促进理性思维养成的科学课教学
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《中国学生发展核心素养》中，科学精神被细化为理性思维、批判质疑、勇于探究三个要点。这三个要点有一定的梯度，理性思维是基础，批判质疑要基于理性思维，勇于探究是科学精神的最高阶表现。在小学科学教学中，寻求学生理性思维的发展，是培植科学精神的重中之重。其中，理性思想的重点包括：崇尚真知，理解和掌握基本的科学原理和方法；尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度；逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为等。前两点相对来说，容易实现，而科学思维方式的养成则较为困难。本文主要从理性思维养成的视角来谈科学课如何教授。
一、教学内容：将理性思维养成纳入教学目标
理性思维的养成，不是一朝一夕、一蹴而就的，应有长远的目标和阶段性计划。从学生思维参与过程的角度分析教学内容，要将理性思维养成纳入每节课的教学目标，这是提升学生理性思维素养的有效途径。
本文以教科版小学科学教材为例，尝试从学生思维参与过程的角度来分析教学内容，挖掘一些比较典型且能较好呈现思维过程的教学活动，以期促使更多教师梳理教材，寻找更多的促进学生思维素养成与提升的教学契机。
真正的学习活动，离不开学生的思维参与。绝大多数教师会遵循科学的思维过程设计和实施教学活动，只是没有意识到，也没有将思维素养的提升纳入教学目标中。本文以“导体和绝缘体”一课为例，重点分析教学过程中学生可能经历的思维过程、思维形式和思维方法。
1. 创设情境，提出问题
这时教师要演示故障电路，让学生分析小灯泡不亮的原因，进而提出问题：哪些材料容易导电？其体现的思维过程是分析，让学生观察整个电路，发现各电器元件连接牢固，但一根导线外皮未剥落，直接接入电路。运用的思维方法是推理，推测可能是导线的塑料外皮导电性能差，导致电路不通，灯泡不亮。
2. 检测常见材料导电性能，建立导体和绝缘体概念
这一阶段，教师要对检测方法进行指导：将被检测材料接入电路检测器，若小灯泡发光，可以初步断定这种材料容易导电。若小灯泡不发光，初步断定这种材料不容易导电。为了排除接触不良等偶然因素影响，须反复实验。另外，也要进行分组实验，边实验边记录，并将材料按是否容易导电分成两组。最后，汇报交流实验结果。这时体现的思维过程是比较与分类：按是否能让小灯泡发光的标准，对材料导电性能做出比较，并按是否容易导电给材料分类。运用的思维方法是判断，判断常见材料的导电性能。
这个阶段要对教学活动进行小结：有的材料容易导电，可将容易导的材料叫作导体；有的材料不容易导电，可把不容易导电的材料叫作绝缘体。其体现的思维过程是抽象与概括，思维方式为概念，建立导体、绝缘体的概念。
3. 给材料归类
这一阶段主要分析导体材料和绝缘体材料的特点，尝试进行归类。其体现的思维过程是分析与综合，即从导体材料看，有铜钥匙、铁钉、铝勺、铅笔芯（石墨）、自来水等，铜、铁、铝是金属，可推断金属容易导电；从绝缘体材料看，有橡皮、玻璃片、塑料棒、瓷勺等，说明橡胶、玻璃、塑料、陶瓷是常见的绝缘体材料。这一过程运用的思维方式是归纳：铜、铁、铝容易导电，都是金属，可以归纳出金属容易导电。
从这个教学案例可以发现，学生的思维活动贯穿整个学习过程。如果课前教师将思维素养提升纳入教学目标，在教学设计中融入思维培养的内容，在教学过程抓住思维发展关键点，有意识地使用描述思维过程、形式和方法等术语，在板书设计中适当加入思维元素，定将对学生科学思维方式的养成起到一定的促进作用。
三、教学活动：符合学生的思维水平
思维过程贯穿于学生学习的全过程。为什么之前的教学活动没有产生提升学生思维素养的明显效益？根本原因在于教学活动设计不得当，没有切中学生思维发展的关键点，或者说问题、任务的难度不符合学生的认知水平。本文以“总结我们的天气观察”一课为例，谈谈如何设计符合学生思维水平的教学活动，促进科学思维方式的养成。
本文以“天气”单元的最后一课为例，要求学生统计、分析已经持续记录一个月的“天气日历”中收集的信息，揭示天气变化的规律，感受长时间进行科学观察和记录的重要意义。对这样的教学内容，我们可以将教学重点放在分析天气信息的过程上，发展学生分析与综合的思维能力。
以对气温的分析为例，可以从两个角度分析。第一，该月中，哪天气温最高，哪天气温最低，哪天温差最大？第二，该月的气温变化有何特点，气温变化的趋势怎样？
第一个角度就是我们所说的思维层面的分析过程。分析是指在头脑中把事物的整体分解为各个组成部分的过程，或者把整体中的个别特性、个别方面分解出来的过程。这里学生要做的，就是从作为整体的天气日历中把最高、最低气温找出来，通过简单计算，寻找最大温差的一天。
第二个角度就是我们所说的思维层面的综合过程。综合就是将事物的各个成分和个别特征联系起来，结合成为一个整体。学生要从对单独一天气温的关注中跳出来，从整体上观察本月气温的变化特点，揭示气温变化规律。受该年龄段心理发育特征所限，四年级学生对事物个别特征的把握比较容易，而从整体上感知事物变化规律较难。所以这里特别需要教师采取恰当的教学方法和策略，激发和启动学生的思维参与。
有经验的教师知道，仅仅让学生观察数据统计表，并不能很好地解决问题。传统的做法是带领学生绘制气温变化折线统计图。这个方向是对的，问题是无论在科学课还是在数学课上，四年级学生并没有学习过折线统计图，画起来相当费时间，当堂完成很紧张。如果没有充分的科学课时，不建议将学习绘制图表作为本课的教学目标，因为五年级的数学课中有专门的学习内容。这里教师可以引入Excel表格，在计算机上演示瞬间将数据转化为折线图的过程，既节省教学时间，又可以渗透信息素养的培养。
有了气温变化折线图，学生分析气温变化的特点和趋势就会比较容易。而且，教师还可以引导学生描述两条曲线的特点，起起伏伏，呈波浪状，反映出这个时期北京地区气温不稳定的特点。之后，引导学生比较曲线的起点和终点，尝试画出连接起点和终点的直线，很容易地就会发现直线倾斜向下，意味着该月北京地区气温整体呈下降趋势。这种操作性很强的学习任务，更加符合学生的思维水平，有助于他们完成学习任务，掌握分析数据的具体方法，提高分析数据的能力，达成预设的教学目标。
综上所述，小学科学课教学承载着培养学生理性思维素养的重任。科学教师首先要对思维的本体知识有一定的认识和了解，然后从分析教学内容入手，确立恰当的思维培养目标，接下来在教学过程中寻求理性思维养成的突破点，在教学活动中引导学生经过一个个的思维过程，逐步掌握科学的思维方法，最终提升学生的理性思维素养。