小学科学思维型探究教学策略的实践探索

摘要：科学素养是学生适应未来社会发展的关键能力，小学科学课程肩负着培育学生科学素养的重要使命。本文从构建思维型探究教学模式，将动机激发、认知冲突、自主建构、自我监控、应用迁移五大核心步骤与聚焦、探索、研讨、拓展四大教学环节相对应，提出可落地的实施策略，促进理论与课堂实践深度融合，进一步提升科学课堂促进学生思维发展的水平，为培育学生科学核心素养提供实践路径。

关键词：小学科学；思维型探究；教学模式；教学策略

《义务教育科学课程标准（2022年版）》将科学思维列为四大核心素养之一，教材也通过单元课时连续情境、“聚焦—探索—研讨—拓展”四大板块、强化研讨思辨、优化探究活动等方式，落实科学思维可视化，倡导探究活动中动手与动脑并重，实现“做中学”与“学中做”的统一。但在实际教学过程中，受课时、教具、学生动手能力等条件限制，很多科学探究课堂把重点放在实验操作训练上。教师直接出示实验步骤，学生按流程模仿操作，探究变成程序化动手活动，缺少思维的碰撞；研讨环节问题设置失衡，要么拔高认知难度，要么停留于浅层次问答。学生只能获得碎片化事实知识，难以运用科学思维对客观事物的本质属性、内在规律开展分析加工。因此，需要构建理论与实践一体化的思维型探究教学模式，以模式为框架，配套可落地的教学策略，把思维培养贯穿探究全过程。

思维型探究教学模式内涵

思维是科学探究的核心，探究实践必须服务于学生科学思维的发展。《义务教育科学课程标准（2022年版）》修订组组长胡卫平教授构建了以核心素养发展为目标，以思维型教学理论为核心的教学、课程、评价与教师发展一体化建设体系，[1]为整体落实新课程理念、培养学生核心素养提供了有效抓手。我们结合课程标准要求与思维型课堂教学模型，构建“1课2主4环5步”思维型探究教学模式：“1课”，即以《义务教育科学课程标准（2022年版）》为根本依据；“2主”，即构建教师主导、学生主体的双主课堂，教师做好情境创设、问题引领，把思考、探究、表达的权利还给学生；“4环”，即以教材固有的聚焦、探索、研讨、拓展四大教学环节，构成完整课堂流程；[2]“5步”，即思维型教学五大原理——动机激发、认知冲突、自主建构、自我监控、应用迁移。

该模式实现思维型教学五原理与教学四环节的精准对接：聚焦环节对应动机激发，唤醒已有经验，生成探究问题；探索环节融合认知冲突与自主建构，学生经历矛盾发现、动手探究、概念自我建构的过程；研讨环节对应自我监控，学生通过交流争辩反思自己的思考过程，修正原有认知；拓展环节对应应用迁移，将习得的科学概念迁移到真实生活情境。各环节依托模式框架，分层落实不同思维能力培养任务：聚焦环节重在观察、比较、联想、推理；探索环节重在类比、抽象概括、模型建构；研讨环节重在推理辨析、辩证思考；拓展环节重在反思、概括与迁移。整套模式打通理论到课堂的通道，策略设计也紧紧围绕这一对应关系展开，让每一项教学策略都服务于思维型探究教学的达成。

基于模式的思维型探究教学实施策略

设计驱动性问题链，实现动机激发。动机激发是首要步骤，在课堂聚焦环节落实，其核心任务是激活学生的已有认知，制造求知渴望，催生探究问题，而驱动性问题链就是实现动机激发最主要的抓手。教学中要立足学生原有认知，搭建由浅入深、层层递进的开放性问题链，确立清晰认知起点，唤醒学生的好奇心，完成模式要求的动机激发。

以教科版二年级上册“我们周围的空气”一课为例，本课聚焦环节围绕核心概念“物质的结构与性质”设计“空气有哪些特征—怎样研究空气—用什么办法找到空气—不同地方空气是否一样”的问题链，直接服务于动机激发，引导学生快速进入探究情境，驱动后续“寻找空气—收集空气—观察空气—描述空气”整套探究活动，推动学生认知从“知道空气存在”向“了解空气特征”进阶。

针对课堂生成性疑问，教师要珍视学生的直觉想象，顺着疑问继续追问，进一步强化探究动机。教学中可以把“知道什么”和“能做什么”任务化，激发学生的内在学习动力。如五年级上册“我们的水钟”一课，学生掌握水钟计时原理后，提出将水钟出水口与进水口相连实现水循环的设想。学生口中的“永动机”虽不是严格物理概念，却是在问题驱动下生成的真实思考。教师抓住这一生成点，持续追问设想的可行性，可以进一步激发学生的探究动机，促使其尝试用已有概念解决真实问题，同步萌发节约用水的责任意识，完整实现模式中动机激发的育人目标。

