《单元背景下小学中段学生科学思维培养策略研究》开题报告.docx

单元背景下小学中段学生科学思维培养策略研究

一、研究背景

（一）宏观背景

1.科学课程的育人价值

百年大计，教育为本。党的十八大以来，国家对教育提出了一系列新要求，加快推进教育现代化，落实立德树人根本任务。充分发挥科学课程的育人功能，为全体学生提供公平的学习机会和发展机会，满足学生终身发展和适应社会发展的需要。科学课程要培养的学生核心素养主要是指学生在学习科学课程的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，是科学课程育人价值的集中体现，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。

2.课程标准对科学思维的明确要求

《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：科学课程要培养的学生核心素养是学生在学习科学课程的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。科学思维作为核心素养的核心，是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式。培养学生的科学思维能力，促进学生思维进阶，是小学科学教学的重要目标，也是提升学生科学素养的关键。

（二）微观背景

学生的科学思维能力发展有关键期，根据日常教学实践发现，小学生的科学思维能力在不同维度的发展有年龄差异，中段学生的思维发展处于具体形象思维到抽象逻辑思维的过渡阶段，是科学思维能力发展的关键时期。

在教学中，我们发现科学课堂上学生的科学思维发展存在以下问题：

1.学生在科学活动中探究意识欠缺，探究深度不足。

探究实践是培养学生思维发展的重要环节，但部分科学课堂的探究活动形式看似丰富多彩，探究深度却只停留在表面，学生虽动手参与，却未能深入思考现象背后的原因，科学思维深度发展极其有限。

2.学生科学思维不够外显，表达困难。

思维外显是培养科学思维的必要过程，但课堂中部分学生由于种种原因无法达成思维外显，难以有效梳理知识结构，使得缺少对知识的深刻理解。具体表现有：老师的问题一提出，学生马上脱口而出答案，但让学生说一说思考过程，往往不是词不达意，就是结结巴巴、表达不清、语言不畅，不知道问题该怎么回答，沉默不语，老师很难知道学生的思维卡顿在什么地方，需要怎样帮助学生理清思路。

3.学生单元知识体系构建不完整，难以完成自我梳理的过程。

如《人体的呼吸器官》大单元教学侧重于对人体呼吸系统的认识。引导学生先认识“鼻、咽、喉、气管、支气管、肺”等单个器官的功能，再深入联系“肺是如何呼吸的”，认识人体的呼吸过程。从简单到复杂、由基础能力到较高能力分层递进。但部分学生知识间的内在逻辑关系比较割裂，只认识单个呼吸器官，知识体系不完整，思维能力不能分层递进。

4.学生以低阶思维为主，难以完成单元整体知识的递进和运用。

科学课堂上，学生的思维大多以“记忆、理解”的低阶思维为主，存在“缺乏对实验探究的主动思考，只关注实验现象，缺少对实验现象和本质原理的深层思考”等现状。思维单一化、碎片化，很难开展深度思考，难以生成以“分析、评价、创造”为主的高阶思维。解决综合性问题的能力不足。

二、概念界定

单元背景是以单元为学习单位，依据学科课程标准，聚焦学科课程核心素养，围绕某一单元或活动（大概念、大任务、大项目），对教学内容进行整体思考、设计和组织实施的教学背景。

科学思维是从科学的视指角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式。是人们以自然现象为研究对象，认识它们的运动规律，观察自然现象、科学事实、科学过程等在大脑中形成清晰的科学图景，并反复加工、合理改造、去粗取精，从感性认识上升到理性认识的过程中所利用的方法。

在本课题中，科学思维主要包括模型建构、推理论证、创新思维等，教师采用多样的教学方法使学生的科学思维得以提升。

三、相关的国内外现状综述

国外对小学生科学思维发展的研究较广，在《小学科学思维的发展:综合量表》[1]一文中，苏珊·科尔伯等学者提到，科学思维的核心在于区分假设和理论与数据和证据的能力，以及协调假设和证据之间关系的能力。通过66个项目评估了儿童科学思维的五个组成部分:（1）理解科学的目标；（2）理论和实施框架；（3）实验设计；（4）使用实验策略；（5）解释数据，为培养学生的思维提供了方法指导。大卫·克拉尔等学者在《提高学生科学素养的思考》[2]中，提出了科学素养的培养路径，即（1）培养科学方面的概念思维:这里的目的是教给孩子们一些关于科学知识的东西；（2）培养科学中的程序性思维:教给孩子们一些人类为获取科学知识而设计的方法；（3）培养将“学校科学知识”应用于“日常”。图蒂·埃尔纳瓦蒂等学者在《小学儿童科学思维概念的教学》[3]中，提到科学概念的形成是建立在逻辑公式、假设和验证的基础上的。儿童通过探究活动，从观察、提问、联想、发现、交流（总结）等方面出发，