构建基于儿童思维生长的低段科学课堂

-------以《神奇的纸》一课为例

武进区实验小学  杨苏兰

【内容摘要】  思维活动是课堂教学的核心活动。科学思维是科学学科的本质特 征， 科学教学要围绕核心素养的培养， 实施基于思维的探究活动， 在帮助学生理 解和建构科学概念的同时， 发展科学思维。在实施低段科学教学时， 教师如何既 从关注低年级学生的认知特点， 让科学学习成为一件生动、有趣的事； 又能把握 科学教学的本质， 围绕学生科学思维的培养开展科学实践活动， 笔者以《神奇的 纸》一课为例，进行阐述。

【关键词】 儿童   思维生长  低段科学教学

低年级科学教学是儿童接受科学启蒙教育的一个重要阶段。科学学科作为一 门基础课程， 其宗旨是“培养学生的科学素养， 并为他们继续学习， 成为合格公 民和终身发展奠定良好的基础”。可见，科学教学的目标不在于使儿童获得多少 科学知识， 重要的是通过科学探究培养学生可持续发展的学习能力， 其核心就是 科学思维能力的发展。科学思维是科学学科的本质特征， 从小对儿童的思维方式 进行关注， 帮助儿童养成科学思维的习惯， 对儿童科学素养的发展起着至关重要 的作用， 因此， 在低段的科学教学中我们同样要聚焦于儿童科学思维能力的培养。

低年级的孩子对事物充满着好奇， 对直观事物感知较强， 他们的学习动机往 往取决于对学习的对象是否感兴趣； 他们的思维以具体形象思维为主， 对事物的 判断主要以生活经验为主， 但是他们的感知、记忆、表达和生活经验的丰富， 促 使抽象逻辑思维慢慢开始发展。基于低段儿童的认知特点和发展规律， 老师在教 学中更要理解和把握这一规律， 运用一定的策略， 为学生创造“有趣、真实”的 教学情境，引起他们的学习兴趣，让他们在“做中思”，激发他们的积极思维。 现以二年级《神奇的纸》一课为例， 谈谈如何根据低段儿童的特点， 培养学生的 科学思维能力。

《神奇的纸》是教科版小学科学二年级上册第二单元《材料》单元中的第四 课。本单元以“材料是具有特殊性能的物质”为概念主线； 以“辨识生活中常见 的材料”为活动主线组织教学。本课以纸为具体例子， 通过对普通纸的改造及功 能的对比测试，知道材料经过人们的加工和改造，可以衍生出原本没有的性能。

一、 在聚焦问题和设计方案的过程中激发学生的科学思维

科学学习始于问题，没有问题就不会引发学生的思考。基于低段孩子的认知 特点，教师要能在课始为学生创设有趣的、符合他们心理的教学情境， 从核心概 念出发，设置适当的问题情境， 激发学生的认知冲突，调动学生的积极性，使其 产生强烈的求知欲望，让学生在提出和聚焦问题的过程中，引发思考。

1.创设情境，聚焦问题，开启思维之门

低年级的孩子喜欢有趣的动物形象， 因此本课的教学就从为一条可爱的小青 虫解决过河问题开始， 引领学生思考： 小青虫不会游泳， 它现在遇到了什么困难？  你能利用它身边的材料（出示一张宣纸）帮助它解决问题呢？

兴趣是推动学生学习的强大动力， 是激活学生思维的有效催化剂。本课教学 创设了一个虚拟的情景， 将小青虫拟人化， 通过小青虫充满童趣的语言， 将孩子 带入了一个“真实的学习情境”，一下子激发了学生的学习兴趣，让他们饶有兴 趣的为“小青虫”出谋划策， 从问题解决的角度切入， 思考帮助小青虫过河的方 法，激活了学生的思维。

