模型建构视角下小学科学思维型探究策略的运用探索

摘 要：随着教育理念的不断更新，模型建构在小学科学教育中的应用逐渐受到关注。科学思维型探究策略，作为激发学生科学兴趣与探索精神的重要途径，在小学科学教学中具有重要的实践价值。通过模型建构，学生不仅能够深刻理解科学概念，还能在实际探究过程中培养批判性思维、创新能力及解决问题的能力。研究表明，将模型建构视角与思维型探究策略相结合，有助于促进学生认知水平的提高，激发学生主动学习的兴趣，提升其科学素养。文章从模型建构的理论出发，探讨其在小学科学教学中的运用实践，为教师提供了可操作的教学策略与方法。

关键词：模型建构；小学科学；思维型探究；认知发展；教学策略

中图分类号：G623.6   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2025）04-0005-04

在当今教育改革的背景下，如何培养学生的创新能力与科学思维成为教育的核心问题。小学阶段是学生认知能力与思维模式发展的关键时期，科学教育的质量直接影响着学生未来的学习潜力。科学思维型探究策略作为一种强调主动学习与实践操作的教学方法，能够有效激发学生对科学知识的兴趣。然而，传统的教学模式往往侧重于知识的传授，而忽视了学生探索能力的培养。因此，如何通过创新的教学策略，特别是模型建构，促进学生的科学思维和探究能力，成为当前教育研究的重要议题。模型建构不仅是一个抽象的知识框架，也是激发学生批判性与创新性思维的重要途径。在这一背景下，将模型建构视角融入小学科学教学中，探索科学思维型探究策略的应用，具有重要的实践意义。

一、 模型建构视角下小学科学思维型探究的基本概念

模型建构视角下的小学科学思维型探究，核心在于通过构建具体的科学模型，帮助学生理解和掌握科学概念、原理及其相互关系。在这一过程中，学生通过与教师及同伴的互动，参与科学问题的探索与解决，构建个人的知识框架。模型建构并非简单的知识再现，是学生将抽象的科学概念转化为具体可操作、可验证的思维工具的过程。在小学科学教育中，模型不仅是教学内容的呈现工具，更是思维发展的载体。通过模型建构，学生能够在实践中不断调整和优化自身的理解，提升对复杂问题的认知能力。科学思维型探究策略则着眼于激发学生的主动学习与批判性思维，通过问题驱动、实验验证等方式，促使学生在探索过程中逐步形成科学的思维方式。模型建构与科学思维型探究的结合，有助于学生在具体的科学活动中构建与改进模型，深化其对科学知识的理解，同时提高解决实际问题的能力。这一策略能够激发学生的学习兴趣，并为学生提供更为系统的思维训练，进而培养其科学素养。

二、 模型建构视角下小学科学思维型探究对学生认知发展的作用

（一）模型建构视角下小学科学思维型探究对学生认知发展的促进作用

模型建构视角下的小学科学思维型探究策略能够显著促进学生的认知发展。通过参与科学实验和探索活动，学生在构建科学模型的过程中，逐步形成对自然现象的抽象理解。在这一过程中，学生不仅学会如何将具体的物质和现象转化为科学模型，还能够通过模型的应用深入分析科学原理和规律。认知发展不仅仅是知识的积累，更重要的是思维方式的转变和结构的重组。科学模型作为学生认知的工具，能够有效整合学生原有的知识框架，并通过探究活动对其进行验证和完善。通过反复的实验与观察，学生能够对所学的科学概念进行更深刻的理解，增强问题解决的能力，并在实际操作中形成批判性和创造性思维。这种过程不仅有助于学生内化知识，更有助于其思维模式的转变，使学生从感性认识逐渐过渡到理性认识，逐步培养自主学习的能力。通过科学模型的建构，学生能够主动探索、灵活应用所学知识，推动认知水平的提升，并在实践中体验科学的魅力。由此，模型建构的教学策略对学生的认知发展具有深远的影响。

（二）模型建构视角下小学科学思维型探究对学生问题解决能力的提升

在模型建构视角下，小学科学思维型探究能够显著提升学生的问题解决能力。科学教育的本质是培养学生独立思考和自主探究的能力，模型建构为这一目标的实现提供了有力的支撑。在具体的教学活动中，学生通过构建模型，将所面临的问题具体化、形象化，进而形成解决问题的思路和方法。通过模型的验证与调整，学生在实践中认识问题的多样性和复杂性，培养了灵活应对不同情境的能力。科学思维型探究不仅要求学生掌握现有知识，还要求其具备独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。在模型建构的过程中，学生需要不断调整和优化自己的模型，直至找到最佳的解决方案。这一过程不仅促进了学生对科学原理的理解，也提高了他们在面对实际问题时的应变能力和创新能力。这种探究型学习，从单纯的知识传授转变为知识的主动建构，从而有效提升学生的问题解决能力。同时，在模型的不断修改与完善过程中，培养了学生持久的耐心与细致的观察能力，使他们在面对复杂问题时，能够更好地分析问题，从而找到更具创新性和实用性的解决方案。