依托生活化探究材料，促进认知冲突与自主建构。模式中探索环节承担认知冲突、自主建构两大思维步骤，学生需要在动手活动中发现原有认知矛盾，并独立建构科学概念。生活化实验材料是实现这两步的重要支架。材料不是简单的实验工具，而是制造认知冲突、支撑自主建构的载体，不能一味使用专业复杂器材，增加操作负担而挤占思维时间。教师应优先选取生活常见、易得、安全的物品，借助直观现象制造认知冲突，为学生自主建构概念搭建台阶。

在六年级下册“厨房里的物质与变化”一课教学中，教师可以利用蜡烛、小苏打、白醋等生活化材料创设实验情境：点燃高低不同的蜡烛，将小苏打和白醋反应生成的气体靠近容器边缘，让学生观察到低处蜡烛先熄灭、高处蜡烛后熄灭的现象。反常实验现象直接制造认知冲突，打破学生原有认知，激发了学生想要探寻原理的内在需求。在此基础上，学生开展自主探究，将实验现象和生活中食物变质、物质燃烧等现象建立关联，自主建构“化学变化会产生新物质”这一核心概念，完整完成“认知冲突—自主建构”过程。

运用思维可视化工具，达成自我监控。研讨环节对应模式中的自我监控步骤，自我监控要求学生复盘探究过程，反思自己的猜想、证据与推理，修正原有认知。小学生科学思维内隐于头脑，很难直接外显，必须借助可视化表达支架，把他们的猜想、困惑、实验过程及其中的意外现象全部留存下来，为研讨中的反思、争辩、纠错提供依据。

低学段学生可以用绘画、贴纸进行记录；中高学段采用表格、思维导图、模型绘图方式记录，形成留存完整认知迭代轨迹的科学记录单，为研讨交流提供证据。教师通过记录读懂学生思维路径，找准认知误区，实现以学定教。如六年级下册“变化中伴随的现象”一课对铁钉生锈现象进行探究，学生可能会在记录单上写下猜想：铁钉生锈与空气、水分有关；接着绘制实验装置示意图，设计3组对比实验。铁钉生锈属于较长时间观察，学生持续记录现象，写下“为什么放在干燥试管中的铁钉也生锈？”这类真实困惑。进入研讨环节，学生就可以依托记录单呈现的证据开展交流，对比猜想与实验结果，反思推理漏洞，修正原有认识，真正实现自我监控。

创设真实情境，实现拓展环节的应用迁移。模式中拓展环节对应应用迁移步骤，要求学生用课堂建构的科学概念解释生活现象，解决真实问题。创设真实、开放的生活化、科技化情境，是实现迁移的关键路径。情境既要联系学生日常生活，也可以结合自然现象、前沿科技，拓宽学生视野，落实科学观念与态度责任。在二年级上册“我们周围的空气”一课拓展教学中，教师可以引入高海拔地区空气稀薄、不同空气质量对人体的影响、我国自主研发的空气质量连续监测系统、太阳系其他行星大气环境等知识，为学生思考提供真实情境，引导学生用课堂习得的空气相关概念解释现实环境、认识航天科技，体会科学技术和生活环境之间的紧密联系，从课堂走向现实世界。

把握学段核心概念进阶，保障模式实施的系统性。“1课2主4环5步”模式以课程标准为顶层依据，要求教学必须立足全套教材的核心概念体系。小学科学涵盖物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域，包含13个核心概念、4个跨学科概念、54项学习内容。很多教师仅关注单课时知识点，忽略课时在单元与学段中的位置，会造成模式实施碎片化、学生认知结构零散的结果。

教师备课要站在单元乃至整套教材的视角，将核心概念分解进每一节课的教学目标，明确本节课在概念进阶链条中的定位。只有以核心概念作为统领，聚焦、探索、研讨、拓展各环节的问题设计、材料选择、情境创设才会方向一致，五大思维步骤的推进才具备连续性，才能真正帮助学生逐步搭建结构化科学认知。

在模式—策略一体化设计下，教师可以在科学探究课堂中避免重动手、轻动脑的问题，充分保护学生好奇心，循序渐进培养学生的逻辑思维、批判性思维与创造性思维。在后续教学实践中，教师可以不断强化模式与策略的耦合，避免模式概念化、策略碎片化，持续优化课堂教学设计，深化小学科学课堂改革，为培育学生的科学素养与创新意识打下坚实基础。

参考文献：

[1]胡卫平，李霞.指向核心素养的思维型课堂五讲[M].上海：上海科技教育出版社，2025.

[2]严文法.教学设计能力实训[M].北京：高等教育出版社，2019.

[本文系吉林省延边朝鲜族自治州教育学会“十四五”规划课题“小学科学思维型探究教学模式研究与实践”（项目编号：2024YBYL265）的研究成果。金红英、周岩单位：吉林省延边朝鲜族自治州图们市教师进修学校]

责任编辑：单笑斐

作者：金红英 周岩