在教育体系不断改革的发展背景下，为了践行立德树人的思想要求，全面培育学生群体的学科核心素养，增强学生群体的多样化发展能力，怎样切实有效地发挥学科教育的育人价值，已经成为诸多研究人员以及教育工作者不断探索与潜心思考的关键问题。当前，科学课程教育实践与科学育人价值发挥具有冲突性。在科学学科教学中，科学教师需要清晰解读科学教育教学活动的内在价值、实质属性、教育功能、育人作用等；与此同时，教育工作者还需要明确科学学科教育发挥育人功能的实施措施以及发展渠道，以此为基础，促进科学课程育人功能的全面体现。

在诸多科学教师看来，想要充分发挥科学课程的育人价值，最为核心，最为关键的路径就是完善科学教育教学活动，借助科学教师的有效教育教学活动，向学生群体普及科学知识，强化学生群体的科学发展能力，以此体现科学学科对学生群体的培养作用。在国际研究领域内，很多研究人员都指出，大量的科学知识与科学研究都需要借助科学学科的力量，都需要具备扎实科学知识的专业人才作为支撑，他们对科学学科的教育价值与实践价值给予了充分肯定与高度赞扬，并表明科学学科在育人方面的重要价值与关键意义。科学学科的育人价值，从内在属性上看，主要体现为多样化科学知识与学生群体相互碰撞、相互渗透、相互发展的过程中逐步完成了意义生成的过程，学生群体从大量科学知识中汲取营养，发展自身的科学思维能力，形成强有力的科学基础素养，逐步体会科学学习的意义与价值，探寻个体发展的意义感与成就感，以此完成意义生成与生长的实践过程。当科学教育课程契合了学生群体的差异化学习需求，匹配了学生群体的多样化学习能力，并体现了科学教师对科学课程的个性化、多元化理解，科学课程的教育魅力与教育价值就充分体现出来了，科学学科的育人功能就慢慢渗透出来了。科学课程教育教学应该是立足丰富化科学问题的探索过程、思考过程、分析过程以及解答过程，引导学生群体从所学习的科学知识中，选择有效的知识基础，借助一定的科学逻辑思维，按照科学思维方法的引领，在不断探索与持续思考活动中，逐步解决科学问题，并形成一定的科学核心素养以及科学知识运用能力。目前，很多专家学者提出，科学教育应该更加重视学生群体的差异化学习需求，更加关注学生群体的自我学习特点，应该在科学教育教学方面积累大量的研究经验，创立各种教育教学模式。

在具体的科学教育实践活动中，科学教师应该将学生群体的自我创新能力、科学核心素养、科学素质的培育放在第一位，更加重视对学生群体的科学创新思维、科学发展能力、科学思维意识等方面的合理引导与积极培育，促使学生群体在相互思考、相互交流、相互学习、相互探究、相互合作的过程中，不断加深自己对科学学科知识的深入理解与全面认识。但是，在当前科学学科教学中，因为传统教学观念的制约，我国科学学科教学仍然存在重视讲授环节，轻视学习环节，重视学生对知识的掌握，轻视学生对知识的运用等问题，这都不利于科学学科的育人功能的充分体现与作用彰显。

一些科学教师为了提高学生的成绩，忽略学生群体作为学习者的参与性、思考性、互动性，只将学生群体看作是科学学科课程的被动接受者，没有让他们积极有效地参与到科学课程的教育教学中，也难以让他们体会科学课程的学习乐趣与学习意义，这样的科学教育教学方式没有从根本上体现人文主义思想，也没有将学生群体看作是独立的，具有思考能力与个性需求的人，以此为基础开展的科学教育教学活动，是难以促进学生群体的全面发展与素质培养的，也难以体现科学学科的育人价值的。为此，不断完善小学科学教学活动具有重要意义，在学生已经了解一定科学事实、掌握一定科学概念的基础上，适合运用思维型科学探究教学模式开展教学。

