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1、开展科学思维与创新，促进核心素养养成 摘要结合典型的科学教学案例，从模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新四个方面探讨如何开展学生的“科学思维与创新素养，从而促进学生核心素养的养成。关键词科学思维与创新;核心素养;模型建构;科学推理;科学论证;质疑创新中图分类号G633.98文献标识码A文章编号1674-6058202102-0083-03列夫托尔斯泰曾经说过知识，只有当它靠积极的思维得来，而不是凭记忆得来的时候，才是真正的知识。因此，我们不仅要在思想上重视“科学思维与创新，还要在实际行动中对“科学思维与创新加以培养。“科学思维与创新主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新四个方面。下面
2、笔者结合具体教学案例来谈谈如何在科学教学中开展学生的“科学思维与创新素养，促进学生核心素养的养成。一、模型建构模型建构作为一种认知手段和思维方式，是学生根据研究的问题和情境，在对客观事物抽象和概括的根底上构建易于研究的、能反映事物本质特征和共同属性的理想模型、理想过程、理想实验和科学概念的过程。模型建构有助于帮助学生抓住事物的关键要素，加深学生对概念、过程和系统的理解，促进学生形成系统思维。【典型案例1】月球与月相第2课时本节课的授课对象是七年级学生，教学难度较大。在知识层面上，学生在小学六年级下册已学过月相变化，也了解了月球自身是不会发光的，我们所看到的月光是月球反射的太阳光，知道月球绕地球
3、逆时针运行，等等。但是，对于深层次的内容，如月相的成因及变化规律，学生还没能有效掌握，也无法做出具体的解释。在能力层面上，学生初步具备了小组合作学习的能力、解决简单问题的能力及一定的读图能力，但他们正处于从形象思维向抽象思维转化的过渡期，空间想象能力较弱。在这样的情况下，引导学生进行模型建构，有助于学生抓住月相的成因及变化规律的本质。片段欣赏一：月相的成因在月相成因的实验中，用平行光源当作太阳光去照射白球模拟月球，看看能照亮白球的多少面积如图1;然后请学生坐在各自的座位上不要动，画出自己所观察到的白球形状，特别提醒学生用留白表示被平行光源模拟太阳光照亮的局部，用打斜线表示未被照亮的局部，最后让
4、学生展示各自的作品。月球绕着地球转，地球又绕着太阳转，三者位置不断在变化，所以才使得地球上的人看月球的角度不同，看到的月相也在不断地变化。通过立体模型的展示如图2，让学生比较直观地感受太阳、地球和月球三者位置的动态变化。片段欣赏二：月相的变化规律教师首先自制月相变化模型;接着再让局部学生将其戴在头上如图3，身临其境地感受月相的变化规律;然后让每位学生都将自己当作地球上的观察者，用自己的一只手，在同一个平面内平举半边染黑的球来进行观察如图4;最后让学生结合模型画出对应位置的月相。这样，学生有效掌握了月相的变化规律，收到非常好的教学效果。模型建构，为学生认识客观事物的本质提供了有效手段和思维方式。
5、二、科学推理科学教育研究和实践中所提出的科学推理，不仅包括逻辑上的归纳推理、演绎推理和类比推理，还包括分析与综合、抽象与概括、比较与分类等思维方法，以及组合推理、概率推理、相关推理、因果推理等推理形式。【典型案例2】化学推断专题复习初中化学内容包括物质的性质、根本反应类型、物质间的相互转化等，涵盖内容多，相互之间的联系错综复杂，学生对相应的知识内容能做到系统性学习已经很不容易了。化学推断对于学生而言难度很大，再加上学生的科学推理能力不强，开展化学推断专题的复习教学教师定要下一番苦功。教师在兼顾趣味性的根底上，要特别注重学生归纳推理、演绎推理、类比推理、分析与综合、组合推理等科学推理能力的培养。
