指向科学思维的小学科学模型建构策略探索

摘要：科学思维是小学科学教育的核心目标之一，而科学模型建构是培养学生科学思维的重要途径。本文深入探讨了科学思维与小学科学模型建构之间的紧密联系，分析了当前小学科学模型建构教学中存在的问题，并针对性地提出了一系列指向科学思维的小学科学模型建构策略，旨在提升小学科学教学质量，有效培养学生的科学思维能力。​

关键词：小学科学；科学思维；模型建构；教学策略​

一、引言​

小学科学课程作为培养学生科学素养的重要启蒙课程，肩负着激发学生科学兴趣、培养科学思维的重任。科学思维包括逻辑思维、批判性思维、创造性思维等多个维度，是学生理解科学知识、解决科学问题的关键能力。科学模型建构则是学生通过对客观世界中的现象和事物进行简化、抽象和概括，构建出能够反映其本质特征和规律的模型的过程。这一过程与科学思维的培养相辅相成，通过科学模型建构，能够有效促进学生科学思维的发展，提升科学教育的效果。​

二、科学思维与小学科学模型建构的关系​

（一）科学模型建构促进逻辑思维发展​

在建构科学模型时，学生需要对观察到的大量科学现象和数据进行分析、比较、归纳和演绎。例如，在学习 “太阳系” 相关知识时，学生通过观察太阳系八大行星的运行轨道、与太阳的距离、行星的大小等信息，运用归纳法总结出行星运动的一些基本规律，进而构建太阳系结构模型。这个过程中，学生不断地进行逻辑推理，从具体的现象上升到抽象的概念和模型，有效锻炼了逻辑思维能力。​

（二）科学模型建构培养批判性思维​

科学模型并非一成不变，随着科学研究的深入和新证据的发现，模型需要不断地修正和完善。在小学科学教学中，引导学生对已有的科学模型进行质疑和反思，能够培养他们的批判性思维。比如，在学习 “原子结构” 模型时，教师可以介绍原子结构模型从道尔顿实心球模型到卢瑟福行星模型，再到现代量子力学模型的发展历程，让学生思考每个模型的局限性以及新模型提出的依据，鼓励学生对现有模型提出自己的疑问和见解，从而培养批判性思维。​

三、当前小学科学模型建构教学存在的问题​

（一）对模型建构的重视程度不足​

部分教师在小学科学教学中，过于注重知识的传授，而忽视了科学模型建构对学生科学思维培养的重要作用。教学过程中，往往直接给出科学模型，让学生被动接受，没有引导学生亲身经历模型的建构过程，导致学生对模型的理解停留在表面，无法有效促进科学思维的发展。 （二）模型建构方法指导欠缺​

在科学模型建构教学中，一些教师缺乏对学生建构方法的有效指导。学生在建构模型时，不知道如何收集和整理信息，如何选择合适的模型形式，以及如何对模型进行检验和修正。例如，在建构 “电路” 模型时，学生可能不清楚如何根据电路元件的连接方式选择合适的图形符号来表示，也不知道如何通过实验验证模型的正确性，这使得模型建构活动难以顺利开展，影响了学生科学思维的锻炼。​

（三）模型建构与实际应用脱节​

小学科学模型建构的目的不仅是让学生掌握科学知识，更重要的是培养学生运用模型解决实际问题的能力。然而，在实际教学中，很多教师没有将模型建构与生活实际和科学研究的应用场景紧密联系起来。学生虽然建构了科学模型，但在面对现实生活中的科学问题时，不知道如何运用所学模型进行分析和解决，导致模型建构的教学价值大打折扣。​

四、指向科学思维的小学科学模型建构策略​

（一）创设情境，激发模型建构兴趣​

教师可以创设贴近学生生活的科学情境，引发学生对科学问题的关注和思考，从而激发他们建构科学模型的兴趣。在 “声音的传播” 教学中，教师可以播放一段在不同介质（如空气、水、固体）中传播声音的生活视频，如在水中敲击石块，鱼儿会受到惊吓游走；隔着墙壁能听到外面的说话声等。通过这些生活情境，让学生感受到声音传播的现象，进而产生探究声音传播方式并建构传播模型的欲望。​

（二）加强方法指导，提升模型建构能力​

教师要教导学生如何收集与科学模型建构相关的信息。可以通过观察实验、查阅资料等多种途径获取信息。在 “植物的一生” 模型建构中，学生可以通过长期观察植物的生长过程，记录植物的发芽、长叶、开花、结果等各个阶段的特征；也可以查阅科普书籍、网络资料，了解植物生长所需的条件等信息。同时，教师要指导学生对收集到的信息进行整理和分类，以便更好地用于模型建构。​

根据不同的科学内容和学生的认知水平，教师要帮助学生选择合适的模型形式。常见的科学模型形式有物理模型（如太阳系结构模型）、数学模型（如物体运动的速度公式）、概念模型（如生态系统的概念图）等。在 “物质的溶解” 教学中，教师可以引导学生根据实验数据绘制物质溶解度随温度变化的曲线，这就是一种数学模型。通过对不同模型形式的特点和适用范围的讲解，让学生能够根据具体情况选择恰当的模型形式来表达科学概念和规律。​

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（三）注重模型应用，强化科学思维培养​

教师要引导学生运用建构的科学模型解决生活中的实际问题，加深对科学知识的理解，强化科学思维。在学习了 “物体的沉浮” 模型后，教师可以让学生思考如何利用这一模型帮助打捞沉船，或者设计一个能够在水中自动沉浮的装置。通过解决这些实际问题，学生不仅能够熟练运用所学模型，还能进一步拓展思维，提高解决问题的能力。​

以科学模型为基础，组织学生开展科学探究活动，让学生在探究过程中深化对科学模型的理解，培养科学思维。在 “光的反射” 教学中，学生建构了光的反射模型后，教师可以引导学生探究如何利用光的反射原理设计一个潜望镜。学生在设计和制作潜望镜的过程中，需要不断地运用光的反射模型进行思考和改进，从而提高科学探究能力和科学思维水平。​

五、结论​

指向科学思维的小学科学模型建构策略对于提升小学科学教学质量、培养学生科学素养具有重要意义。通过创设情境激发学生模型建构兴趣、加强方法指导提升学生模型建构能力以及注重模型应用强化科学思维培养等一系列策略的实施，能够让学生在科学模型建构过程中，充分锻炼逻辑思维、批判性思维和创造性思维，为学生未来的科学学习和发展奠定坚实的基础。在实际教学中，教师应不断探索和完善这些策略，将科学模型建构教学与科学思维培养有机融合，促进学生科学素养的全面提升。​

参考文献：

[1] 模型建构视角下小学科学思维型探究策略的运用探索. 马晓寅.考试周刊，2025（04）

[2] 思维进阶视域下小学科学模型建构教学研究. 李红栋.甘肃教育，2025（04）

[3] 模型建构在小学科学教学中的研究与实践. 敦文术.河北教育（综合版），2024（10）

[4] 指向科学思维的小学科学模型建构研究. 吴越洋.启迪与智慧（上），2024（12）