1．教学理念

主要理论依据：杜威做中学探究教育理论、布鲁纳发现式探究理论、萨其曼的探究训练模式、建构主义理论、情境认知理论、思维型课堂教学理论。

2．教学目标

利用思维型科学探究教学模式展开教学可以实现以下目标：能通过对周围事物的观察和发现提出科学问题；能根据猜想或假设的答案设计探究活动方案；能通过观察、实验、调查、制作等活动收集相关信息和数据；能利用已有的概念和生活经验对获得的信息进行思维加工。

3．教学过程

（1）教学框架及操作要点

环节一：动机激发。教师创设问题情境，隐含探究问题；学生进入问题情境，产生探究动机。该环节的操作要点是创设问题情境，该情境隐含需要探究的问题，其他方面与思维型概念学习教学模式基本相同。

环节二：认知冲突。教师聚焦现象或问题，引发认知冲突；学生质疑分析现象，提出探究问题。该环节的操作要点是引发冲突和提出探究问题。对于如何引发冲突，在思维型概念学习教学模式中己阐述。对于提出合适的探究问题，说明如下：所提问题须与已学的和将学的科学概念相关联；所提问题可引发后续的观察实验、调查研究。

环节三：自主构建。教师提供材料和思路，组织协调激励；学生预测设计实施探究，获得证据解释推理。本环节的要点是探究推理和解析证据。

证据—科学以实验证据解释客观世界的运行机制和事物发展的变化规律。学生在实验室、自然界、图书馆或其他场所，通过观察、测量、调查、动手操作来获得证据。证据的收集通常须围绕学生对问题的解释性假设展开，须借助实验仪器、实验器材等。小学生对事物变化和发生原因的假设通常较为简单，经常表达为是或否、有或无，教师需要耐心引导，切忌拔高。

推理—推理是科学探究教学中最重要的一个环节，有归纳推理和演绎推理两种形式。归纳推理通常经历下面几步：仔细观察和分析收集到的几组信息或数据，先不急于得出结论；对这几组信息或数据间的联系或规律进行对比，抽取其共同的特点；尝试说明所发现的共同特点，得到某个规律；通过重复验证，确定发现的规律是否正确。中低年级科学教学中，常使用归纳推理的方法。(www.daowen.com)

环节四：自我监控。教师引导对研究过程和思维方式的反思；学生合作交流形成共识，批判评价过程和结论。本环节内容基本与思维型科学概念学习教学模式相同。

环节五：应用迁移。教师提供新情境，鼓励迁移应用；学生将新发现应用于新情境。本环节与思维型概念学习教学模式基本相同。

（2）教学评价

思维型探究教学的课堂宜采用表现性评价的方法，依据学生在科学探究过程中的表现，进行表现性评价，评估学生的探究进程和探究能力，进而给予必要的支持和指导。对探究结果的及时评价则可以较好帮助学生反思探究过程，同时也帮助教师准确把握学生的探究水平，使下一步的探究学习—设计有更强的针对性。

4．教学环境

思维型探究教学模式聚焦探究技能、创造性思维和批判性思维能力的培养，这要求课堂教学环境必须是合作的、有序的、相对安静的。在这样的氛围中，学生既能大胆假设、批判质疑、根据证据说话，又能养成实事求是、谦虚谨慎的研究习惯，学生在探究中不断认识自己的不足、不断地改进。

学生在课堂上的探究不同于科学家真实的科学探究，它不是科学家探究问题的重演和再现。由于受教学时间、教学空间的限制，为了帮助小学生实施有效探究，需要提供相对简单、易操作的观察实验材料。

5．教学关系及对教师专业能力的要求

对于思维型科学探究课堂，教师的任务是设计或创建探究环境，引导学生“真刀真枪”地做科学。教师应遵循以下的理念和原则：确保要探究的问题是一个科学问题，学生有能力进行探究。问题无效时，要给予时间和机会重新提问。不轻易或急于评价学生的结论，努力提供给学生自由的思维空间。要求或帮助学生清晰准确地表达他们的思考或发现，为他们进一步概括提供依据。使用探究过程中的特定语言，与此同时，关注对学生群体的科学观察能力的全面培养。

