“双新”背景下小学科学教学中创新思维的培养

【摘 要】创新思维是小学生科学素养的重要成分，对其未来的成长和发展至关重要。《义务教育科学课程标准（2022年版）》的发布和对应新教材的投入使用，为探讨如何在小学科学教学中培养学生的创新思维提供了新的机遇和挑战。在此背景下，在培养创新思维的教学过程中，科学概念是基础，探究实践是关键，思维训练是助力，人格意志是驱动，学习情境是保障。

【关键词】小学科学 新课程标准 新教材 创新思维

随着《义务教育课程方案（2022年版）》和《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）的发布，在新课标、新教材（以下简称“双新”）的背景下，重新审视和进一步关切小学科学教学中学生创新思维的培养，凸显小学科学课程的育人价值，正是当前课程与教学改革发展的迫切需求。

何为创新思维？创新思维是一种解决问题的有效思维心理过程，既包括直觉思维、灵感思维、顿悟等非逻辑思维形式，也包括逻辑思维和批判思维等思维形式。在新课标中，明确提出科学思维主要包括模型建构、推理论证、创新思维等，其中创新思维体现在：从不同角度分析、思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。

创新思维作为人的一种核心素养，具有可塑性，应贯穿在学生自主发展过程当中。在“双新”背景下的小学科学教学中，教师要贯彻新课标精神、把握新教材特点，通过科学概念的建构、探究实践的落实、思维方法的训练、人格意志的增益、学习情境的创设来培养学生的创新思维。

一、科学概念是培养创新思维的基础

创新思维的灵感和顿悟不可能是凭空产生的，是要在一定的知识、经验支撑下才有可能产生。从科学教学角度看，就是要建立在科学概念基础上。具体来说，教师要从学生的生活经验出发，围绕13个科学核心概念和4个跨学科概念的自主建构，逐步形成创新思维的材料基础、促发创新思维的产生；同时，还要注意减少经验积累和概念建构有可能给学生带来的思维定式。因此，教师应该关注三个方面：

（一）从经验积累到概念建构

小学生的生活经验是其获得知识、建构概念的重要基础，因此，教师在科学教学中要从学生的生活经验出发，把握新教材大单元教学的结构特点，通过动手动脑帮助学生自主建构科学概念，为创新思维积累材料基础。

（二）从核心概念到跨学科概念

新课标明确提出，小学科学学习内容围绕13个核心概念和4个跨学科概念展开。13个核心概念是学生在义务教育阶段学习掌握的核心内容，构成学生创新思维的材料基础。而4个跨学科概念则打破学科领域的界限，帮助学生从宏观角度灵活归纳、概括，建构上位的概念，避免单一学科核心概念可能带来的思维定式。

（三）从科学概念到科学观念

学生在科学学习中不断建构科学概念，形成认知结构和网络，这是对客观世界形成总体认识的渐进过程，即逐步形成科学观念的过程。因此，教师在科学教学中，要具备“点—线—面—体”的宏观意识，促发学生在科学概念联结中形成科学观念，激发创新思维的发生。

二、探究实践是培养创新思维的关键

小学科学课程的重要特点是实践性，学生思维的发生与发展，尤其是创新思维的培养，离不开探究实践这一重要载体。因此，教师在科学教学中要充分发挥科学探究和技术与工程实践对学生创新思维培养的关键作用，设计有利于学生积极参与、主动实践、激发创新的活动，让学生亲历“做中学”“做中研”“做中创”的思维与实践历程。

（一）突出科学探究的问题导向

科学探究围绕“是什么”展开学习进程，引导学生动脑动手解决问题，有利于创新思维的培养。新教材进一步突出了科学探究活动的问题导向，关注学生的自主学习需要，更好地激发学生的好奇心和想象力，驱动其创新思维的发展。因此，教学的起点应当是学生现有知识的空白或对现象的好奇，从而突出科学探究的问题导向。如此，科学学习因问题而起、因问题而思与行、因问题而表达与合作，在思维层面上是学生一般逻辑思维和直觉思维、发散思维、批判思维的自然发生。

（二）关切工程实践的成本要素

技术与工程实践围绕“怎么办”展开学习进程，突出学生综合多因素解决实际问题，进一步强调实践对学生创新思维的培养。具体到一项产品的设计与制作，需要学生调用已有知识经验、考量与落实实际操作，本身就是一项融入复杂性、挑战性、综合性的系统工程，必然触发学生的创新思维。这一过程中，教师可以将侧重点落在工程实践的成本要素，因为解决实际问题的产品设计、制作、优化，不可回避的重要因素就是产品投入的人力、物力、财力、时间等成本，既涉及单个要素的考量，也涉及多个要素的综合测算，更加能够推动学生在逻辑思维基础上直觉思维、灵感思维、顿悟等非逻辑思维的运用。

（三）强调探究实践的跨学科性

学生在探究实践中不论是解答“是什么”，还是尝试“怎么办”，都需要在跨学科中打开思路、激活创新思维。一方面是强调跨学科的知识整合。科学教学中的探究实践，实际上整合了数学、语文、信息、艺术等不同学科的知识与方法来解决科学问题，建立了不同领域间的联系，为学生的创新思维提供了丰富素材。另一方面是强调跨学科的思维模式。探究实践鼓励开放性和多角度思考，跨学科的多样性能够有效地打开学生思路，破除原有的思维定式，促进思维的原创性和灵活性，为创新思维提供了思维基础。

