引发认知冲突发展学生科学思维
如何有效互动,促进学生思维发展
如何有效互动，促动学生思维发展“教学如何促动学生的思维发展”这个命题涵盖两个系统方面的内容：一是相关教师的“教”，二是相关学生的“学”。
教与学是辩证地、有机地统一在一起的。
教学相长。
只有教学相互促动。
教师与学生相互配合。
才能在教学实践中更好地促动学生的思维发展。
一、教学促动学生思维发展的机制1、教师“会教”是促动学生思维发展的先导会教是学生实行有价值思维的先导和催化剂。
会教，就是教者要思如泉涌，循循善诱，环环妙引，层层巧导；或引导，以激发“情感场”，补充思维的能源，启发思考问题的路线、途径；或指导，用科学的思维方法寻找思维的“诱发点”；或疏导，以越过思维的障碍；或疑导，以激起学生的认知冲突。
想要达到“会教”的境界，教师不但要具有精深的学科专业素养，广博的教育心理学知识，而且还要善于依据教学目标，结合教学内容，充分发挥学生思维的主体作用。
2、培养问题意识是促动学生思维发展的前提思维由问题而起．问题是思维的“诱发剂”，它能激起学生的认知冲突，激起学生探究的兴趣，打开学生的思维闸门。
使思维处于活跃状态。
所以。
教师要善于激活学生集体中面对同一命题产生的诸多疑问，引导学生共同思索，彼此质疑，相互辩论．使每个学生能够发现自己主观世界里的种种认知冲突，并使各自的想法、见解发生变化，从而使每个学生进入“愤”与“悱”的更高境界。
3、重视思维方法的训练是促动学生思维发展的保证思维方法是人们发现问题、解决问题的门径，是人们理解事物的工具。
给学生以科学思维方法上的指导，使学生掌握有效的思维方法，并向现实应用发生迁移，是“教学促动学生思维发展”的保证。
指导思维方法，既要注重抽象(理性)思维方法的指导，充分利用左脑；又要注重形象(感性)思维方法的指导，努力开发右脑；更要注重实践(实际思维)方法的指导，培养学生苦苦质疑的兴趣、主动性和对问题孜孜以求解决的积极心态。
指导的重心是教给学生处理问题的策略与水平。
其次。
教师要善于抓住思维过程来指导。
高中生物教学中学生科学思维的培养——以“卡尔文循环”为例
ʌ课堂聚焦·课堂新探ɔ高中生物教学中学生科学思维的培养以 卡尔文循环 为例盛国跃１，程㊀永２（１ 金华市教育教学研究中心，浙江金华㊀３２１０１７；２ 永康市第一中学，浙江永康㊀３２１３０４）ʌ摘㊀要ɔ科学思维是我国中学生物学科课程目标的重要组成部分，也是培养学生学科核心素养的关键㊂卡尔文循环及其发现历程富含科学思维，是发展学生科学思维的良好载体㊂文章通过卡尔文循环的发现历程培养学生的推理思维和演绎思维，通过卡尔文循环的概念模型培养学生的建模思维和创造性思维㊂ʌ关键词ɔ卡尔文循环；科学思维；演绎；推理；模型ʌ作者简介ɔ盛国跃，高级教师；程永，一级教师㊂ʌ基金项目ɔ中国教育学会２０１９年度教育科研规划课题 聚焦生物学重要概念的单元整体教学研究与实践 （２０１９３３０００９０５Ｂ）‘普通高中生物学课程标准（２０１７年版）“明确提出，学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括㊁演绎与推理㊁模型与建模㊁批判性思维㊁创造性思维等方法，探讨㊁阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题［１］㊂科学思维的培育，强调通过科学理论由来㊁探究与应用等方面的教学，加深学生对科学知识理解的深度和广度，从而改善学生的科学思维及科学素养［２］㊂生物学科是一门实验学科，是对未知世界的探索和验证，其中包含大量科学发现史的内容㊂每一个科学发现的过程不仅反映了科学家敏锐的科学嗅觉，而且体现其严谨的科学思维和敢于创新的勇气㊂卡尔文循环是浙教版高中生物学必修１中 光合作用 一章的教学重点和难点，是科学探索史上的一颗璀璨明珠㊂其涉及的代谢反应错综复杂，特别是科学家在探索这些代谢反应的过程中涉及的多个经典实验是发展学生科学思维的良好载体㊂一㊁卡尔文循环教学内容隐含的科学思维从卡尔文循环的发现史中不难发现，其实验过程隐含多种科学思维㊂如英国科学家布莱克曼研究光强度和温度对光合作用的影响实验，德国科学家瓦尔堡用藻类进行的闪光实验，体现了科学推理思维；卡尔文发现碳反应最初产物㊁二氧化碳最初受体的研究实验，体现了 假说 演绎 的科学演绎思维；基于实验过程中得出的零散实证结果，构建卡尔文循环模型，体现了利用相关证据构建模型的科学建模思维；运用卡尔文循环模型解释现代生物科技取得的成果及展望提高光合作用产量的研究方向，体现了科学创新思维㊂二㊁培养学生科学思维的教学策略基于卡尔文循环发现史中大量多层次㊁循序渐进的实验，针对高中阶段的教学目标，教师可在教学中围绕碳反应的发现实验和探究ＣＯ２如何转化为糖这两个实验展开讨论，厘清物质的转化关系，让学生逐步构建卡尔文循环模型，并指导学生利用卡尔文循环模型的原理，解释为什么改变环境条件可以提高光合作用产量㊂在实现知识目标的同时促进学生科学思维核心素养的发展㊂（一）分析碳反应的发现实验，培养推理思维推理是根据已知条件推导出未知结论的思维形态［３］㊂在