摘要：科学思维能力是小学科学核心素养的重要组成，在实验教学中具有高度培育价值。基于冀人版小学科学教材，围绕实验教学实践中科学思维能力培养的现状展开分析，探讨目标定位、任务设计、材料使用与评价机制等关键环节存在的限制因素，进而提出导向清晰、过程完整、内容开放、评价多元的优化路径，旨在构建以科学思维为主线的小学科学实验教学体系，提升学生的问题意识与探究能力，推动教学质量内涵式发展。

关键词：小学科学；实验教学；科学思维能力；培养方法

引言

小学科学作为学生学习科学知识的起点，对于学生的发展具有重要作用。在小学阶段，学生的思维方式正在形成和发展。因此，通过科学教学培养学生的思维能力，不仅可以提升他们的学习效果，而且可以为他们的未来发展奠定坚实的基础。基于冀人版小学科学教材的内容特点，本文聚焦实验教学环节，探析科学思维能力的培养路径，力图为小学科学教学改革提供理论依据与实践参考。

1 小学科学实验教学中科学思维能力培养的理论基础

科学思维是一种以证据为基础、以问题为导向、强调推理与验证的认知过程，涵盖观察、假设、推理、论证、反思等基本要素。小学阶段是学生科学思维能力发展的关键期，实验教学为学生提供了直观感知与动手探究的实践场景，有助于激发探究兴趣、促进思维建构。冀人版小学科学教材以“问题—探究—解释”为结构主线，契合建构主义与探究式学习理论，为科学思维能力的培育奠定了内容与方法基础。构建以思维发展为核心的实验教学体系，有助于实现科学素养的整体提升。

2 当前小学科学实验教学中科学思维培养存在的现实问题

2.1 教学目标设计层面科学思维导向性不足

当前小学科学实验教学中，教学目标的设定多侧重知识传授与技能达成，忽视科学思维能力的系统引导与分层推进。例如，在“影子的变化”实验中，不少教师的目标仅停留在让学生观察并记录影子的长短，而缺少对其背后成因的引导，导致学生的思维停留在表层。若在目标设计中加入“能提出关于影子变化的假设，并通过测量和推理解释原因”的要求，则学生在动手过程中会逐渐形成证据支撑的意识。部分教师对“科学思维”内涵理解不清，未能将其有效转化为具体、可评价的教学目标维度。同样，在“水的蒸发”实验中，如果目标只是让学生描述水位下降的现象，就难以培养思维深度；若设定目标为“能解释蒸发条件，并通过比较不同环境下的水量变化进行推理”，则能有效促进学生逻辑思维与问题解决能力的提升。冀人版小学科学教材虽具探究结构，但在目标层面未能被教师充分转化为思维能力发展的支撑点。

2.2 教学过程中过于强调结果忽略思维路径

小学科学实验教学中普遍存在以“得出正确结论”为导向的教学倾向，教师更关注学生是否获得预期结果，而忽略其在探究过程中所经历的思维路径与认知建构。实验活动往往呈现出程序化与标准化的操作流程，学生机械模仿教师示范，缺乏对实验现象的自主观察、对问题的深层思考以及对变量的合理控制。例如，在“空气占据空间”实验中，若教师只要求学生观察瓶中水被倒出的现象，学生往往停留在现象记录；而当教师引导学生提出“为什么倒不出水”的疑问，并尝试通过改变瓶口方向或设计对比实验来验证假设时，学生的思维路径得以展开。这种引导不仅促使学生关注操作背后的因果逻辑，还能逐步形成基于证据、逻辑清晰、勇于质疑与善于创新的科学思维习惯。在冀人版小学科学教材提供的探究情境中，许多原本具备开放性与思维挑战性的实验任务被简化为操作演示，学生被动接受结果解释，缺少对现象因果关系的自主推理与质疑修正。

