摘要：在21世纪的教育环境中，科学素养和高阶思维能力被视为未来公民不可或缺的素质。其中，小学阶段是形成这些能力的关键时期。本文将深入探讨如何基于核心素养，设计并实施一套小学科学高阶思维的培养模型。我们着重关注如何将理论与实践相结合，以期为科学教育者提供实用的教学策略。

关键词：核心素养；小学科学高阶思维培养；模型设计；实践探索

一、引言

在当今社会，培养学生的核心素养已成为教育改革的焦点，特别是在科学教育领域。核心素养强调的是学生在知识、技能、态度和价值观等方面的整体发展，而高阶思维作为核心素养的重要组成部分，对于提升学生的创新精神和实践能力，塑造他们终身学习的能力有着至关重要的作用。高阶思维涵盖了分析、综合、评价等复杂认知活动，有助于学生在面对复杂情境时，能够进行深度思考，解决问题，从而实现科学素养的全面发展。

《义务教育科学课程标准》（2022年版）的出台，进一步确认了科学教育在培养科学思维和高阶思维上的关键地位。新课标要求科学教育不仅要传授科学知识，更要关注科学探究过程中的思维培养，力求使学生在科学实践中习得科学方法，形成科学观念，以提升其核心素养。然而，如何在科学课堂上有效实施高阶思维的培养，如何设计科学的教学模式和活动，以促进学生在探究过程中深度参与和思考，成为当前科学教育研究的重要课题。

本研究旨在构建一个以核心素养为导向的科学高阶思维培养模型，通过分析科学探究的过程，探讨如何在实际教学中融合情境创设、认知冲突和自主建构等策略，激发学生的思维动力，提升其科学思维能力。研究还将通过实践探索，检验这一模型在小学科学课堂中的有效性和适用性，期望能为科学教育提供一套系统、有效的高阶思维培养方案，推动科学教育的改革与创新。

二、理论框架与模型设计

科学教育的核心目标是促进学生形成科学观念，发展科学思维，提升他们的核心素养。在这个过程中，高阶思维扮演着至关重要的角色。本节将深入探讨核心素养与高阶思维的理论基础，并在此基础上设计一个小学科学高阶思维培养模型。

核心素养理论为我们提供了框架。它强调知识、技能、态度和价值观的整合，旨在培养学生的创新精神、批判性思维以及解决现实生活问题的能力。以布鲁姆认知目标分类为基础，我们明确了高阶思维的内涵，包括分析、综合和评价等高级认知过程。这些能力在复杂情境中尤为重要，因为它们能够帮助学生理解和处理来自不同来源的大量信息，进行深入的思考和决策。

在科学教育中，科学思维能力是科学素养的关键。科学思维能力包括观察、分析、推理、问题解决等多方面，通过科学探究活动，学生能够习得这些技能，有效提升科学思维。新课标强调素养立意，注重在探究实践中发展学生的深度思维，这与核心素养理论相吻合，要求教学活动应当围绕科学探究进行，让学生在实践中习得科学方法，形成科学观念。

基于以上理论，我们设计了一个小学科学高阶思维培养模型。该模型以思维型教学原理为指导，包括动机激发、认知冲突、自主建构、自我监控和迁移应用五个基本原理，它们相互作用，共同支撑起科学探究过程中的不同阶段。五个原理在模型中体现为五个教学环节：情境创设与问题提出、作出假设并制订计划、收集证据与信息处理、得出结论与表达交流、总结反思与迁移应用。

情境创设是激发学生思维的起点，教师通过设计与生活紧密联系的情境，引导学生发现问题，激发他们探索的欲望。问题提出环节有助于学生明确目标，提升他们的深度思考能力。在假设与计划阶段，学生运用科学方法，进行分析与综合，形成解决问题的策略。证据的收集和信息处理环节则锻炼他们的批判性思维，通过比较、分类、抽象和概括，提高信息处理能力。

得出结论与表达交流环节，学生不仅要阐述个人见解，还要学会倾听和理解他人的观点，增强合作交流的素养。总结反思与迁移应用则关注学生的自我监控和思维迁移能力，让学生在反思中巩固已学知识，并尝试将学到的科学概念和方法应用到新的情境中，增强问题解决的灵活性。