生物学的学习中侧重基于证据的推理，其基本过程是从已有经验和问题情境中识别㊁转换，并形成证据，然后利用证据进行推理，得出结论，从而解决问题㊂碳反应的发现历程是基于证据推理的典范，是培养学生推理思维的较好素材㊂在教学过程中，教师以碳反应的发现历程为情境，引导学生识别㊁筛选证据，转换㊁形成证据，应用㊁评价证据，从而有效地发展学生的推理思维㊂推理的起点在于问题，问题的产生需要有真实的情境㊂教师在教学中可以先展示关于英国科学家布莱克曼在研究光强度㊁温度对光合作用影响时的发现实验资料，即在弱光下增加光强度能提高光合速率，但当光强度增加到一定值时，再增加光强度则不再提高光合速率㊂通过这一情境可以激发学生产生认知冲突㊂接下来，教师可以向学生提出问题：光合速率只在一定范围内与光强度呈正相关的原因是什么？在这一问题的驱动下，教师可以引导学生进行如下推理：①由光反应的过程可知，当光强度低时，光强度限制了光合速率；②光反应的知识不能合理解释光强度高时的实验结果；③推测光合作用可能存在一个与光照无关的过程㊂科学推理是渐进式的，推理得出的结论需要有新的证据去证实或证伪㊂为此，教师可以继续展示德国科学家瓦尔堡用藻类进行闪光实验的资料㊂资料显示，在光能量相同的前提下，一组实验用连续光照射，另一组实验用中间间隔一定暗期的闪光照射，发现闪光照射下的光合效率是连续光照射下的２００４００㊂在此基础上，教师可以继续向学生提出问题：为什么在光能量相同的情况下，闪光照射实验组的光合效率更高？教师可以引导学生模仿前一问题的推理过程，推导出 光合作用包括依赖光的光反应和与光无关的暗反应两个过程 这一初步结论㊂随着研究的深入，科学家发现，暗反应在黑暗中反应的时间极短，而在有光的情况下才能连续不断地进行㊂据此，教师可以引导学生推导出 光合作用除光反应外，还存在一个不依赖光但依赖光反应产物的过程 的结论㊂（二）研究卡尔文循环的相关实验，培养演绎思维假说是科学理论形成的必要环节，其必须经过检验才能发展为科学理论，而假说的检验离不开演绎㊂ 假说 演绎 的一般步骤为：观察现象ң提出问题ң做出假设ң演绎（以假说为前提推理出一种必然性结论，便于反证假说的正确性）ң实验验证（通过科学实验检验推理的正确性，提升假说的正确性）ң得出结论㊂探索卡尔文循环中物质变化的系列实验的演进过程与 假说 演绎 的思想高度吻合，其中ＣＯ２最初受体的发现过程尤为明显㊂在培养学生演绎思维的过程中，教师引导学生提出假说是最关键的一步，而假说的提出是基于问题解决的，故在ＣＯ２最初受体的教学中，教师可以引导学生提出问题：通过对卡尔文等科学家研究碳反应中物质变化的实验过程及结果的分析，明确了碳反应中ＣＯ２的固定产物，那么其最初受体是什么？学生的认知水平在不断地试错㊁不断地修正中发展，其针对问题的 假说 演绎 能力发展是一个迂回上升的过程㊂因此，在教学中，教师需引导学生经历多次 假说 演绎 验证 的过程㊂第一轮 假说 演绎 验证 的具体过程为：①第一次假说，ＣＯ２分子在酶的作用下相互固定，３个ＣＯ２分子聚合生成一个３－磷酸甘油酸（以下简称 三碳酸 ）；②演绎推理，若该假说成立，则用１４Ｃ标记ＣＯ２，生成的三碳酸中３个碳原子都有放射性；③实验验证，实验结果表明，最初生成的三碳酸中只有羧基碳带有放射性（以资料的形式展示给学生），可知该假说不成立㊂在提出的初步假说被否定后，教师需及时补充资料，为学生提出新的假说做好铺垫㊂此时可向学生展示资料：卡尔文在研究过程中发现，光照下三碳酸和核酮糖－１，５－双磷酸（下文简称ＲｕＢＰ）很快达到饱和并保持稳定㊂在此基础上教师可以引导学生进行第二轮 假说 演绎 验证 ，具体过程为：①第二次假说，在光合作用中，ＣＯ２受体源源不断地消耗和产生，受体含量应保持稳定，而ＲｕＢＰ含量经常处于稳定状态，因此ＣＯ２最初受体为ＲｕＢＰ；②演绎推理，若该假说成立，当突然停止供应ＣＯ２时，短时间内ＲｕＢＰ将因消耗变小而得到积累，而最初产物三碳酸（ＰＧＡ）含量将下降；③实验验证，展示改变ＣＯ２供给浓度的实验结果（如图１）；④得出结论，实验结果与演绎推理的结果一致，说明该假说正确，即ＣＯ２最初受体为ＲｕＢＰ㊂由于这一结论是学生在经历多次的自我否定和肯定中逐步构建的，因此他们对结论会有更深刻的理解㊂图１卡尔文循环中的物质变化是教学的重点也是学生学习的难点，教学中以 假说 演绎 验证 为主线，利用卡尔文设计的相关实验及结果为演绎推理的依据，让学生在发现问题和解决问题中突破思维的瓶颈，顺利地发展了学生的演绎推理思维㊂（三）构建卡尔文循环模型，培养建模思维生物建模是一种通过建立和研究模型来揭示原型的形态㊁特征和本质的方法，它能有效地发展学生的学科核心素养［４］㊂生物建模是思维的产物，包括构建㊁完善㊁修正㊁检验模型等基本阶段，它以观察和实验为基础，以抽象和分析为基本手段㊂卡尔文循环正是科学家在观察和实验的基础上通过抽象和分析的方法得到的产物，学生想要真正理解其内容就必须经历建模的过程㊂通过如上文所述的推理㊁演绎过程，学生已经逐渐掌握光合作用以ＣＯ２为原料，ＣＯ２的最初受体是ＲｕＢＰ，碳反应的最初产物是三碳酸㊁终产物是糖类等知识㊂但这些都是零散的事实性知识，教师需引导学生利用事实构建概念，即构建出卡尔文循环的概念模型㊂建模的过程是学生将离散的知识结构化的过程，需要以原有的知识为基础㊂因此，建模的第一步是引导学生对所学的事实性知识进行梳理，厘清碳反应中的物质变化过程：ＣＯ２＋ＲｕＢＰң三碳酸ң三碳糖ңＲｕＢＰ㊂这种梳理是线条式的，而碳反应中的物质变化是循环的，因此，引导学生构建起循环模型的框架是一个难点㊂要突破这一难点就需要教师帮助学生找到与原有知识的统整点㊂ ＡＴＰ－ＡＤＰ循环 （如图２）与碳反应中的物质循环在模式上有一定的相似性㊂故教学中教师可引导学生将梳理出来的物质变化与 ＡＴＰ－ＡＤＰ循环 进行类比，构建出卡尔文循环的初步模型（如图３）㊂碳反应中的物质变化是能量转化的载体，要完善卡尔文循环模型，就需要探讨碳反应中的能量变化㊂碳反应中有三次能量转移，第一次和第二次是ＡＴＰ和ＮＡＤＰＨ中的活跃化学能通过还原三碳酸转移到三碳糖中，第三次是ＡＴＰ中的活跃化学能通过ＲｕＢＰ再生过程转移到ＲｕＢＰ中㊂在探讨这三次能量转化的过程中，教师引导学生逐步构建完善的卡尔文循环模型（如图４）㊂任何一个模型都需要经历验证的过程，对于学生而言，验证自己所构建模型的过程也是自我反思的过程㊂因此，教师还需引导学生将自己所构建的模型与科学家构建的卡尔文循环模型进行对比，以验证模型的科学性㊂图２㊀ＡＴＰ－ＡＤＰ循环示意图图３㊀卡尔文循环初步模型图图４㊀卡尔文循环模型完善图卡尔文循环是经典的概念模型，学生在对其进行建模的过程中收获的不仅仅是概念知识，还有建模的方法㊂学生一旦将建模的方法内化为自己的认知图式，就能获得思维和认知水平的跃进㊂（四）运用卡尔文循环模型，培养创造性思维创造性思维是指产生新思想的思维活动，它突破常规和传统，不拘泥于既有的结论，以新颖㊁独特的方式解决新问题㊂创造性思维以知识和实践为基础，以创造性地应用知识解决问题为导向㊂创造性思维是社会建构的产物，它不仅存在于个体的内部，也存在于社会生活中㊂因此，教师在培养学生创造性思维的过程中，需创设一个真实的社会化情境㊂粮食危机就是一个与卡尔文循环的应用契合度较高的情景㊂故教师可展示相关资料，并引导学生提出问题：从卡尔文循环角度提高农作物产量的途径有哪些？创造性思维不能脱离实际，否则就是空想，因此教学中教师应给学生一个思维的脚手架，帮助学生思考㊂如充分利用卡尔文循环模型梳理碳反应中物质和能量的变化，从而明确解决问题的基本思路和方向；通过提高ＣＯ２固定的效率，提高三碳酸还原的速率；等等㊂思维的深度和广度是创造性思维的重要指标㊂因此，在学生有了思考的方向后，教师还需引导学生结合模型深化问题解决的措施㊂在此过程中，教师可以引导学生思考卡尔文循环模型中各个阶段的影响因素，如Ｒｕｂｉｓｃｏ酶影响了ＣＯ２固定的效率，因而可以通过提高该酶的活性和数量来提高农作物的产量等㊂创造性思维是基于当前理论的原理和本质清楚地勾画和解决问题的思维活动㊂比如，教师可以以如何提高农作物产量这一问题为载体，培养学生的创造性解决问题的能力，让学生在运用知识解决生产实践问题的过程中获得学习成就感，使学生在深化理解卡尔文循环模型原理的同时，发展创造性思维㊂三㊁结语教育的本质在于学生思维能力的培养，其根本的课程目标以学生思维训练的需要为核心［５］㊂高中生物学科的教学价值不仅仅在于让学生掌握生物事实，更在于培养学生应对未来的能力，即科学思维能力㊂教师在教学中应充分挖掘教学内容所蕴含的科学思维，将科学思维的培养融入课堂教学中，通过创设真实的情境点燃学生的思维，通过观察㊁实验等方法为学生提供思维的支架，通过联系生活实际为学生的思维提供原动力㊂参考文献：［１］中华人民共和国教育部．普通高中生物学课程标准（２０１７年版）［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０１８．［２］魏凤国，谢妤．基于ＨＰＳ理念培育科学思维核心素养的教学设计：以 生物膜的流动镶嵌模型 为例［Ｊ］．生物学通报，２０１９（５）：２０－２２．［３］黄士平．简明逻辑学［Ｍ］．武汉：湖北教育出版社，２００５．［４］鲜璐锾．建模教学策略在重庆市高中生物教学中的应用研究［Ｄ］．重庆：西南大学，２０２０．［５］史宁中．试论教育的本原［Ｊ］．教育研究，２００９（８）：３－１０．（责任编辑：罗小荧）（上接第３２页）三㊁结语综上所述，教师应该立足学科整体理解的高度，加深对教材内容先后顺序编排的理解和学习，准确把握学生的认知障碍及发展规律，厘清 水的组成 在化学学科体系中的知识结构关联与功能地位等，这样才能更好地把握教材与知识的内涵和本体价值㊂教学过程中精选表现型的学习任务，设置引发学生积极主动思考的课堂文化，让学生感悟水的组成 的研究方法和学习意义，初步形成以 宏微符 定性与定量 相结合来研究物质组成及其变化的多样性的认识路径和认识维度，使学生逐步形成化学学科核心观念，渗透和落实学科的育人功能㊂（注：本文系福建省罗月旺名师工作室研修项目阶段性成果㊂）参考文献：［１］李政涛．深度开发与转化学科教学的 育人价值 ［Ｊ］．课程㊃教材㊃教法，２０１９（３）：５５－６１，１０１．［２］梁弘文，武衍杰，王秀红，等．中学生 酸碱盐 概念认识发展现状研究［Ｊ］．化学教学，２０１９（３）：１９－２３，３０．［３］万延岚，李倩．对‘普通高中化学课程标准（２０１７年版）“中 情境素材建议 的分析与启示［Ｊ］．化学教学，２０１９（７）：１４－１９．［４］何彩霞．围绕 化学元素观 展开深入学习：以 水的组成 教学为例［Ｊ］．化学教育，２０１３（４）：３６－３９．［５］严文法，王小梅，李彦花．新课标视域下化学史的科学本质教育功能研究［Ｊ］．化学教学，２０２０（１）：３－７．（责任编辑：罗小荧）。