6、教师可先让学生进行相应化学知识的储藏，然后将化学推断专题分成描述型、框图型、表格型、连线型四类。通过生动剖析推断过程，及时提炼推断秘诀，让学生有效掌握相关的科学推理思维及方法。片段欣赏一：“描述型推断题演绎【例1】某白色粉末加水溶解，得无色透明溶液;向所得溶液中参加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再参加足量稀HNO3，沉淀局部溶解，白色粉末可能是由Na2CO3、NaNO3、NaCl、BaCl2、CuSO4、CaCO3中的一种或几种混合而成。那么白色粉末一定含_，一定不含_，可能含_。片段欣赏二：“表格型推断题演绎【例2】A、B、C、D分别是盐酸、碳酸钠、硝酸银、氯化钙四种溶液中的一种，将它们两两
7、混合后，观察到的现象如图7所示，请答复：1A、B、C溶液中溶质的化学式是_，_，_。2C和D反應的化学方程式为_。1A、B、C溶液中溶质的化学式2C和D反应的化学方程式为综上，在各种类型的化学推断题中，学生可以灵活选择顺推法、逆推法、组合法、筛选法等方法进行科学推理，进而切实提升自身的科学推理能力。三、质疑创新质疑创新的核心是科学创造力。科学创造力是在科学知识学习、科学问题解决和科学创造活动中，根据一定的目的，运用一切信息，在新颖、独特且有价值的或恰当的某种产品的产生过程中表现出来的智能品质或能力。【典型案例3】水在植物体中的代谢第1课时对于植物吸水和失水的实验，教材只是将萝卜条放人清水和盐水
8、后，比较萝卜条质量和形状的变化。实验较单一，趣味性不强，开放性不够。对此，教师可鼓励学生进行创新实验，这样学生的学习兴趣和学习积极性都会被激发和调动起来，还可以有效培养学生的质疑能力和创新能力，可谓一举两得。萝卜条放人清水和盐水后的变化如图10：秋葵放入清水和盐水后的变化如图11：茄子放入清水和盐水后的变化如图12：土豆放入清水和盐水后的变化如图13：将植物放人清水后，定性观察发现：植物颜色变浅，外表变光滑，气味变淡，硬度变大，形状坚挺;定量观察发现：植物长度变长，横截面积、体积和质量均变大。而将植物放入盐水后，定性观察发现：植物颜色变深，外表变粗糙，气味变浓，硬度变小，形状皱缩;定量观察发现
9、：植物长度变短，横截面积、体积和质量均变小。结论：植物放人清水中会吸水，放人盐水中会失水。设计意图：让学生根据自己组的“奇思妙想分组实验，小组合作进行实验探究，观察实验现象，记录实验数据。在交流过程中，学生充分展现了语言表达能力和实验创新思维。四、科学论证科学论证是个人引用数据或资料来支持自己或反驳他人论点的过程。科学论证能力是以科学知识为中介，积极面对问题，对所获得的数据资料进行解释说明，提出自己的论点，反思自己和他人论点的缺乏并提出反论点，同时能反驳他人的质疑和批判的高阶思维能力。【典型案例4】艳丽多姿的生物第4课时通过前面3个课时的学习，学生已经知道地球上艳丽多姿的生物是和它们生活的环境
10、相适应的。教师可顺势追问：“生物和环境之间，还有其他的关系吗？学生有的说生物影响环境，有的说环境影响生物。到底谁对呢？请学生讨论，然后展开辩论。通过辩论，学生提出了各自的观点，具体如下：通过这样的“辩论赛，学生的科学论证思维得到了很好的锻炼，学生学会联系生活实际找寻典型案例论证自己的观点，并及时反驳其他同学的观点。上述几个教学案例是笔者在平时的教学中付诸实践，且收到比较好的效果的教学课例。大家也可以举一反三，让“科学思维与創新经常运用到常规的教学中去，为培养学生的核心素养效劳。参考文献【1】余文森.核心素养导向的课堂教学M.上海：上海教育出版社，2021.2021.【3】胡卫平.科学思维培育学M.北京：科学出版社，2021.
发展科学思维与创新促进核心素养养成