2.提供材料，设计方案，发散学生思维

“小青虫怎样才能利用身边的材料过河呢？”在问题的推动下， 学生利用自 己的生活经验， 对聚焦的问题开始进行思考：“我们可以用搭桥、造船……等方 法，帮助小青虫过河。”现在小青虫身边只有宣纸，那我们先来观察一下宣纸有 什么特点。通过观察学生发现宣纸具有薄、软、支撑力差、容易吸水……等特点。 “如果用这样的纸去造船、去搭桥， 小青虫还是过不去呀， 那我们能想办法改造 纸的功能， 帮助小青虫过河吗？”于是孩子们的思维指向： 如何改造纸增强纸的 承重能力？如何改造纸能减弱纸的吸水性……这个时候学生感兴趣的问题的引 领下，结合着自己的原有认知思考着，从多方面来需求解决问题的答案。

思维是在感性材料的基础上产生和进行的， 脱离了对客观事物的感知， 思维 便会成为无源之水， 无本之木。在教学中， 教师基于二年级学生的年龄特点和概

念建构的角度， 精心创设问题情境， 通过三个有层次的问题： 用什么方法有过河 -----宣纸有什么特点----你有什么改造？让学生充分调动自身与问题情境相关的 已有认识，根据“问题----思维-----问题----思维”这样一个教学思路，让每一个 问题都能引起一个思维的波浪， 每一个思维波浪又引发一个或几个新的问题。这 样学生的思维一直处在线性的发展中， 依托他们的生活经验， 积极联想， 积极思 维， 依据经验寻求新的方法， 从多个方面寻求解决问题的答案， 发散了学生的思

维。

二、 在获取证据和处理信息的过程中发展学生的科学思维

动手实验、亲历活动应该是低段学生在科学课中最喜欢的环节， 这一环节也 是探究学习中获取证据的过程， 是解决问题的关键。低年级的学习内容虽然简单， 但是科学本质不能丢。也就是在教学过程中，让学生通过证实的方法得出结论， 而且这个结论是符合逻辑的， 可以用推理的方法得出结论。在具体的低年级科学 课堂中， 教师要引导学生经历有序的观察活动， 实事求是地记录和描述观察到的 现象，在科学实践中既要注重探究能力的提升，又加强实证意识的培养。

1.有序观察，自主探究，促进思维发展

学生已经想到了用搭桥和造船的方式帮助小青虫过桥， 他们手中可用的材料   只有宣纸， 那宣纸具有怎样的特点呢？因此老师引导学生对宣纸这一材料进行仔   细的观察， 看看他有什么特点。“我们可以用什么方法来观察这张纸的特点呢？” 引导学生思考我们可以用看一看、摸一摸、掂一掂、折一折等方法有序的观察这   张宣纸的特点。通过观察发现， 宣纸具有薄、透、软、承重力差， 易吸水等特点。

低年级的孩子具有一定的感知能力， 但在探究过程中， 他们还不懂得有目的、 有步骤、全面、细致的开展观察活动， 需要老师引导。因此， 在教学中， 老师在 观察活动中， 教师引导学生充分利用自己的感官， 从整体到局部或从部分到整体 对观察对象的表象进行有序观察， 并要让学生结合自己的发现将观察到的事实用 语言表达出来，让学生经历一个从具体形象思维逐步上升到抽象逻辑思维过程， 促进学生思维的发展。

2.收集证据，整理信息，培养实证意识

了解了宣纸的特点，“如果用这样的纸造桥可以吗？”学生会发现宣纸“太 薄了， 支撑能力太差”， 肯定不能直接用宣纸来造桥。“那么有什么方法可以帮助 小青虫完成过河的任务呢？”学生以小组为单位， 从宣纸、桥两个方面进行思考， 提出需要对宣纸进行改造。在实践中他们发现如果将宣纸多折几次、折成波浪形 等再去承重小青虫（用橡皮代替） 的重量， 小青虫真的可以过河。在活动中老师 请学生将成功折成的宣纸形状板贴在黑板中，以便和学生进行交流。

宣纸易吸水， 如果直接把它做成船， 小青虫定是不能过河， 看来我们先要解 决宣纸易吸水的问题。有什么办法可以让纸不易吸水呢？结合生活经验， 学生可 能会想到纸杯不易吸水。那纸杯又有什么样的特点？学生开始对生活中的纸杯进 行观察， 发现纸杯表面涂了一种防水的物质。涂了一种防水的物质真的可以减弱

