小学科学低年级思维能力发展的教学策略

新课标指出，小学科学应“发展学生的创造性、批判性思维和想象力”。这种高层次的思维要求，也被称为高阶思维，包括分析思维、评价思维和创造思维。小学低年级的学生思维水平属于刚刚起步，在科学课程学习中，大多数学生能够完成记忆、理解，达到应用水平，这和我们追求的高阶思维还有一定的差距。但是我们不能忽视低年级学生丰富的想象力和创造力，他们的思维刚刚萌芽，教师可以引导其向高阶思维进步，让他们也能“像科学家一样思考”。教师要充分调动学生学习热情，勤于思考、善于思考，为发展高阶思维注入动力，但学生的思维活动总是捉摸不定，成为摆在每一位教师面前的难题。思维导图是一种图文并茂的思考工具，它能够将思维的拓展和走向可视化。它既符合认知发展规律，为想象力和创造力提供一片阔土，又神奇的将学生的思维动态跃然纸上，将学生的所思所想反馈给教师，教师得以及时调整教学方法，适时推动低年级学生的科学思维发展。一、启发思考，学会思维方法如何启发学生思考？低年级学生的思维比较跳跃，又怎样了解学生思考的进程？思维导图既能呈现思维脉络，显现出学生思维过程中遇到的阻碍和难点，又可以引导学生思考方向。根据学情的差异性，有机地选择合适的思维导图模型，合理预设和调整课堂教学，推动学生思维能力阶梯式上升。1.拓宽学生发散思维的广度。刚升入一年级的学生，拥有强烈的好奇心，爱问。爱问，说明他们有开动脑筋进行浅显的思考。但他们刚接触小学科学这门课，还没有养成良好的思考习惯，思考的持续性和专注力不够，时常因为没有耐心，遇到困难就放弃思考，如此就很难引导学生思维向高阶发展。课堂上，教师为学生展开一张思维导图，营造轻松开放的讨论氛围，由浅入深，一步一个台阶，再引导学生不满足于单一的答案，发散思维，共同合作完成思维导图。在《动物·人》一课中，有一个交流讨论的话题：人和黑猩猩有哪些相同与不同之处？这个问题需要充分调动发散思维，答案琳琅满目。传统的发散思维训练，学生们往往很快陷入瓶颈，原因是思考没有方向，得出两三个结论后就开始迷失，而思维导图非常适合在教学活动中，发散学生的思维。通过思维导图，将人类生活密不可分的四个字：衣食住行，形成四个一级分支。学生很容易说出大猩猩靠皮毛取暖，人类取暖有衣服；二者都需要吃食物；大猩猩住森林，人类住房屋；二者都可以直立行走等。思维导图为学生打开思维的大门，学生对话题越来越感兴趣，意犹未尽。教师再建立几个一级分支，道德、智力、体育、审美、劳动。学生们又可以说出大猩猩品德靠本能，人类的意志力更高；大猩猩有一定的智力，懂得使用工具，但人类掌握更多的技能，还有语言和文字；大猩猩力气和速度比人类强，但射箭和打篮球不如人类等，可谓脑洞大开，灵感如涌泉。2.推进学生发散思维的深度。二年级学生的思维方法和认知能力有一定基础，懂得有目的、有方向的思考问题，发散思维渐趋成熟。教师应该适时推动学生思维进一步完善，让思维像树枝一样向外蔓延，从具象能力到抽象思维齐头并进，将思维推向更深层次，加快思维能力的系统性发展。执教《四季的天气》时，先准备一个气泡图，让学生畅所欲言，说出尽可能多的描述秋天的语句。如“树叶黄了、苹果成熟了、比较干燥……”。发散思维过后，引导学生们从众多个体中提取共性，帮助学生完成分类。例如，将“比较干燥、雨水少了”描述的是秋天“降水”这个气候特点。从而增加了“降水、物候、气温”这些描述天气的科学概念词，让学生学会用科学语言描述天气。