基于教会学生思考的教学原则及建议
新时代教育教育论坛·292·《普通高中数学课程标准（2017 年版 2020年修订）》在基本理念上提出了更深层次的要求，倡导以学生发展为本，落实立德树人的根本任务，培育创新精神和创新意识；高中数学课程要面向全体学生，实现：人人都能获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展。现在是信息化时代，就要求教师紧跟时代发展，掌握基本的信息技术，且对学生思维方面的培养提出更高要求。在教学评价上不仅要关注学生知识技能的掌握，更要关注数学学科核心素养的形成和发展，建立目标多元、方式多样、重视过程的评价体系。打破应试教育只重视成绩，评价方式单一的局面，发展学生的情感态度与价值观，提高学生对数学学习的兴趣。在学生的学习方式上提出自主学习，合作交流等方式，不限于模仿、记忆与刷题的学习方式。创新意识和创新精神的培养是数学教育的重要任务，作为数学教师责无旁贷。在数学教与学的过程中，创新的核心是学会思考和独立思考。教师在课堂上要给学生留有足够的时间去思考，培养学生思考的能力。一、基于教会学生思考的教学原则（一）过程的渐进性原则根据认识论的观点，人类对事物的认识是一个从容易到困难、从简单到复杂以及逐步递进的过程。同理，数学的学习也应是一个由浅层到深层、由易到难、由简到繁的过程。数学方法、数学思想和问题解决的策略都具有较强的系统性，不可能一蹴而就。渐进性原则就是要求学生踏踏实实地夯实基础，一步一个台阶地逐步得到提高。就像建房子一样，若地基不扎实，则搭建不了美丽的高楼大厦。渐进性原则就是要求教师在教学中，弄清学生知识的认知顺序，并和教材内容的编排顺序紧密结合起来，加强新旧知识的联系。针对难度较大的问题，教师要以降低问题难度为目的，按照一定的原则，将其设置成一组有层次的子问题，从而使所设摘要：们上进的意志、生有很大的影响。数学可以被教得最好，让学生兴致勃勃，创新意识。关键词：高中数学；学会思考；教学设计基于教会学生思考的教学原则及建议哈尔滨市德强学校/王莉计的问题适合学生的知识水平，设计这些子问题时要注意彼此之间的衔接，彰显出思维的层次性。不同的问题要以学生已有的知识经验为“生长点”，实现提高学生的“四基、四能”，发展学生的最近发展区。（二）思想的启发性原则一切教学的设计都需要某些教学思想的支撑。思想的启发性是指在教学过程中要展现出学生的主体地位，采取各类有效的措施来调动学生的主动性，指导学生进行独立地思考，积极主动地学习。通过问题的堆砌来推动教学，在解决问题的过程中，教师尽量让学生把自己思考问题的过程充分呈现出来，只有通过师生、生生之间的交流与探讨的过程，方能出现闪耀的思维火花。 传统的课堂往往是经过教师精心准备，且是以教师的讲授为主，教师纯粹地把学生当作被动接受知识的“机器”，而忽视学生在学习中的主观能动性。在这种教学方式下，教师没有给学生提供表达自身想法的机会，学生的亮点得不到展现，进而扼杀了学生的创造力。目前学生不喜欢数学，觉得数学是枯燥乏味的原因之一是教师的该类授课方式。如果教师能在启发引导方面多花时间，在课堂上，让学生也能经历数学家当时碰到这个问题的心理路程，这不仅能改善学生对数学学科的看法，激发数学学习的兴趣，也能带动他们的思维，培养独立思考的能力及更深刻体会数学思想。思想的启发性是与尊重学生的主体地位，给学生留有思考的时间，允许犯错，培养学生的独立思考能力尤其是创新能力的培养息息相关。（三）问题的结构化原则“问题是数学的心脏”，所以数学的发展与问题的提出密不可分，而数学研究首先必须要提出一个问题。当学生开始学习新的数学知识的时候，对学生来说，等同于进入未知领域，这本质上是数学研究的开始。因此，在新授课中，首当其冲就是提出本节课的核心问题，有了核心问题就是有了本节课的目标和方向。这个核心问题的提出也应让学生理解数学的概念、公式、定理和其他知识皆是为问题解决的需要而出现的，并不是数学家们的想当然。 提出了核心问题，接着就是解决问题，在这一过程中可能需要提出一连串的子问题。解决一个问题，产生一个新问题，再解决问题，再产生新问题，通过解决这些子问题，最终解决核心问题，这样就形成了一个以问题为导向、紧密衔接、逐次递进的过程。问题的解决就意味着创新、创造，所以要把学习活动转化为一项蕴含开创性意义的工作，为学生创新意识的培养做出贡献。因而每节课的问题设计，都应按照其内在的认知逻辑、思维导向、秩序化为逻辑结构，实现每课问题化、每课问题结构化、每课解题教学化。