（三）模型建构视角下小学科学思维型探究对学生批判性思维能力的激发

模型建构视角下的小学科学思维型探究能够激发学生的批判性思维能力。在传统教学中，学生往往被动接受知识，而模型建构通过问题情境的设定和实践操作，促使学生主动思考和反思。通过参与科学探究，学生不仅仅是学习现成的知识，而是在实际过程中进行知识的构建和修正。每一个实验和观察结果都可能对原有的模型进行挑战和修正。在这一过程中，学生的批判性思维能力得到不断锻炼。模型的构建不仅仅是对已知知识的复现，更是对未知问题的探索。在这一过程中，学生学会质疑现有知识框架，主动提出假设，并通过实践检验假设的有效性。批判性思维能力的培养，使学生在面对复杂问题时，能够从多个角度进行分析，寻找不同的解决方案。在科学探究过程中，学生逐步理解科学的核心特征——怀疑与验证，从而形成科学的思维习惯。这种思维方式的转变，培养了学生独立思考和批判分析的能力，极大地促进了学生认知水平的提升。

三、 模型建构视角下小学科学思维型探究策略运用

（一）设计模型建构任务 激发学生科学探究兴趣

设计模型建构任务在小学科学教学中发挥着至关重要的作用。通过完成模型建构任务，学生能够将抽象的科学概念转化为具体的模型，进而在探究过程中培养批判性思维与创新能力。任务设计应紧扣学生的生活经验和认知发展特点，通过问题驱动激发学生的探究兴趣。模型建构不仅能帮助学生理解科学原理，还能促使他们在动手实践中学会如何构建和验证科学假设，从而提升问题解决能力。任务的设计要具备适当的挑战性，同时又能保证学生通过合作与反思逐步完成任务，获得成就感。有效的任务设计能够激发学生主动学习的兴趣，培养其自主探究精神，为学生科学思维的发展打下坚实基础。

在小学科学教学过程中，教师设计了一个“太阳系模型”的建构任务，旨在帮助学生理解太阳系的构成和行星的运动规律。教师首先通过视频和图片展示太阳系的基本信息，激发学生的兴趣，并提出问题：“如果你是太阳系的设计师，你会如何展示行星的运动？”在学生提出各种问题后，教师引导他们以小组为单位，设计自己的太阳系模型。每个小组需通过纸板、彩纸、木棍等材料构建一个反映太阳系运转的模型。模型不仅要求体现出行星的相对位置和运动轨迹，还要考虑太阳与行星的相对距离和运动方向。在此任务中，学生通过动手制作模型，直观地理解了行星的运动规律和太阳系的结构。在制作过程中，学生必须不断调整模型，以确保每个行星的轨道和位置合理。这一过程中，学生学会了如何从不同的角度观察问题、如何设计实验以验证假设、如何在实践中调整和优化方案。在小组设计的模型中，学生发现模型中的行星运动速度不符合实际规律，他们通过查阅资料和讨论后，意识到行星的运行速度与距离太阳的远近有关。通过这一调整，学生不仅解决了模型中的问题，还深刻理解了行星运动的物理原理。模型的建构任务让学生在探索过程中不断思考、发现和解决问题，激发了他们对科学的兴趣，培养了他们的科学探究能力。通过这一实例可以看出，设计科学探究任务不仅能有效激发学生的兴趣，还能帮助学生通过实践巩固所学的知识，提升他们的认知能力和创新思维。

（二）整合教学资源 构建多维度探究活动

整合教学资源是有效开展多维度探究活动的关键。通过整合教材、实验器材、数字资源及外部学习资源，教师能够为学生创造更加丰富的学习体验，激发学生的探究兴趣。在教学过程中，教师应依据学生的认知发展特点，精心设计任务，将多种教学资源融入学习活动中，促使学生在不同维度的探究中不断深化对科学知识的理解。例如，利用实验室器材进行动手实验，结合多媒体资源展示科学现象，或通过网络平台进行虚拟探究，均能够增强学生对科学原理的感知与理解。多维度的探究活动不仅有助于学生全面理解学习内容，还能培养他们的信息整合与问题解决能力。

