思维进阶视域下的小学科学模型建构教学策略

一、思维进阶理论基础

（1） 思维进阶的理论起源与发展

思维进阶理论强调认知发展的层次性和阶段性，它认为思维能力的提升是一个由低级到高级、由简单到复杂的逐步过程。在小学科学教育中，这一理论尤为重要，因为它指导教师如何设计教学活动，以促进学生从具体操作阶段向形式操作阶段的转变。儿童在 11 岁左右开始进入形式操作阶段，能够进行抽象思维和逻辑推理。因此，教师在设计科学模型建构活动时，应考虑到学生的这一认知特点，通过提供丰富的感性材料和适宜的思维挑战，帮助学生逐步建立起科学概念和原理。

在思维进阶视域下，教学策略的探究需要关注学生认知结构的转变。例如，通过案例分析，我们可以发现，当学生在建构科学模型时，他们首先需要通过观察和实验来收集数据，然后通过比较和分类来整理信息，最终通过归纳和演绎来形成科学概念。这一过程不仅要求学生具备基本的观察和实验技能，还需要他们能够运用逻辑推理来解释现象。因此，教师在引导学生进行科学模型建构时，应注重培养学生的观察力、实验能力和逻辑思维能力，使他们能够逐步从直观思维向抽象思维过渡。

思维进阶的定义与特点还体现在其对教学内容和方法的指导上。在小学科学教学中，教师应根据学生的思维发展水平，设计不同层次的教学活动。例如，对于低年级学生，教师可以设计更多以观察和描述为主的活动，帮助学生积累感性经验；而对于高年级学生，则可以设计更多需要分析和推理的活动，如科学实验和模型建构，以促进他们思维能力的提升。通过这样的教学策略，学生能够在科学学习中逐步建立起系统的知识结构，形成科学的思维方式。

（2） 思维进阶的理论框架与教育价值

思维进阶理论框架强调认知发展的阶段性与层次性，它认为学习者在特定领域内的思维能力是逐步提升的。在小学科学模型建构教学中，这一理论的应用尤为重要，因为它不仅指导教师如何设计教学活动，还帮助学生理解科学概念的深层结构。例如，皮亚杰的认知发展理论指出，儿童在不同年龄阶段具有不同的认知能力，因此教学策略应根据学生的认知水平来调整，以促进其思维能力的进阶发展。在科学模型建构中，学生从简单的观察和描述，逐步过渡到假设的提出、实验的设计和结果的分析，最终达到科学解释的形成，这一过程正是思维进阶理论在实践中的体现。

教育价值方面，思维进阶理论为小学科学教育提供了明确的方向和目标。通过模型建构教学，学生能够将抽象的科学知识具体化，通过动手操作和实践来深化理解。例如，通过构建一个简单的电路模型，学生不仅能够直观地理解电流、电压和电阻之间的关系，还能在此基础上提出问题、进行实验，并通过实验结果来验证或修正自己的理解。这种从具体到抽象，再到具体验证的过程，正是思维进阶理论所倡导的教育模式。

二、小学科学模型建构教学概述

（1） 小学科学模型建构教学的目标设

在思维进阶视域下，小学科学模型建构教学的目标设定旨在培养学生的科学思维和实践能力。通过模型建构，学生不仅能够直观地理解抽象的科学概念，还能在动手操作的过程中发展逻辑推理和问题解决的技能。例如，在教授植物生长的课程中，学生通过构建植物生长模型，可以更深刻地理解光合作用、水分吸收等生物学原理。

（2） 模型建构教学的定义与特点

在思维进阶视域下，小学科学模型建构教学不仅是一种教学方法，更是一种培养学生科学素养和创新思维的重要途径。模型建构教学的定义强调通过构建物理或概念模型来解释和预测自然现象，其特点在于通过动手实践和思维活动的结合，促进学生对科学概念的深入理解。例如，在教授小学科学课程中的生态系统时，教师可以引导学生构建一个小型的生态瓶模型，通过观察模型中生物和非生物因素的相互作用，学生能够直观地理解生态平衡的概念。这种教学方式不仅提高了学生的动手能力，还激发了他们对科学探究的兴趣。正如爱因斯坦所说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”模型建构教学正是通过激发学生的想象力和创造力，帮助他们在科学学习的道路上不断前进。

三、思维进阶视域下的创新教学策略

（1） 激发学生探究兴趣的策略

在思维进阶视域下，激发学生探究兴趣的策略是科学模型建构教学中不可或缺的一环。通过精心设计的课程活动，教师可以引导学生深入探究科学现象，从而培养他们的好奇心和探索欲。例如，利用“问题导向学习”（Problem-BasedLearning, PBL）模式，教师可以提出一个开放性问题，如“为什么植物在不同的季节会有不同的生长状态？”学生需要通过小组合作，收集资料、设计实验、分析数据，最终得出结论。这种教学策略不仅能够激发学生的学习兴趣，还能促进他们主动思考和解决问题的能力。根据一项研究，PBL 教学法能够显著提高学生的参与度和学习动机，从而提升学习效果。

为了进一步激发学生的探究兴趣，教师还可以引入“案例研究”方法。通过分析真实世界中的案例，学生能够将抽象的科学知识与实际情境相结合，从而增强学习的现实意义。例如，在学习物理的力学部分时，教师可以引入桥梁设计的案例，让学生分析不同桥梁结构的力学原理和设计要点。通过这种案例分析，学生不仅能够理解理论知识，还能够激发他们对工程学和建筑学的兴趣。案例研究不仅能够提高学生的分析和批判性思维能力，还能够帮助他们建立起学习与未来职业之间的联系。

（2） 培养学生逻辑思维能力的策略

在思维进阶视域下，小学科学模型建构教学策略的实施，关键在于通过科学探究活动激发学生的逻辑思维能力。例如，通过设计一系列的实验和模型建构活动，让学生在实践中学习如何提出假设、进行观察、收集数据、分析结果，并最终得出结论。例如，当学生在探究植物生长条件时，教师可以引导学生构建一个控制变量的实验模型，让学生理解变量控制的重要性，并通过实际操作来观察不同条件对植物生长的影响。通过这样的过程，学生不仅能够掌握科学探究的基本方法，还能在实践中锻炼逻辑推理和问题解决能力。

结论：在思维进阶视域下，小学科学模型建构教学策略的探究揭示了其在培养学生科学素养和创新思维方面的重要作用。通过培养学生的科学思维，学生在解决复杂问题时的逻辑性和创造性得到了显著增强。以上数据表明，将思维进阶理论应用于小学科学教学中，不仅能够提升学生的学习兴趣，还能有效促进学生科学思维能力的发展。因此，建议教育工作者在设计科学课程时，应更多地融入模型建构等互动性强的教学活动，以促进学生思维能力的全面发展。

参考文献：

[1]  思维进阶视域下的小学科学模型建构教学策略 [J]. 卫佳钿 . 辽宁教育 ,2024(15)

[2] 模型建构理念在小学科学课堂的运用 [J]. 马黎娜. 试题与研究,2024(17)

[3] 基于科学思维培养的小学科学教学策略研究[J]. 陈双喜.教育界,2023(30)