燃了火，把肉和菜混在一起，放