指向“科学思维”培养的小学科学大单元教学设计与实施

一、引言

科学思维，作为一种基于证据、逻辑推理和批判性思考的认知方式，是科学素养的核心要素，也是个体在信息时代必备的关键能力。小学科学课程作为培养学生科学兴趣、科学态度和科学方法的重要阵地，肩负着启蒙学生科学思维的重任。然而，在当前的小学科学教学中，受限于教材编排、课时安排、教学评价等多方面因素，教学往往偏重知识点的传授和记忆，对科学思维过程的关注和培养相对不足，导致学生难以真正理解科学知识的来龙去脉，科学探究能力的发展也受到限制。

二、科学思维与大单元教学：理论基础与现状分析

2.1 科学思维的内涵及其在小学科学中的价值

科学思维并非单一的认知能力，而是一个包含观察、比较、分类、推理、预测、解释、质疑、批判、创新等多种思维方式的复合体。在小学科学中，培养科学思维意味着要引导学生像科学家一样思考问题、探究世界。例如，通过观察和比较不同植物的生长状态，学习分类和归纳；通过设计简单的实验探究种子萌发的条件，学习控制变量和逻辑推理；通过分析实验数据解释现象，学习证据意识和批判性思维。科学思维的培养不仅有助于学生更好地理解科学知识，更能为其终身学习和适应未来社会发展奠定坚实的基础。

2.2 大单元教学的特点及其对科学思维培养的促进作用

大单元教学区别于传统的单课时、碎片化的教学，它围绕一个核心主题或大概念，将原本分散的知识点、技能点进行有机整合，形成一个结构化的学习单元。其特点在于：主题性（围绕一个核心主题展开）、整体性（关注知识间的内在联系）、情境性（创设真实或模拟的探究情境）、实践性（强调动手操作和亲身体验）、生成性（鼓励学生在探究中产生新问题和新认识）。这些特点与大单元教学对科学思维培养的促进作用紧密相连。例如，围绕一个主题的深入探究，能让学生经历更完整的科学探究过程，从而在过程中锻炼观察、假设、实验、分析、结论等思维环节；知识的结构化整合，有助于学生形成系统化的认知，提升思维的逻辑性和条理性；真实情境的创设，能激发学生的探究兴趣，促使他们主动运用科学思维解决问题。

三、指向科学思维培养的小学科学大单元教学设计

3.1 单元主题的确定与科学思维目标的设定

以小学四年级科学下册“植物的生长变化”单元为例。该单元内容涉及种子的萌发、植物的生长过程、植物的身体结构及其功能等。在设计时，我们首先确定单元主题为“生命的奇迹：探究植物的生长历程”。在此基础上，明确指向科学思维培养的教学目标。例如，不仅要求学生知道植物生长需要哪些条件，更要能通过观察、实验，分析数据，归纳出植物生长的规律，培养其观察、比较、归纳、推理等思维能力；不仅要求学生认识植物的不同器官，更要能通过解剖、观察、查阅资料等方式，探究各器官的功能，理解结构与功能相适应的关系，培养其分析、解释、联系等思维能力。

3.2 教学内容的整合与结构化

打破教材原有课时的界限，将“种子的萌发”、“根和茎的作用”、“叶和花的作用”、“植物的生长过程”等内容进行有机整合。设计成三个子任务：任务一“种子如何醒来？”（聚焦种子萌发条件与过程）；任务二“植物的身体里藏着什么秘密？”（聚焦植物各器官的结构与功能）；任务三“植物的一生经历了什么？”（聚焦植物生长周期与影响因素）。每个任务都包含一系列相互关联的活动，形成一个螺旋上升、层层深入的学习链条，使原本分散的知识点围绕“植物生长”这一核心概念，形成一个结构化的知识网络。

四、指向科学思维培养的小学科学大单元教学实施

4.1 创设真实情境，激发探究动机

教学伊始，展示一段植物从种子到开花结果的延时摄影视频，或者展示学生日常生活中熟悉的植物（如校园里的树木、家里的绿植），提出问题：“这些

植物是怎么长大的？”“它们经历了哪些变化？”引导学生从身边的现象入手，产生对植物生长的好奇心和探究欲，自然地进入学习情境。

4.2 分层推进活动，落实思维训练

按照设计的三个子任务，循序渐进地开展教学活动。在每个任务中，根据活动目标，明确需要重点训练的科学思维点。例如，在“种子萌发条件探究”中，重点指导学生如何设计对照实验，理解控制变量的重要性；在“植物器官功能大揭秘”中，引导学生学习如何通过观察、比较、查阅资料等多种途径获取信息，并进行逻辑分析。教师适时介入，通过提问、提示、小组讨论等方式，引导学生深入思考，暴露思维过程，并及时给予反馈和指导。

五、实践成效与反思

5.1 实践成效

经过一个单元的教学实践，观察发现，学生在科学探究中的主动性明显增强，不再满足于被动接受知识。在实验设计和数据分析方面，表现出更强的逻辑性和严谨性，能够初步运用控制变量、归纳推理等方法。在小组合作和交流展示中，学生的表达能力和批判性思维也有所提升，能够对同伴的观点提出疑问或补充。学生对植物生长的认识不再停留在表面现象，而是能够从结构、功能、环境等多角度进行更深入的理解。这些变化表明，大单元教学设计确实为科学思维的培养提供了有效的途径。

5.2 反思与改进

当然，实践过程中也发现一些问题。例如，大单元教学对教师的专业素养和教学组织能力提出了更高要求，需要教师具备更强的课程整合能力和课堂调控能力；部分探究活动耗时较长，如何在有限的课时内完成教学任务需要精心规划；如何更科学、更全面地评价学生的科学思维发展，仍需进一步探索。未来，需要在教师培训、教学资源开发、评价工具研制等方面持续努力，不断完善大单元教学的设计与实施。

结论

指向“科学思维”培养的小学科学大单元教学设计与实施，是深化小学科学教育改革、提升学生科学素养的有效尝试。通过整合教学内容、创设探究情境、组织结构化活动、融入过程性评价，能够为学生提供更充分的科学思维训练机会，使他们在探究生命奥秘的过程中，逐步学会像科学家一样思考。虽然实践中仍面临挑战，但其价值已初步显现。展望未来，应继续深化大单元教学的研究与实践，探索更多指向核心素养培养的教学模式，让科学思维之花在小学科学课堂中绽放得更加绚烂。

参考文献：

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