宣纸的吸水性吗？伴随着学生思维的深入，他们的探究欲望也不断加强，由此， 老师让学生经历一个对比实验， 在宣纸上涂油， 过一会儿在涂油和没涂油的宣纸 上分别滴上 3-4 滴水滴，然后观察水滴的变化，发现涂油后的水滴是一滴滴的， 而没有涂过油后的水滴则渲染开了。针对孩子们在活动中所看到的的明显现象， 老师用拍照的方式为学生收集了证据， 并在后续的交流中呈现在 PPT 里， 让大家 看到添加了一种物质，我们也可以改变纸的性能。

低年级的孩子在思维层面， 有时会表现出跳跃、散漫的特点， 缺乏对证据 逻辑的关注， 更多注重在探究活动的本身。针对这个特点， 在教学中， 老师要学 会及时捕捉课堂生成， 引导学生变被动的学习为主动的学习， 开展有目的的探究 活动， 在活动中全面、细致的观察， 基于呈现的事实， 收集证据， 并将证据转化 为有用的信息，为建构科学概念服务，又能发展思维的逻辑性。

三、 在分析比较和论证解释的过程中提升学生的科学思维

小学科学实践是一个不断探究未知和“基于证据进行推理论证”的过程。学 生只有将观察到的、搜集到的事实， 转化为基于“证据”开展的论证， 并能解释 现象， 将证据和结论建立联结， 才能帮助学生形成连贯的思维， 促进学生思维的 发展。

1.分析比较，完整表达，培养思维的严密性

造桥活动中，学生经历了原来的纸承重活动  改造纸的活动  改造  后纸的承重活动， 在活动中学生亲历原来的小青虫（橡皮） 是无法过桥的(宣纸  会碰到底部）； 改造后，小青虫可以成功过桥。学生通过对改造前与改造后“小  青虫”在同一张宣纸上的状态观察并加以比较，并用自己的语言描述“小青虫” 在改造前后的不同状态，得出改造桥的形状，可以帮助小青虫顺利过河。

在这个活动中， 学生的思维是一个连贯的过程， 学生基于实验的现象， 进行 了观察----分析---比较的过程，根据这一思维过程，对如何改造纸， 增强它的承 重能力有了自己的理解， 在后续的交流汇报环节， 能清楚、完整表达自己的观点， 解释“如果改变纸的形状，可以增强纸的承重能力”， 既帮助学生建构了科学概 念，又培养了学生思维的严密性。

2.有序呈现，交流论证，增强思维的批判性

学生经历“搭桥”和“造船”两项活动后， 都需围绕“我们采用的方法是否 可以改变纸的性能， 帮助小青虫成功过河呢？”这一问题展开论证活动。在论证 中教师采用让学生个体论证和集体论证相互补充的方式， 让学生有序的呈现自己

的证据， 表达自己的看法。老师将学生探究中拍摄到的小青虫成功过河的照片呈 现在 PPT 中， 请该组小朋友对比造桥前后小青虫能否过河， 说说自己成功的造桥 经验（改造的方法）。同样，在“涂油”改变纸的性能这一活动中， 教师有心拍 摄并呈现巡视中搜集的小组观察活动照片，让学生看到：涂过油的宣纸喷水后， 水珠呈现半球体， 是鼓鼓的， 水珠旁边的宣纸不会湿； 做对比的宣纸处， 水珠慢 慢在宣纸上散开来，没有喷过水珠的宣纸处也湿了。

在活动中， 老师结合低年级学生的特点， 利用有结构的材料， 通过实物、照 片等形式收集呈现每一组发现的事实， 在有序、有层次并且直观精准的证据面前， 逐步让学生建立事实与证据的联系， 经历基于证据的思维论证过程。教学中， 教 师给予学生充足的时间进行汇报交流，让他们通过语言将内在的思维活动外显， 通过生生对话， 结合呈现的图像证据， 引导学生说话有理有据， 帮助学生厘清现 象之间的关系和规律， 在证据链的帮助下， 让学生进行有效的思维互动， 帮助建 构科学概念。

