小学科学实验教学中学生科学思维培养的实践与探索

在科技飞速发展的时代，科学素养已成为公民适应社会发展的必备能力。小学科学教育作为科学素养培养的启蒙阶段，承担着激发学生科学兴趣、培养科学思维的重要使命。科学实验教学以其直观性、实践性和趣味性，成为小学科学教学的核心环节。

1 创设生活化实验情境，激发思维动机

课堂实验设计紧密联系生活实际，将科学原理置于学生熟悉的环境之中，这种策略有效触发了内在的学习驱动力。以“浮力”概念的引入为例，一个典型的课堂操作是同时向水中放入苹果与铁块。苹果保持在水面之上，铁块则快速沉入水底。这一日常可见却蕴含原理的现象，会立即抓住学生的注意力，促使他们产生疑问：苹果为何不沉，铁块为何沉没？教师抓住时机，推动学生思考物体沉浮的根源，鼓励他们提出自己的初步想法。有学生可能推测重量差异是主因，苹果轻于铁块；另一些学生或许联想到形状的影响，认为苹果的形状利于漂浮。此时教师并不急于揭示答案，转而引导学生观察更多物品在水中的表现，比如木块、塑料玩具、橡皮泥等，并要求将观察所得予以记载。正是借助了这种源于真实生活的场景设置，学生内在的探究兴趣被显著激活，主动的思考得以展开，为后续深入理解浮力的本质提供了必要的前提条件。科学源于对日常现象的追问，教学实践表明，将实验情境生活化，是激发学生主动思维、培养科学探究习惯的有效起点。通过具体操作与观察，疑问自然产生，驱动学生寻求解释，这个过程本身即构成知识建构的基础环节。苹果上浮、铁块下沉的直观对比，胜过抽象讲解，它直接呈现了矛盾，促使思维运转。学生提出的猜想，无论指向重量还是形状，都反映了他们尝试运用已有经验进行解释的努力，这是科学思维发展的初期表现。教师延迟给出答案，实质是预留了思考空间，让学生通过观察多样实例，自行收集信息，为后续的概念建立积累感性认识。观察不同材料如木块、塑料、橡皮泥在水中的状态差异，扩展了比较范围，使学生意识到沉浮现象并非由单一因素简单决定，复杂性开始显现。

2 组织探究式实验活动，发展思维能力

探究型实验活动在提升学生思维水平方面扮演着关键角色。这类活动要求学生不再停留于被动接纳知识的状态，而是主动投入实验的构思、执行、观察以及结论推导等完整流程。亲身经历与实践过程，使得学生得以发展诸如观察现象、分析数据、比较差异、逻辑推理以及归纳总结等多方面的思考能力。课堂实践中常见做法是以“种子发芽实验”作为载体。教师在此情境下，会鼓励学习者提出他们真正好奇的问题。学生的问题可能围绕“种子发芽需要哪些条件？”展开，或者探索“不同的光照条件对种子发芽有什么影响？”，亦或是询问“水分对种子发芽的重要性如何？”。接着，学生需要围绕各自的问题构想具体的实验计划。设计实验计划这个环节，必然引发关于变量控制的深度思考，因为这是保障实验结论可靠性的前提。举例来说，当研究的焦点是光照差异对种子萌发的作用时，学生必须清晰地认识到，除了光照条件需要设置不同，其他所有相关因素，包括环境温度、水分供应、土壤基质等，都必须维持高度一致。这要求学生运用清晰的逻辑思维，周密地安排每一个实验操作步骤，并审慎挑选最合适的实验材料。进入实验操作的实际阶段，学生承担起仔细观察种子萌发进程的任务。他们需要系统地记录每日的变化细节，例如种子体积的膨胀、种皮的破裂、以及嫩芽的萌出等。坚持进行这种长期、细致的观察与记录，能够有效锻炼学生的观察力，帮助他们捕捉到那些微妙的、容易忽略的变化特征。

3 开展跨学科融合实验，拓展思维广度

跨学科融合实验在科学教育领域扮演关键角色，其核心价值在于突破传统单一学科框架的限制。现实世界的科学难题通常性质复杂，单一学科视角难以提供完整解决方案，必须整合多种知识体系与方法论。设计并实施这类实验，旨在引导学生从多个学科维度审视科学现象，有效拓宽认知边界，显著提升综合素养与创新实践能力。“制作生态瓶”实验是典型例证。该活动整合了生物学、生态学及化学领域的重要概念。实验初始阶段，学生必须掌握生态系统的基本结构与运作机制，明确“生产者”、“消费者”、“分解者”三大功能类群间的相互作用关系，这属于生物学范畴。同时，学生需深入考量水、空气、土壤等环境因子如何影响瓶内生物生存，这直接关联生态学原理。实验操作过程要求学生审慎选择适宜共存的动植物种类，并为它们创造匹配的生存条件，例如调控光照强度、维持合理温度范围、管理水分供给。在此环节，化学知识的应用不可或缺，例如调节水体 pH 值、监测溶解氧浓度，目标是保障瓶内微环境参数稳定。生态瓶构建完成进入观察期，学生需持续记录瓶内生物群落动态变化，系统分析该人工系统的平衡状态与稳定性。

综上所述，小学科学实验教学是培养学生科学思维的重要阵地。学校和家庭也应共同努力，为学生创造良好的科学学习环境，鼓励学生积极参与科学实践活动，激发他们对科学的热爱和探索精神，培养出更多具有创新精神和实践能力的科学人才。

参考文献

[1] 王冰 . 基于 STEAM 教育理念下的小学科学实验资源的开发与实践研究 [J]. 科技风 , 2025,(22): 121-123.

[2] 杨言红 . 信息技术在小学科学实验教学中的有效运用 [J]. 中国新通信 , 2025,27(14): 206-208.

[3] 李文娟 , 习文 . 小学科学实验教学的价值意蕴、实施困境与纾解路径 [J]. 当代教育理论与实践 , 2025,17(04): 1-6.