在小学科学教学过程中，教师设计了一次关于“植物生长条件”的多维度探究活动。为了激发学生对植物生长的兴趣，教师不仅使用了传统的实验器材，如种子、土壤、水和光照，还整合了数字资源，包括植物生长过程的视频、植物生长模拟软件以及网络上的相关科学文章。在教学活动开始时，教师向学生提出问题：“植物生长需要哪些条件？”然后，教师将学生分成若干小组，每个小组负责探究植物在不同环境条件下的生长情况。每个小组的任务是设计一个实验，探索不同的生长条件—如水分、光照和温度等—如何影响植物的生长。小组使用实验器材进行实际操作，同时通过模拟软件观察虚拟植物的生长过程，进一步验证实验结果。在整个过程中，学生不仅进行了动手实验，还利用网络平台查阅相关的植物学知识，扩大了他们的视野。通过多维度的探究，学生能够更加直观地感受到科学现象的复杂性，并通过多方面的信息整合，提出自己的假设和解决方案。小组之间通过讨论和互相交换实验数据，提升了团队协作和沟通能力。在一些小组的实验中，学生注意到水分过多时，植物的生长反而不如水分适中时健康；光照强度对植物生长的影响也有明显差异。这些实验结果不仅让学生对植物生长有了更深入的理解，也促使他们反思实验设计中的变量和假设，培养了批判性思维。此外，学生还可以利用课堂上收集到的资源，制作简单的植物生长记录表格，并与虚拟实验中的植物生长数据进行对比。这一过程帮助学生理解数据分析的基本方法，也增强了他们对科学探究过程的信心。在课堂结束时，教师组织学生进行小组汇报，分享各自的实验结果和探究过程。通过这种整合教学资源的探究活动，学生不仅提升了实验技能，还深化了对科学方法的理解，培养了他们独立探究、合作交流和综合分析的能力。通过这一实例，可以看到，整合教学资源并设计多维度的探究活动，不仅能够增强学生对科学现象的感知，还能激发他们主动学习的兴趣。通过不同维度的探究，学生能够在动手操作、数据分析、信息整合等多方面得到全面的训练，提升其综合能力和创新思维。

（三）反馈与优化机制 强化模型建构思维

反馈与优化机制是强化模型建构思维的重要环节。在小学科学教学中，学生在进行模型建构时，往往会遇到思维盲点或设计中的不足，这时及时有效的反馈能够帮助学生发现问题并进行思考与改进。反馈不仅限于教师的指导，还可以来自同伴之间的互动、实验数据的支持以及学生自我反思的结果。通过这种持续的反馈与优化过程，学生不仅能够修正模型中的错误，还能够深化对科学原理的理解。在此过程中，学生的模型建构思维得到锤炼，批判性思维和创新能力得以提升。优化机制要求学生在获取反馈后主动进行模型修正、调整和再验证，形成一个持续改进的思维模式，从而加强学生自主学习的能力和科学探究的深度。

在小学科学教学过程中，教师设计了一个关于“电路模型”的建构任务，目的是帮助学生理解电路的基本构成及其工作原理。每个学生小组需设计一个能够点亮灯泡的简单电路模型，模型要求展示电流如何在导线、电池和灯泡之间流动。教师向学生们介绍了电流的基本概念，并通过演示不同电路的连接方式，激发了学生的兴趣。学生开始分组进行模型设计，每组使用电池、导线、灯泡等材料构建电路。在初步的设计中，许多小组未能正确连接电路，导致灯泡无法点亮。在这一过程中，教师通过观察学生的实验，发现了常见的错误，并及时提供反馈，指出学生在电池两端的接触不良或导线连接不正确等问题。在反馈环节，教师没有简单地给出解决方案，而是引导学生进行反思，提问：“你们认为为什么灯泡没有亮？电流会因为哪些因素受到影响？”通过这样的提问，学生开始主动思考电流的流动原理以及电路中各部分的作用。在教师的引导下，学生逐渐发现电路中的问题，并开始尝试改进设计。部分小组调整了电池的放置位置，确保电池两端的接触更加紧密；另一些小组重新连接了电线，使电流能够顺畅流通。经过一轮轮的调整和优化，许多小组成功地让灯泡点亮。优化过程并非一蹴而就，学生在过程中不断获取反馈、调整模型，反复进行实验验证。在每一次的反馈和优化中，学生都在思考如何使电流的流动更加顺畅、如何调整电路设计以达到最佳效果。通过这种持续的优化，学生的模型建构思维逐渐得以强化，批判性思维能力不断提高，创新意识也得到了培养。通过这种反复的实验和反馈过程，学生不仅加深了对电路原理的理解，还在实践中学会了如何发现问题、解决问题和优化设计。教师的反馈机制帮助学生意识到科学探究的过程是动态的、可调整的，需要不断通过试验和修正来逐步完善。学生在这一过程中掌握了科学探究的核心技能，即如何在遇到问题时能够反思和改进，最终形成完整的科学思维。这一实例展示了反馈与优化机制在模型建构中的重要性。通过持续的反馈和优化，学生不仅强化了对科学概念的理解，还培养了独立思考、批判性分析和解决问题的能力。

四、 结论

在模型建构视角下的小学科学思维型探究教学中，通过精心设计任务、整合多维度教学资源及建立有效的反馈与优化机制，学生的科学探究能力得到了显著提升。模型建构不仅帮助学生理解抽象的科学原理，更激发了他们的创新思维与问题解决能力。通过多次实验与反馈，学生学会了如何自我反思、调整并不断优化自己的模型，形成了持续改进的科学思维模式。未来，教师应进一步探索和完善教学策略，促进学生在科学探究过程中不断成长，为其全面发展奠定基础。

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