三、思维训练是培养创新思维的助力

创新思维与认知能力的发展密切相关，具有可塑性。教师可以针对小学生的心理特点，有针对性地通过一定的思维技巧训练，帮助他们发展灵活、开放和原创性的思考方式，促进他们创新思维的发生与发展。在小学科学教学中可以尝试运用的思维训练方法有以下几种：

头脑风暴。这是一种常见的旨在激发创新和创造性思维的方法，可以通过学生的互动来产生大量的想法。教师可以在科学教学中针对具体内容设置这样的环节，以期在较短的时间内激发学生对某一问题产生尽可能多的想法。如科学探究的提出问题、作出假设环节，技术与工程实践的明确问题、设计方案环节，都适合引入头脑风暴。

思维导图。这是一种图形化的思考和组织信息的方法，可以帮助学生更有效地记忆、理解和创造。在科学学习中，教师可以让学生以具体问题或主题为中心，在纸张或白板上，用图像或关键词的方式，辅之以不同颜色标记，将他们的理解和想法快速、直观地表达出来。

SCAMPER技巧。这是一种创造性思维技巧，可以简单、有效地帮助学生跳出传统思维模式，从不同角度探索创新的可能性。即提供一套创造性问题解决框架，包括替代（Substitute）、结合（Combine）、调整（Adapt）、修改（Modify）、放大（Put to other uses）、消除（Eliminate）和重新排序（Rearrange）。这样的思维技巧，可以有效地帮助学生创造性解决问题，并迁移到更多的领域。

四、人格意志是培养创新思维的驱动

从心理学角度分析，创新思维离不开两个重要因素—人格特征和意志品质，它们是学生创新思维发展不可忽视的驱动力。

研究表明，个体具备开放性、冒险性、好奇性、挑战性的人格特征，能够更好地发挥出创造性，这与新课标中态度责任的素养目标是一致的。这就要求我们在科学教学中，帮助学生养成好奇善问、敢于质疑、大胆实践、乐于分享的人格品质。

具体落实在科学教学中，教师可以采取一定的策略，如科学故事、挑战任务、科学辩论、互动论坛等。科学故事围绕科学主题，贴合学生喜欢听故事的特点，以生动有趣的讲述、视听呈现科学的趣与秘，保持学生好奇心和求知欲；挑战任务可以结合教学内容，设置一定挑战性的小任务，如“谁的泡泡吹得大？”“谁的飞机飞得远？”等，激励学生发散思维，乐于实践；科学辩论可以就学习内容中出现的容易出现多方观点的话题，展开微型辩论，如“我们是不应该减少使用塑料制品来保护环境？”“人类活动是不是导致物种灭绝的主要原因？”等话题；互动论坛可以在科学教室以海报的形式，围绕学生近期特别感兴趣的话题，让学生以一句话板贴的形式表达自己的所见所闻所感，并安排时间让学生作进一步详细叙述，营造良好的互动交流氛围。

而意志品质则是个体创新思维的持续驱动力。准备、酝酿、明朗和验证是创新活动的四个阶段，而瞬间的灵感、顿悟往往是建立在漫长的准备和酝酿基础上的。因此，在科学教学中，教师要有意识地加强学生意志力锻炼，驱动学生持久的自我管理和自我激励，有效克服各种消极因素，充分调动各种积极因素。

具体落实在科学教学中，教师可以采取一定策略，如长周期科学活动、小组自我评估等。长周期科学活动，可以结合学习内容，抓准教材中需要学生长期观察、实践的科学活动，如观察月相、种植活动、养殖活动等，计划好、调控好、实施好、总结好，让每一个学生在这样的活动中锻炼其意志品质，激励其创新点滴；小组自我评估，可以将侧重点落在学生个体的自我评估上，即在小组合作的实践活动中，从自我贡献率的角度激励其持久的自我管理和自我激励。

五、学习情境是培养创新思维的保障

创新思维的主体和对象存在于现实世界当中，从科学学习角度看，就是学习情境，包括学生所处的日常生活情境、社会生活情境、自然生活情境，以及数字生活情境。而创新思维支持下的创新活动，本质上就是学生对存在于这些情境中的现象和问题进行思考，从而发现新问题、提出新方法。

从内容角度看，以新课标为本，学习情境应当是在13个科学核心概念和4个跨学科概念统领下的，指向学生个人生活的4种情境，即紧扣学生置身其中的自我与他人、自我与社会、自我与自然、虚拟与现实的4组关系，探索科学问题，培养创新思维。

从形式角度看，教师应当充分考虑学生周围物化的情境和活动的情境。物化的情境可以直观地理解为学生展开科学学习的具体环境，除了必要的科学教室环境外，教师还应放眼室外，发挥校园物型文化的科学教育价值，以及校园外科研院所、科技馆等专业学习资源的发掘；活动的情境是从动态视角出发，以科学活动促学生创新思维发生与发展，如科技竞赛、科学节、科学戏剧等。

从心理角度看，保障学生创新思维发生与发展的学习情境，应当是宽松的、积极的、人性化的。宽松的情境，有利于个体切换情绪状态，获得意想不到的创新思路；积极的情境，就是在科学教学中维持学生全身心投入、积极思考解决问题的积极的心理状态；人性化的情境，则需要教师在科学教学中，做到刚柔并济，既要求学生有严谨的科学态度，同时也要允许其在创新道路上出现错误与失败，并辅之以更多的肯定、鼓励和指导。

【参考文献】

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