2.3 教学材料使用中缺乏思维挑战与迁移空间

小学科学实验教学对教材材料的依赖程度较高，教师普遍采用冀人版教材中已有的实验设计，缺乏对材料的深度挖掘与拓展重构，导致实验任务思维挑战度不足。许多实验活动以验证性为主，问题设定单一，操作路径固定，学生在执行中仅需复现教材流程，难以激发发散性思维与个性化探究欲望。例如，在“磁铁的吸引”实验中，若仅让学生验证磁铁能吸引铁钉，思维挑战极低；若教师提供多种材料如铝片、塑料片和硬币，并引导学生提出“磁铁能吸引哪些物体，为什么有差异”的问题，学生便会在比较和推理中深化理解。进一步延伸到生活实际，如解释冰箱门为何能紧闭，既增加了迁移空间，又能激发学生将科学概念应用于新情境的兴趣。实验材料的使用未能有效引导学生对已有经验进行反思与重构，也未能促使其将所学知识迁移至新的情境或生活实际。教材中的开放性问题常被弱化为封闭性练习，缺少引导学生自主提问、独立思考和跨情境类比的教学引导。

3 聚焦科学思维能力培养的小学实验教学实施策略

3.1 明确科学思维导向的教学目标体系建构

构建以科学思维为核心导向的教学目标体系，是提升实验教学有效性与学生思维品质的基础。在冀人版小学科学教材的框架下，应依据课程标准中的“科学探究”与“科学态度”维度，细化科学思维能力的表现指标，如观察敏锐性、推理逻辑性、假设合理性与反思批判性等。例如，在“影子的变化”实验中，教师在目标设定上不应只停留在“能记录影子长短”，而应进一步提出“能提出关于影子变化的假设，并尝试通过测量和推理解释原因”。这样的目标表述既具体、可观察、可评价，又能引导学生在实验中主动经历假设、验证与修正的完整思维过程。教学目标不仅要涵盖知识与技能的达成，更应突出学生思维过程的构建与发展。目标表述应具体、可观察、可评价，便于教师在教学实践中把握方向与调整策略。不同年级段应根据学生认知水平设定层次递进的思维能力目标，如低年级侧重观察与描述，高年级逐步过渡到独立提出问题并进行探究，形成“感知—推理—验证—反思”的递进路径。

3.2 优化实验任务设计引导学生经历完整思维过程

实验任务是学生思维活动的触发器，其设计质量直接影响科学思维的生成与发展。在冀人版小学科学教材的基础上，应对实验任务进行适度再构，增强问题的探究性与过程的开放性，引导学生经历“提出问题—形成假设—设计方案—操作验证—分析结果—反思修正”的完整思维路径。例如，在“空气是否有重量”的实验中，若仅让学生观察气球称重，思维过程较为单一；若任务改为“设计多种方式验证空气是否有重量”，学生便需经历假设、方案设计与对比实验等完整环节，从而在变量控制和证据应用中逐步形成清晰推理。任务设计应突出变量控制、逻辑推理和证据应用等关键环节，激发学生自主思考与协同合作。在高年级教学中，可通过“水的蒸发快慢与温度、风速、表面积等条件的关系”的探究任务，让学生提出多种假设并进行验证，最终比较不同实验结果，培养多角度分析与反思能力。

3.3 实施开放性实验设计提升思维迁移与创新能力

开放性实验强调学生在不确定的情境中主动建构知识、生成策略、形成解释，有助于打破思维定势，促进思维的灵活运用与迁移发展。在冀人版小学科学教材的基础上，教师可对典型实验进行拓展性设计，将实验问题转化为多解性任务，引导学生提出个性化假设、自主规划实验方案并尝试不同路径验证。例如，在“磁铁吸引物体”的实验中，教师不仅让学生验证磁铁能吸铁钉，还鼓励他们尝试铝片、塑料片、硬币等不同材料，并思考差异原因，从而实现思维的拓展。学生进一步联系生活，如解释冰箱门为何能紧闭，就完成了知识的迁移与创新应用。通过引入真实问题情境，如“如何提升简易杠杆的效率”“如何让纸桥承重更强”等，引导学生综合运用已有知识，调动跨学科资源解决问题。实验过程鼓励试错、质疑与重构，突出创新意识与独立思考能力的培养。在总结环节，引导学生反思实验思路与结果背后的原理，并探索其在其他情境中的应用，拓展思维的广度与深度。

结语：小学科学实验教学作为培育学生科学思维能力的重要途径，应跳出知识灌输与结果导向的教学模式，回归以思维发展为核心的育人本质。在冀人版教材的实践基础上，通过优化教学目标、重构实验任务、强化开放性设计与完善评价机制，能够有效促进学生思维品质的形成与迁移。科学思维的养成并非一蹴而就，需在系统教学中持续引导、反复历练，以实现科学素养与思维能力的协同提升。

参考文献：

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