新时代教育教育论坛·293·参考文献：[1]李加树.问题引领,让学生学会深度思考[J].小学数学教育,2019(Z2):17-18.[2]涂荣豹.数学教学设计原理的构建:教会学生思考[M].北京:科学出版社,201.[3]浅析数学立体几何中数学语言的相互转化[J].牟颜.中华少年.2019(05).[4]高中数学语言教学中的问题、成因及对策[J].黄桂君,田冬军,钟志华.数学通报. 2019(07).作者简介：王莉（1989— ），女，汉族，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨市德强学校高中部数学教师，中教一级，大学本科，数学与应用数学。
胡卫平教授《小学科学思维型教学》专题讲座
胡卫平和周青教授的专题讲座引起学员广泛关注并热烈讨论陕西师范大学教授、国家985教师教育创新平台首席科学家胡卫平，11月5日在运城学院为参加“国培计划”——山西省（2011）农村骨干教师短期集中培训项目小学科学班全体学员精彩讲授《小学科学思维型教学》，受到学员高度赞扬并引起热烈讨论。
胡伟平教授主要研究领域为课程与教学论、中小学生能力发展与培养、科学教育、创造力等。
出版专著4部，教材4部。
在国内外核心刊物上发表论文50余篇，其中SSCI源刊物论文2篇，实现了山西省SSCI源刊物论文零的突破。
曾获中国图书奖、国家图书奖提名奖、山西省社会科学研究优秀成果一等奖、教育部优秀青年教师资助计划等省部级科研奖励8项，获山西省高等学校师德师风先进个人和山西省五一劳动奖章。
“十五”期间，主持国家级及省（部）级课题8项，横向课题10项，年均课题经费20多万元。
在科学教育方面具有颇深的造诣，曾经到全国10多个省的近百所中、小学讲学与指导。
来自晋城市高平实验小学的张香兰说：今天，听了胡卫平老师讲的《小学科学思维型教育》，受益匪浅，深感作为一名科学教师肩上的责任重大。
我们不仅要教给学生生活必需的知识，还要教给学生生存的本领，让学生明白生命的意义，做身体健康、心理健康、品质高尚，具有创造性的社会合格人才。
通过老师讲解，使我明确小学科学教学要以激发学生思维为核心，在教学中充分发挥教师的主体作用，在学习中充分发挥学生的主体作用。
学生的学习是一个积极主动的建构过程，教师要为学生创设良好的学习环境，设置适当的问题情境，引起学生的认知冲突，激发学生的鸡鸡思维。
通过“引入问题——活动过程——总结与反思——运用与拓展”四个基本环节，培养学生科学素养，提高学生应用所学到的思维方法解决生活中的实际问题的能力。
此外，要想取得更好的教学效果，真正促进学生思维，就要精心备课，努力做到以下几点：1、明确课堂教学目标，制定课堂教学规划。
2、突出知识形成过程，注意各种方法教育。
巧用“非常规”物理实验培育学生学科品质
巧用“非常规”物理实验培育学生学科品质作者：王小军史粉莉来源：《陕西教育·教学》2024年第06期教师在教学中可以充分利用学生生活中的易得器具、学习用品、玩具、手机等，开发出展示物理现象、启迪物理思维、揭示物理规律等寓教于乐的“非常规”物理实验，既简便易得生活化，又能很好地体现自创性、体验性、趣味性。
下面，笔者将“非常规”物理实验分为“情境实验”“体悟实验”“探究实验”“创新实验”四类，通过列举、分析相关实验案例，梳理“非常规”物理实验的功能作用与育人价值。
一、情境实验——创设情境激发学生学习兴趣创设情境是学生有效学习的基础，创设情境进行教学，在培育学生物理学科核心素养方面有着重要作用。
在情境中产生疑难，在疑难中产生问题，引发学生认知冲突，促使学生积极思考，对其核心素养培育至关重要。
教学中教师可以根据教学目标，利用生活中各种不起眼的物品，创设一些能使学生产生认知冲突，或与现实生活和已有经验相矛盾的情境，调动学生学习积极性，启发学生深度思维。
在进行自由落体教学中，可以把一张纸对折拆分成两张相同的纸，然后将其中一张纸揉成纸团，将纸团和纸张从同一高度同时静止释放，随即提出问题：两张纸谁先落地？两张纸质量相同，一个揉成团，一个是一张纸，为什么下落时间不一样呢？引发学生认知冲突。
指导分析原因：物体体积不同、空气阻力大小不同，会影响其落体运动，导致下落的时间不同。
在进行超重与失重教学时，可以自制失重演示仪（图1），将两个环形磁铁穿在一根筷子上面，初始两个环形磁铁异名磁极相对且静止于筷子上，将这一系统整体平稳抛出，会观察到两个环形磁铁相互吸引到一起，这是为什么呢？让学生带着问题学习。
在学完超重和失重规律以后进行原因分析：两个环形磁铁被抛出后处于完全失重状态，环形磁铁与筷子之间的弹力为0，导致环形磁铁与筷子之间没有摩擦力，又因为环形磁铁间的相互吸引使得磁铁移动到了一起。
情境实验意在通过实验创设真实情境，并设置合适的问题，激发学生探究欲，培养学生通过观察实验现象发现问题、提出问题、解决问题的能力。
小学科学教育中的科学思维及其培养策略探究