这是一个复杂的抽象思维过程，但利用思维导图，仅仅是一级的气泡图变成了二级的逻辑图，思维层级增加了，学生们一目了然，思维的深度也由此增加。二、指引表达，培养思维能力语言表达让学生的思维外显化。低年级学生表现欲强，希望得到老师认可和表扬。学生课堂上语言表达主要体现在发问和回答，但表达比较随意，教师可以借用思维导图，引导学生有逻辑性的表达，培养先思考再说的习惯。1.化难为易，合理分析。低年级学生的课堂发言，多是心直口快，思考的成分少，深入思考的更少。低年级学生有猜想的能力，然而具有科学思维的猜想不是乱猜，是经过大脑分析后有依据的猜想。低年级学生能完成简单的分析猜想，但遇到复杂一点的情况，就很难理清头绪。利用思维导图，教师可以轻松引导学生分析、假设，一步步完成合理的猜想。图1雪地里脚印的思维导图《做个小侦探》中有个环节是“雪地上动物的脚印，发生了什么事情？”如何引导学生将看到的脚印和已有经验建立联系、打破分析困局呢？构建以“脚印”为中心主题，列出与脚印相关的因素：大小、形状、朝向、距离和种类等，作为思维导图的一级分支。学生思考有了方向，通过脚印的大小和形状，猜测出两种动物品种；确定了动物，接下来要分析合理的情境。从脚印朝向分析动物的行走轨迹，从脚印的距离判断动物行走的速度，从种类的变化猜想事情的新发展。这个案例利用思维导图来做指引，在学生毫无头绪中化难为易。先拿出某一个因素，让学生由点出发，往下分析探讨，有理有据，最终多点成面，共同完成了一次高效高质的分析猜想。2.分享交流，合理评价。杜威曾说“如果没有对一个观念细致、深入、全面地合理思考，就不要下判断。”可见，经过合理的分析，进行的评价才有价值。教师要推动发展低年级学生的评价思维，培养他们主动寻找证据的意识，发现错误，对评价结果进行修正。教师借助思维导图，让学生在反复假设、论证的过程中及时调整改变，逐渐条理清晰。执教《自制指南针》时，如果根据教材活动安排，给出材料，让学生按着书本上的步骤动手制作一个指南针。这样的教学活动强化了学生对指南针的记忆和理解，但对思维能力要求不高，无法调动学生思考积极性。教师可以尝试用思维导图，让学生的思维活跃起来。向学生介绍指南针的原理后，让学生成立小组讨论，列出自制指南针所需的材料。有一组列出的材料是钢针、小圆盘。其他小组提出钢针没有磁性，不会指方向。又有同学指出，钢针放在圆盘内不会转动，问题出在哪？这时进入第二阶段，小组讨论自制指南针成功的条件，学生们各抒己见，老师边引导边梳理，最终得出成功的要点是钢针带磁性了吗？钢针转动了吗？第三阶段开始，重新讨论自制指南针所需材料。讨论中出现了很多想法，根据导图中成功要点，经过不断的验证修正，最终加上了磁铁、方块泡沫、水等材料。就这样通过思维碰撞，最终敲定材料，再按照教材的步骤做，清晰明了。图2《自制指南针》材料选择思维导图三、赋予创造空间，提升思维水平创造性思维是高阶思维的核心，在已有知识经验的基础上，由发散思维、概括能力、分析评价等一系列思维活动共同参与后的成果，它要求学生的思维自由开放，想象力丰富多彩，体现在学生主动发现问题、提出见解，并且解决问题。1.打破思维“框架”，解锁想象空间。学生在思维训练初始阶段，以机械记忆为主，理解记忆为辅。小有所成阶段，在教师的指引下，可以沿着既定的思维导图脉络，思维的触手探得更广、更远，可以在思维过程中反复分析论证总结，得出科学的结论。而创造性思维和传统思维的一个关键区别在于：独立自主性。