四、在建构概念和迁移应用的过程中拓宽学生的科学思维

通过科学实践活动，帮助学生建构科学概念是小学科学课堂教学的目标之 一。低段学生科学概念的形成通常是以事物或现象充分观察为基础，通过分析、 比较等思维活动概括出事物的本质特征。低段学生建构科学概念的过程， 需要感 性认识和理性分析的共同参与。所以说， 在课堂教学中教师围绕大概念和核心概 念帮助学生积极建构科学概念， 并通过问题的提出或情境的创设， 帮助学生加深 对概念的理解和迁移应用，拓宽学生的思维。

1.丰富材料，建构概念，拓展思维深度

当学生发现通过改变形状可以增强宣纸的承重能力， 通过添加物质来减弱宣 纸的吸水能力，  从而帮助小青虫成功过河完成这一任务以后，教师继续基于拟 人化的场景， 向学生表达小青虫的谢意， 为大家带来了一份礼物， 出示不同性能 的纸以及用这些纸做成的不同物品：如油纸（糊窗户、做雨伞）、牛皮纸（做信 封）、卡纸（做成纸质作品）、砂纸（磨砂物体）、瓦楞纸(包装箱） 等等。学生受 到老师提供的这么多不同性能纸的启发， 结合生活实际， 还能发现更多的不同的 纸：皱纸、铜版纸、铅画纸……

学生的思维在丰富的感性材料面前， 得到了进一步的深化， 他们通过看----- 想-----说， 发现纸这一材料， 经过人们的加工和改造， 可以衍生出原本没有的性 能， 服务于我们的生活。教学让学生的思维从对事物特有属性的认识逐步走向对一类事物的认识，丰富了概念的外延，在理解和意义建构科学概念的基础上，拓展了思维的深度。

2. 联系生活，有效迁移，拓宽思维广度

课的最后，老师和孩子进行了最后一个互动活动：让学生将橙汁泼在事先涂过防护层的衣服上。孩子们惊喜的发现，那件衣服上居然没有留下橙汁痕迹。一件普通的白色衣服，居然会出现这么神奇的现象。这一真实的情景，再次让学生的思维走向深入：泼橙汁衣服会留下痕迹-------衣服没有留下痕迹-------为什么衣服不会留有痕迹？学生会结合本课所学，对建构的概念迁移应用，提出：“是不是也像宣纸一样，因为涂了一种像油这样的其他物质，改造了布这一材料？”一个问题的结束，又引发了一个问题的思考，他们也大胆地提出了自己的猜想：像布这样的不同材料，也可以经过加工和改造产生新的性能？

在这个环节中，教师巧妙地结合生活实例，让学生看到了一个“神奇”的现象，这个现象与平时看到的现象大不相同。从问题情境中开始本课教学，又从新的情境中激发学生新的思考，围绕科学大概念，借助生活化的事例，教师不断创设真实的情境让学生的思维一直处在一个动态的发展的过程，让学生尝试迁移运用所学的科学概念解释这一情境中产生的问题，既帮助学生丰富了概念的外延，又拓宽了学生思维的广度，给予学生更开阔的思维空间。

 低年级的学生有其特殊年龄阶段的认知特点，低年级的科学课堂更应结合小学科学的学科特点，基于低年级学生的认知规律和教学内容的把握，创设有趣、真实的教学情境，灵活地调整课堂教学的基本程序，借助多样的教学方式和手段促进学生的思维自主有序地展开，让学生在科学实践中促进科学思维的不断生长。

参考文献:

1.教育部基础教育课程教材专家工作委员会.义务教育小学科学课程标准解读.北京：高等教育出版社. 2017

2.张军霞. 把科学思维能力的培养落到实处——湖北教育科学课.湖北：湖北教 出版社.2018（06）8-12

3.杨周辉 . 一年级科学有序论证的教学策略——湖北教育科学课.湖北：湖北育出版社.2018（04）32-35