龙源期刊网 小学科学教育中的科学思维及其培养策略探究作者：陈缘来源：《学习与科普》2019年第27期摘要：小学阶段的科学课程，要求教师根据课程标准讲解基础课程内容，将其科学思维能力与科学素养培养联系起来，学生接受科学课程教育的同时，也能熟练掌握科学规律，使得学生能将知识更好地运用到实际生活中。
在小学科学教学中，培养学生的创新科学思维能够有效提升学生的综合素质和个人能力。
因而在具体的教学中，则要求教师能够加强对学生的思维引导。
在小学科学教育中，培养学生的科学思维能够有效提高学生的综合素质，进而提高教师的教学水平，帮助教师及时发现并改正其工作当中存在的问题和不足，以此全面提高小学科学教师的个人教学水平。
关键词：小学科学;科学思维;培养策略引言：科学知识的学习就是一个不断探索知识发展规律的过程。
科学课程的教学要求教师遵循课程教育的基本原则，随着新课改的不断深入，其教学目标明确指出，教师在对学生进行基础知识教学的同时，需要全面提高学生的科学素养。
因此教师在教学设计时，需要分析班级学生的基础知识水平能力，从基础的科学研究手段、逻辑思维方式、创新创造能力等方面入手，制定合理的科学思维培养计划，以期更好地完成科學课程教学的最终目标。
一、思维以及科学思维梗概（一）思维的基本要义思维是结合哲学、生理、心理等多个方面的科学内容进行综合研究，在不同的课程或实践应用中其要义也是不尽相同的。
用一种感性的形象去反应一种事物的属性，经过一个简单的问题处理形式，将内在事物之间的联系体现出来。
思维能力需要一定的意识与思考问题的引导，经过概括性的解释事物之间的联系或规律，将信息认知以及事物发展规律探求一个目标的发展结果。
（二）科学思维的要义科学思维简单的理解就是对思维的科学化，这种问题思考形式就能将成本以及可操作性提升，其次就是科学实践活动与思维应用，与日常思维是相互对应的。
科学思维能够加强对周围事物的理解，借助人的思维去探究事物发展的形态，很多自然现象都是需要经过概括与重新构建的，这样多的变量信息系统经过加工之后，会让人更容易接受。
小学科学探究的定义结构功能材料分析的意义
小学科学探究的定义结构功能材料分析的意义1.加强实物演示，消除错误前概念。
小学生的思维从以具体形象思维为主要形式逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式，因此，教学中应了解学生实际，通过实物演示消除错误概念。
如：在《热传导》中各种材料的导热性能时，学生根据已有的经验，普遍认为铁的传热性能最好，铝的传热性能次之，实验之后，学生前概念发生了转变，知道了银传热性能最好，而且液体的水银是金属传热性能也很好。
所以，抓住学生的思维特点，充分利用实物演示及创造条件实验，积极消除学生的错误前概念，对提高学习效果是很重要的。
2.引发认知冲突，消除错误前概念。
如在《生物的启示》一课，《拱形的力量》实验时，平面纸和拱形纸哪个承受的力量大时，学生普遍认为拱形的力量大，可是在做实验时并没有想象的大，而且两个拱脚向两边分开，这与学生之前原有的前概念发生冲突，从而引出学生思考，为什么承受力会这么小，怎样才能增强承受力，后又通过实验证明在拱脚处加力增强拱形的承受力。
可是又有新问题产生，拱形会变形，怎样才能阻止变形呢？经过进一步的认知冲突，最后得出了拱形承受巨大压力的科学概念。
科学概念是科学知识的基本单位，是思维的基本形式，科学概念的形成过程是分析、比较、概括、判断、推理等思维加工的过程，它的产生建立在它的前概念基础上，所以教师只要把握住学生的前概念，就能更好地提高教学效果。
3.教师要准备适合学生的有结构的材料。
现在材料有很多，但教師选择时仍旧要注意材料的来源和难易程度，尽可能来源于学生熟悉的生活并且易于学生操作。
在教学《计时工具》时，我用可乐瓶制作的沙漏在课堂上演示，从而引出学生探究古代计时工具的兴趣，这样的材料既吸引了学生的眼球又因为取材于生活，便于学生模仿制作。
再加以多媒体课件，我去故宫旅游时拍的视频《日晷》，和日晷的合影，还有南京紫金山天文台的圭表照片、视频等，学生立马兴致盎然。
小学生科学思维六篇
小学生科学思维六篇学校生科学思维范文1一、课前做好探查，了解同学的思维原点建构主义理论认为，同学的学习不是从空白开头的，已有的阅历会影响现在的学习。
因此，科学老师应重视学校生的已有学问阅历和生活实际，了解他们的思维原点，细心设计同学的探究活动，调动同学的学习乐观性和主动性，使探究活动的开展更具有针对性。
在科学探究活动中，老师应敬重同学的思维原点，搭建此岸通向彼岸的桥梁，奇妙地支配教学内容，唤起同学的探究欲望，促进同学探究力量的提升。
从这种意义上说，只有建立在同学思维原点上的探究活动，才是真正意义上的探究。
要了解同学的思维原点，老师就要做大量的探查工作。
这些工作往往都需要在课前完成。
访谈是探查的一个重要方法。
访谈前，老师要在访谈领域、访谈目的、访谈步骤、访谈方法和访谈问题等方面进行细致分析、细心策划，制定切实可行的访谈方案。
访谈时，老师要创设宽松公平的访谈氛围，消退同学的心理压力和顾虑，尽量使用同学熟识的语言，采纳比较亲切的态度，必要时可以借助实物或器材。
要选择同学比较熟识的地方作为访谈地点，有利于消退他们的恐惊感。