首先，引导学生衔接生活经验。对我国小学生来说，学生群体的科学观察能力，是学生在日常生活实践中逐步形成，并全面发展起来的观察能力以及观察习惯。在开展科学学科探索活动之前，学生群体往往就已经具备一定的生活观察经验，他们从日常生活中观察事物，学习观察视角与观察方式，掌握观察重点与核心内容，积累了大量的生活经验。而这些生活经验的积累，无疑是培育学生优秀的科学思维能力以及科学观察能力的关键性资源。为此，在小学科学教育教学活动中，教师群体要积极将科学观察活动与生活实践中的观察活动有机地融合在一起，促进两者之间有效衔接，以此为基础，强化学生群体的科学观察能力，引导学生群体深入理解科学观察活动的重要特征与关键性步骤，全面认识科学观察活动的客观条件，科学观察的方式方法，科学观察活动与日常观察之间的相互联系与本质差异。在认知发展维度上，小学科学教师想要培养学生的科学观察能力，需要先引发小学生群体的认知冲突，促使学生群体逐步发现、探寻科学观察活动与日常生活实践中的观察活动的本质区别，并引导学生群体借助日常生活实践中的观察方式，开展多样化的科学观察活动，在科学化、有效化、细致化的基础上，比对两者之间的区别与差异，以此引发学生群体对观察活动的认知冲突。

可以说，只有引导学生发现认知冲突，并引导学生借助自身实践经验，切实把握科学观察活动与生活实践观察的不同之处，学生群体才能够充分理解科学观察活动的基本步骤：观察方式、观察事项等，从而强化对科学观察活动的深入认识。

其次，引导学生群体开展规范观察。通常来说，科学观察活动具有三个非常显著的特征：第一是目的性，第二是顺序性，第三是抽象性。而这些特征都需要教师群体借助多种方式，从多个维度，引导学生运用科学的观察方式，开展切实有效的观察活动。在实际的小学科学教育教学中，大量存在着学生群体不知道如何开展科学观察活动，而教师群体则有倾向性地不断发问：“观察到了哪些内容？”事实上，在学生群体不确定观察方式、观察对象、观察目的时，教师一再追问观察内容与观察结果是没有意义的，对学生的科学观察活动没有任何帮助。

因为这种指向不明的科学观察问题，难以为学生的科学观察活动提供方法性的支持，还容易促使学生群体混淆相应的科学观察活动，不利于学生群体深入理解科学学习过程。例如，当教师群体呈现观察事物—正方体时，教师不应该直接询问学生群体观察的内容与观察的结果，而应该事先设计好相应的科学观察问题，引导学生在层层递进的科学问题下，不断了解科学教具，不断把握科学观察步骤。在具体的引导过程中，科学教师需要先激发学生群体对科学教具的探索兴趣与好奇心，以此来引导学生群体正确认知正方体模型，夯实学生科学观察能力的发展基础。在此基础上，科学教师要引导学生群体依据科学观察活动的相关要求与具体规范，不断明确相应的科学观察目的，设计切实可行的科学观察方案，选择科学有效的科学观察方法，保障科学观察活动的有序推进与稳步实施。科学教师群体需要在开展实际的科学观察活动前，做好科学观察准备工作，明确详细合理的观察环节、观察过程、观察步骤等，引导学生充分认识、全面理解科学观察活动，并稳步推进自己的科学观察活动，形成有效的科学观察结果。由此可以发现，在全面培养学生的科学观察能力的过程中，需要切实规范学生群体的观察行为，在循序渐进的基础上，引导学生群体建立起科学有效的观察认知，形成规范化的科学观察操作习惯。

最后，鼓励学生开展自主观察活动。在小学生的科学学习发展中，科学观察能力的有效形成具有重要作用与价值，而它的标志性过程就是学生群体可以立足自己的科学学习需求，选择适宜的科学问题，在自主探索、自主设计、自主分析、自主思考的基础上，制订切实有效的科学观察方案，完成相应的科学观察过程。