小学科学教学中培养学生高阶思维的策略研究

引言

小学科学是培养学生理性思维的启蒙学科，2022 版课标明确将“科学思维”列为核心素养之一，而高阶思维作为科学思维的核心，直接决定学生能否从“被动接受知识”转向“主动建构认知”。新教科版小学科学教材以“探究式学习”为主线，编排了大量生活化、实践性内容，为高阶思维培养提供了载体。但实际教学中，部分教师仍沿用“讲解+验证实验”的模式，如教“电路连接”时仅让学生按图接线，未引导分析“灯泡不亮的原因”，导致学生思维停留在“记忆、理解”的低阶层面。基于此，本文结合新教科版教材具体内容，探索可操作的高阶思维培养策略，旨在为小学科学教学实践提供参考。

一、情境化问题链设计：撬动深度思维的起点

高阶思维的触发需以“有价值的问题”为载体，新教科版教材虽蕴含丰富问题素材，但需结合学生生活经验设计“阶梯式问题链”，引导思维从“现象感知”向“本质分析”递进，这一策略符合建构主义“情境化学习”理论。

以新教科版三年级下册“水的蒸发”教学为例，教师若直接提问“蒸发需要什么条件”，学生难以深入思考。可先创设真实情境：“周末妈妈洗了两件相同的 T 恤，一件挂在阳台阳光下，一件挂在卫生间阴凉处，下午发现阳台的 T 恤干了，卫生间的还很湿——大家能提出哪些想探究的问题？”学生初步提出“为什么阳台的衣服干得快”“是不是和阳光有关”后，教师再设计问题链：1. 若把阳台的衣服叠起来挂，和展开挂相比，干得快慢会一样吗？2. 用风扇对着湿衣服吹，会不会干得更快？3.结合这三个因素，你能设计一个“让湿纸巾最快变干”的实验吗？此过程中，问题链紧扣教材核心知识点，且每个问题都需学生调动“分析、比较”能力，避免思维碎片化。

二、探究式实验重构：激活批判与创造思维的核心

新教科版教材包含大量实验活动，但部分实验偏向“验证性”（如“测量物体的重量”），需将其重构为“探究性实验”，让学生经历“提出假设—设计方案—分析误差—改进实验”的完整过程，培养批判思维与创新能力，契合科学探究“质疑—验证”的本质。以新教科版四年级上册“物体的沉浮”实验为例，传统教学中，教师常让学生按“预测—放入水中—记录结果”的流程操作，学生仅需“观察、记录”，无需深度思考。重构后，教师可先让学生预测“不同物体的沉浮”，但提供的材料故意包含“矛盾点”：如相同重量的铁块（小）和塑料块（大）、相同体积的木块（轻）和铝块（重）。学生预测“铁块沉、塑料块浮”“木块浮、铝块沉”后，教师追问：“为什么重的塑料块浮，轻的铁块沉？物体的沉浮到底和什么有关？”此时学生发现“重量不是唯一因素”，进而自主提出假设“和体积有关”“和材料有关”。

接下来，教师不提供固定实验步骤，而是让小组自主设计方案验证假设：有的小组控制“体积相同”，比较不同材料（木块、铝块、塑料块）的沉浮；有的小组控制“重量相同”，比较不同体积（大塑料块、小铁块）的沉浮。实验后，有小组发现“相同体积的物体，越重越容易沉”，但也有小组提出“木块比塑料块轻，却和大塑料块一起浮着”——教师抓住这一“认知冲突”，引导学生分析“物体密度”的本质（虽不直接讲概念，但为后续学习铺垫）。最后，让学生评价“自己的实验方案有什么不足”（如“没控制好水的多少”“物体放入时溅出水影响观察”），并改进实验。此过程中，学生需不断“批判实验设计”“创造验证方法”，高阶思维得到充分激活。

三、多元化成果表达：深化思维迁移的关键

高阶思维的最终体现的是“能将所学知识迁移到新情境中解决问题”，新教科版教材中的“单元实践活动”（如“制作生态瓶”“设计简易电路”）为思维迁移提供了平台，需通过“多元化成果表达”让学生将内隐思维外显，深化迁移能力。以新教科版五年级上册“生态系统”单元为例，教材要求学生制作“生态瓶”并观察记录。传统教学中，学生仅需提交“观察记录表”，思维停留在“描述现象”。可设计多元化成果表达任务：1. 绘制“生态瓶物质循环思维导图”，标注“水草（生产者）—小鱼（消费者）—微生物（分解者）”之间的关系，分析“若水草死亡，小鱼会怎样”（培养分析、评价能力）；2. 撰写“生态瓶维护日志”，记录“某次小鱼浮头的原因分析”“添加水量后的变化”，并提出“避免生态瓶崩溃的建议”（深化问题解决能力）；3. 分组设计“校园微型生态角方案”，需考虑“选择什么生物”“放置在校园哪个位置（光照、温度）”“如何避免病虫害”，并向全班展示方案，接受同学提问与评价（从创造走向迁移应用）。

再如三年级上册“天气”单元，教材要求学生记录“天气日历”。可拓展成果表达形式：让学生以“小小气象员”身份，制作“一周天气播报 PPT”，分析“周一阴天、周三下雨”的可能原因，并预测“周末天气”；或绘制“天气与生活关系海报”，说明“雨天要带伞、晴天适合晒被子”的科学依据。这些任务既依托教材核心内容，又要求学生将“天气观察”知识迁移到“生活应用”中，思维从“理解”转向“创造与应用”。

结束语

小学科学教学中高阶思维的培养，不是脱离教材的“额外训练”，而是依托新教科版教材内容，通过“问题链引导思维方向、探究实验激活思维深度、成果表达拓展思维广度”的系统过程。上述三大策略的核心，是将教师角色从“知识传授者”转变为“思维引导者”——如在“物体的沉浮”教学中，教师不直接告知“沉浮规律”，而是通过“矛盾材料”引发认知冲突；在“生态瓶”教学中，不局限于“制作完成”，而是通过“思维导图、方案设计”推动思维迁移。未来教学中，还需进一步结合新教科版教材的更新内容，探索更多贴合小学生认知特点的策略。相信通过持续优化教学设计，小学科学课堂将成为学生高阶思维生长的沃土，为其终身学习与科学素养发展奠定坚实基础。

参考文献

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[2] 石庆华. 问题链驱动下小学科学高阶思维培养策略研究[J]. 科学大众（科学教育）， 2023（11）：28-30.

[3] 王文霞. 新教科版小学科学“成果多元化表达”的设计与实践[J]. 教育科学论坛， 2024（02）：36-38.