如选用同学常常上课用的试验室，由于这个环境比较宁静、同学熟识、空间较大，有利于消退同学的惧怕心理。
访谈尽量做到一对一，以免受其他同学思维的干扰，尽量照看到同学的年龄特点，不拔高对同学的要求。
如在教学《白天与黑夜》一课前，笔者对全班同学关于白天和黑夜形成缘由的猜想进行了访谈，发觉：对太阳东升西落缘由的猜想，同学的思维原点是参差不齐的。
其中，有6人认为太阳的东升西落与乌云、天气……有关，占访谈人数的13.95%；有13人认为太阳围着地球转造成了白天与黑夜现象的消失，占访谈人数的30.23%。
这四成多的同学的想法明显是不正确的。
认为与地球自转有关的有8人，占访谈人数的18.60%，说明这些同学的想法有肯定的科学基础；剩余的同学说不清晰或者没有自己的想法。
从访谈的结果可以看出，同学对白天和黑夜的感知是零碎的、片面的，或者是不完整的，是带有自己主观思想的熟悉，很多熟悉是不科学的，甚至是错误的。
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生物学教学2019年（第44卷
）
第
5期
・21
・
引发认知冲突 发展学生科学思维毛新华1 严晓松$ （1江苏省张家港市常青藤实验中学 张家港215600； 2江苏省张家港市崇真中学 张家港215631）
摘要本文通过具体实例,分析在高中生物学教学中如何通过链接新旧知识、巧用生活素材、借助课堂实验、运用科学史、变换图
像图表诸途径,引发学生认知冲突
,
从而发展学生的科学思维。
关键词认知冲突科学思维途径
认知冲突是一个人已建立的认知结构与当前面临 的学习情境之间产生的无法同构的矛盾与冲突，是已 有知识与经验和新知识之间存在的某种差距而导致的 心理失衡。学生在学习新知识之前，
头脑中并非一片
空白，而是具有不同的认知结构,
学生总是试图以原有
的认知结构来形成对新知识的理解，当遇到不能解释 的新现象时,就会打破之前低层次的“平衡”产生新的
“冲突”，通过“冲突
”
不断化解实现新的平衡与发展
。
引发认知冲突是激发学习欲望、发展学生思维的重要 手段和途径。那么,如何引发认知冲突呢，下面结合笔 者多年的教学实践,通过具体实例探讨高中生物学教 学中引发认知冲突、发展学生科学思维的几个重要 途径。
1链接新旧知识，引发认知冲突
新课教学之前，学生通过已有知识及对日常生活的 观察，对很多生物学现象便已有了自己的认知，这就是
前概念。教学中，若能抓住学生已有的知识，基于这些
前概念，
提出一些出乎学生意料的生物学问题,往往会
引发学生强烈的认知冲突,从而带来很好的教学效果。
例如，在进行模块2“遗传与进化”中有关“
生物的
多样性和适应性是进化的结果”的新课教学时,学生对 生物多样性的认识仅局限于物种多样性，对生物的进
化的认识局限于达尔文的自然选择学说（图1）,怎样
来突破学生这样的“知识瓶颈”呢？
教师首先提出质
疑：达尔文自然选择学说被人们普遍接受，原因是什
么呢？（学生凭已有知识和阅读教材回答：能够科学
化的知识体系，也有利于学生探究合作学习及科学思
维等核心素养的形成。
（基金项目：江苏省教育科学“十三五”
规划2016
年度课题“基于学科教室的课程设计与实施”，No. C - c/2016/02/16）
主要参考文献:1 ］郑晓蕙，李增娇，张文华•核心素养与生物学教学［M］
.
上海：
华东师范大学出版社，
2018： 123.
［2］李能国.基于生物学学科核心素养的课堂转型［J］•生物学教 学，2018, 43（7） : 27.0
地解释生物进化的原因以及生物多样性和适应性。）
教
师又问：此理论是不是完美无缺呢？不足之处是什
么？（学生分析、讨论后回答
：①不能科学解释遗传变
异的本质；②进化的研究局限于个体水平。）教师再问: 随着人们进一步的研究,形成了以自然选择学说为基 础的进化理论是什么？该理论是如何克服达尔文自然
选择学说的不足之处的？该理论认为进化的三个基本
环节和进化的实质是什么？通过步步引入和层层激发 认知冲突，学生求知欲望大增，教师及时出示现代生物
进化理论解释新物种形成示意图（
图2）
o
亠适应环境 的新物种
O代表生物个体扌代表被淘汰
图1达尔文自然选择学说解释新物种的形式示意图
生殖隔离1T基因库的差别物种形成
标志―►
图2现代生物进化理论解释新物种形成的示意图
通过和达尔文自然选择学说示意图的比较和认知 冲突的不断化解,学生由原来的认知结构逐步同化了 新知识，对生物进化理论的发展有一个清晰的脉络，对 知识的理解全面而深刻。
2巧用生活素材，引发认知冲突
学生在生活中凭直觉和不够严密的概括形成了原 始的认知结构。教师可以把课堂和学生生活实际联系
起来，引发学生认知冲突,使学生意识到新经验与原有
观念不一致，从而激发他们产生学习的心理需求。
例如,在夏至这一天，
假设下列地区温度相同且同
为晴天，问某相同大小的同种植物个体有机物积累最 多的是（）：A.哈尔滨;B.北京;C.上海;D.海口。
遇
到这类问题时,学生往往根据生活经验,想象海口天气 炎热，阳光充足
，