一般课堂中，学生的思维活动或多或少都受到教师的帮助，接收到相关线索或者方向，思维就像活水入渠，奔腾入海，做到这种程度也相当不错。而创造性思维要求给予学生无限的想象空间，消除固有思维支脉，将自主思考权完整的赋予学生，此时，教师的角色不再是思维导图上的“引路人”，而是服务者和记录者。执教《形形色色的动物》中“描述动物的主要特征”环节，让学生开展小组合作。第一个任务是：小组成员列举出任何能想到的特征，先行记录下来。第二个任务是：让小组内部讨论，对记录的每一个特征进行分析、抽象总结、继而分类，或用树状、或用气泡以及流程图，描绘出属于小组成员的思维导图，建构他们心目中“动物的共同特征”的概念。和平时的思维导图不同，此时看到的思维导图成果，可能面目全非，充满了不确定性，甚至错漏百出，费时费力却和课堂计划大相径庭。但从长远而言，在创作思维导图过程中，学生不断锻炼自己的高阶思维能力，结果是大大提高了思维活动的效率和质量，而且充分发挥了学生大胆想象、敢于创新的思维天赋。2.融入自主探究，创造性解决问题。新课标倡导培养学生主动发现问题、自主探究、解决问题的科学素养，低年级学生都是生活的热爱者、观察者、制造者，教师要把创造性思维的培养从课内延伸到课外生活实践中去，达到学以致用。在低年级小学科学课后，安排有一定数量的课外自主探究活动，自主探究内容思想放飞、形式不限、时间自由、结论多样，源自现实，服务生活，我们可以促使它成为创造性思维萌芽发展的温床。但经常没有受到教师和学生们重视，主要因为课外自主探究活动成效不好，不及预期。难点在于：课外自主探究活动有很强的自主性和拓展性，学生倘若没有家长的指导便毫无头绪，不知道从何下手，一旦受挫不知道如何排除困难，自主探究寸步难行；在家长指导之下，学生又很难在自主探究环节发挥主导作用。在如此境地之下，课外自主探究活动的执行率和效果大打折扣，解决难点要帮助学生找到一套做得到、有效果的自主探究模式。思维导图非常适用于低年级学生的课外自主探究活动，它能够帮助学生快速梳理探究课题的逻辑，从多方位反映各个事物的内在特征和因果联系，教师应充分利用各项自主探究活动，鼓励学生独立思考或开展小组合作探究。培养学生主动参与的积极性，并将思维导图贯穿整个科学探究过程中，创造性解决问题，实现思维水平质的提升。在《制作风向标》课外探究活动中，要求学生小组合作，制作出一个能够有效测量风向的风向标。虽然课本中给了多个提示，例如需要做一个箭头，选用吸管、带橡皮头的铅笔、硬纸片，用电风扇演示等，但二年级学生动手的时候，多数仍然无从下手，无法发现课文中的关键提示和制作风向标存在何种关联。此时采用思维导图的方式，首先学生明白风向标的原理：风吹到风向标，让风向标转动后停止，最终指针可以指明风向。通过原理倒推出所需条件，要有风、要有一个风向标、要能随风转动、需要标明方向。可以将这四个因素作为一级分支，分别解决问题，于是形成二级分支，难点在于第二、第三要点。通过观察风向标图案，罗列出风向标的各种构成零部件，形成第三分支，即指针、支架、底座等，反复猜想、验证、改进，得出第四分支，即用吸管做指针、硬纸片做箭头箭尾、用铅笔做支架、用泡沫垫或沙盘做底座。而随风转动，参考常见的风车玩具，联想到用大头针连接吸管和铅笔头上的橡皮擦。学生小组边绘制思维导图，边动手制作，思维先行，实践验证，进而反馈调整，将原本复杂的工程变为思路清晰的科学探究活动。总之，思维是小学科学课堂教学的