这一模型的实施，要求教师具备科学教育理念，理解科学探究与思维培养的内在联系，创设有利于学生主动学习的课堂环境。通过精心设计的教学活动，教师引导学生在探究过程中不断推进科学思维的发展，使其具备批判性思维、创新性和问题解决能力，从而促进核心素养的全面提升。

三、实践探索与效果评估

在理论框架与模型设计的基础上，本节将探讨小学科学高阶思维培养模型在实际教学中的应用，并通过实证研究，评估其对学生科学思维能力提升的效果。

科学高阶思维培养模型在小学科学课堂中的实施，首先要求教师具备科学教育理念，将理论转化为具体的教学策略。教师们通过培训，理解并掌握模型的基本原理和教学环节，将它们融入日常课程设计中。例如，在教授“植物生长”这一主题时，教师可以利用模型的五个教学环节，先创设一个与实际生活紧密相连的情境，如校园里的绿化项目，让学生观察并提出关于植物生长的问题。然后，教师引导学生根据已有知识提出假设，制定观察与实验计划，通过直接观察和数据收集，进行信息处理和分析。在得出结论的阶段，学生们不仅需要解释观察结果，还要学会与他人交流，接受和反思不同观点。最后，教师引导学生将学到的植物生长知识应用于更广泛的环境问题中，如城市绿化或生态保护，锻炼他们的思维迁移能力。

1.效果的定量与定性评估

为了评估模型在小学科学教学中的效果，研究团队采用了一种混合方法，结合了定量和定性两种评估手段。定量评估主要通过对学生在不同阶段的思维能力进行标准化测试，如科学思维能力测验，以及运用学业成绩来衡量。这些数据的收集和分析，能够较为客观地反映模型在提升学生科学思维能力上的成效。此外，研究还采用了定性研究方法，包括观察学生在课堂上的参与度、讨论质量，以及分析学生的作品和报告，以深入理解他们思维发展的过程和变化。

在定量评估中，研究发现实验组学生在科学思维能力测验中的得分显著高于对照组，学业成绩也有所提高，这表明模型在科学思维提升上具有显著效果。在定性评估中，观察到实验组学生在课堂上的问题提出、讨论交流和解决问题的策略上显示出更强的批判性思维和创新性。学生们在解决实际问题时，能够灵活运用所学知识，展现出更强的迁移能力。

2.挑战与改进

然而，实践探索也揭示了一些挑战。一些教师在初期实施模型时面临困难，尤其是如何在课堂上有效地创设情境，引发学生的认知冲突。同时，由于学生的个体差异，他们对模型的适应程度不同，需要教师提供个性化的指导。针对这些问题，研究团队进一步提供更为细致的教师培训，以及针对不同学生特点的指导策略，以优化模型在课堂中的应用。

尽管在实践中面临挑战，但小学科学高阶思维培养模型的初步成效令人鼓舞。随着教育工作者对模型理解的加深和教学策略的不断优化，预期未来会有更多的学生受益于这种科学思维的深度培养。通过持续的研究和改进，模型有望在更广泛的科学教育实践中推广，为培养学生的高阶思维能力和核心素养，贡献科学教育的创新力量。

结束语

基于核心素养的小学科学高阶思维培养模型的构建与实践，不仅提升了学生的科学理解，也促进了他们批判性思考、创新性解决问题等高阶思维能力的发展。这样的教育模式为我国未来科技人才培养打下了坚实的基础。教育者们应持续探索和优化这一模型，以适应不断变化的教育需求，为孩子们的全面发展创造更多可能。

参考文献

[1]高颖. 核心素养导向下小学数学高阶思维培养路径[J]. 试题与研究， 2024， （25）： 93-95.

[2]魏艳艳. 小学数学核心素养视野下高阶思维能力的培养[J]. 读写算， 2024， （26）： 74-76.

[3]吴发国. 基于核心素养的小学数学高阶思维培养的实践研究[J]. 数学学习与研究， 2024， （06）： 26-28.