从而毫不犹豫地选择错误答案
D。这
道题是跨学科综合题，教师应及时根据地理学科知识
启发提问：在北半球
，
夏至这天,光照时间最长的地区 ・22・
生物学教学
2019年（第44卷）
第
5期
在哪里？
（学生回答或查询资料回答在北极
，
夏至这
天，北半球出现极昼现象），北极纬度怎样？（学生回
答最高。）那么，上述供选地区纬度最高的应是哪一地 区呢？学生顿悟，迅速得到正确答案A。对于学生由于生活经验引发的“错误”，教师要加 以引导，不失时机地进行点拨，起到指点迷津的作用， 可使学生冲破混沌状态,突然茅塞顿开，思维顺畅。这 样的教学效果必然能激发学生的学习兴趣，若教师一 味地批评或直接纠正学生的错误，会挫伤他们学习的 积极性。3借助课堂实验，引发认知冲突通过生物学课堂实验，在学生面前呈现与他们已 有知识和经验不能得到或者意想不到的新现象。学生 要用原有认知结构去同化、解释这些新现象，往往感到 困惑、迷惘，进而引发认知冲突，使学生产生强烈的探 究欲望。例如，在帮助学生理解“ATP是直接为细胞生命 活动提供能量的一种有机物”时,学生初学时常有这样 的思维冲突：糖类是细胞生命活动的主要能源物质, 而糖类中的葡萄糖又是重要的能源物质，并且葡萄糖 是单糖，分子量小，易于吸收，抢救一个严重的低血糖 患者时常常是静脉注射葡萄糖溶液，为什么葡萄糖不 是细胞中的直接能源物质呢？如果能在课堂上创设一 个实验体验情境，突破学生的思维障碍就能迎刃而解。 为此，教师可设计“ATP使疲劳的腓肠肌恢复收缩能力” 的演示实验：①材料用具：制备好的蛙腓肠肌;质量浓 度为0.65 g/dL的氯化钠溶液，质量浓度为1. 2 g/dL的 葡萄糖溶液、ATP针剂;解剖盘、铜锌叉、玻璃分针、剪 刀、载玻片、坐标纸、滴管、洗水纸、培养皿。②实验过 程：用剪刀剪下长约1 cm、宽约0. 5 cm的一条新鲜的 蛙腓肠肌，放入质量浓度为0. 65 g/dL的氯化钠的培养 皿中，在载玻片的中央滴2滴质量浓度为0. 65 g/dL的 氯化钠溶液。用玻璃分针挑取上述肌肉，放在载玻片 上的氯化钠溶液中,并且使肌肉呈直线状，将载玻片放 在坐标纸上，测量并记录肌肉的长度。用铜锌叉间歇 刺激肌肉，直到肌肉疲劳不能收缩为止。随后向刚刚丧 失收缩功能的这块离体肌肉滴上一滴质量浓度为1・2 g/ dL的葡萄糖溶液，用铜锌叉刺激肌肉，测量并记录其 长度。用吸水纸吸去离体肌肉上的葡萄糖溶液。最后 向这块离体肌肉上滴1滴ATP溶液，用铜锌叉刺激肌 肉,测量并记录其长度。“百闻不如一见”，通过上述实验学生亲自观察到 只有ATP能使疲劳的腓肠肌恢复收缩能力，而葡萄糖 不能,从而对“ATP是直接为细胞生命活动提供能量 的一种有机物”的理解有了更丰富的感性认识。4运用科学史,引发认知冲突“科学思维”是指尊重事实与证据，崇尚严谨和务实 的求知态度,运用科学的思维方法认识事物,解决实际
问题的思维习惯和能力。生物科学的发展史就是一代
代的科学家既继承了前人的科学成就，同时又利用批判 性思维不断地对前人的科学成就进行发展与创新。
例如，对于“DNA是生物的主要遗传物质”这一生
物学核心概念的由来就是一个较为漫长的认识过程（图
3），通过学习科学家的认识过程,教师在教学中适时引
导，激发学生认知冲突,能很好地培养学生的科学思维。
理由:蛋白质的 结构具有 多样性和 特异性DNA的结构具 有多样性和特 异性，并且结 构稳定，能自 我复制和指导 蛋白质的合成
绝大多数生 物的遗传物 质是DNA, 少数生物的 遗传物质是RNA
科学思维：
（批判性思维）
认识过程:蛋白质是 遗传物质DNA是唯一 的遗传物质二DNA是主要
的遗传物质
/\肺炎双球菌
转化实验噬 菌体侵染细 菌实验
1烟草花叶
病毒对烟 草细胞的 感染实验
I
i
能自我复制）1再否定 （有些病毒
中没有DNA）
现在的 最新认识
图3遗传物质的认识过程图5变换图像图表，引发认知冲突
图文并茂，以图代文,是生物学学科知识呈现的一
大特点。图像中蕴含了大量的生物学信息，而这些信息 是文字所无法描述的。生物学图像是生物学知识的载
体之一，
是生物学教学的第二语言
。高考生物学试题中
常出现很多图表，因为图表是生物学知识与物理模型之
间、实验数据和数学模型之间的一条重要纽带，是具体与
抽象相结合的体现，它能清晰、直观地表达生物现象和生
理过程，正确反映生物的生理规律和内涵，是科学研究的
好方法，是提高学生过程分析能力的有效途径之一。
例如，正常情况下我们理解染色体、染色单体及核
DNA的关系时呈现图4,学生在学习中已经构建了着丝 点分裂前后染色体形态的模型图,但在完成下面这道高 考题时，产生了认知冲突,教师引导学生仔细审题,大多
数学生能够突破思维障碍，完满得到正确答案O
复制螺旋化-¥
着丝点分裂R 末期
-A
染色体加悟"
1条染色体 1条染色体 1条染色体 2条染色体 1条染色体
1个DNA分子2个DNA分子2个DNA分子2
个DNA
分子［个DNA
分子
无染色单体2条染色单体2条染色单体无染色单体无染色单体
图4
染色体数、染色单体数及核DNA分子数关系图