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在小学科学课堂教学活动中一向不缺乏各种精彩有趣的科学实验内容，然而，对培养学生的科学思维的相关教学研究还较为缺乏。尽管当前各学校与科学教师都在对此进行不断的分析和探索，但实验教学大多还停留在动手实践与学生的表面思考，因此，教师应当深入探索学生的认知发展规律，引导学生通过科学实验推进深度学习，从而真正发挥出科学实验的科学价值。
一、动手与动脑结合
科学探究有两条线索：可见的动手活动和不可见的动脑活动。将手脑有机结合，要求科学教师既要关注探究实验活动的本身设计，还要使相关实践活动能有助于学生的观察、思考与讨论思考。另外，教师还应巧妙使用教学策略，促进学生进行主动积极的思考。
一是关注探究活动的设计。教师在进行苏教版五年级《感觉》这堂课的教学时，创设了两个课堂活动。第一个活动是，分别在捏住鼻子和松开鼻子的状态下，尝花生米，记录下感觉，以探究嗅觉和味觉之间的联系。第二个活动是播放三段视频，第一个视频没有口型，只有发音，在第二、三个视频中，口型不同，发音相同，这个活动是为了探究听觉和视觉之间的联系。活动一与活动二是并行实验，是为了解决同一个问题，即各个器官的感觉之间是怎样联系的。因此，实验教学应当有概括的过程，例如：通过以上两个实验，我们发现，各个器官的感觉之间有联系，它们相互作用、互相影响。
二是促进学生的思考。在苏教版二年级《今天天气怎么样》一课的教学中，教师要求学生自己设计一个“多云”的天气符号，之后挑选6张作品进行展示，并请全班同学评价。学生会从云画得多不多、太阳是不是太大了、云朵有没有把太阳遮住等几方面来评价。教师问学生：你们认为，一个好的天气符号，要达到什么标准？学生很快总结出，天气符号应该准确、简洁。这个教学环节首先培养了学生的创造力，其次渗透了观察、比较、概括的思维训练，接着用一个极具针对性的问题，将课堂聚焦到“天气符号的标准”上。在苏教版五年级《简单电路》教学中，教师课前搜集了班级所有学生关于“如何连接才能点亮小灯泡”的想法，在每种想法下，标上人数。实验结束后，学生惊讶地发现，支持人数最多的想法，反而是错误的。这一设计充分利用学生的前概念，造成认知矛盾，同时渗透了科学精神。
二、过程与结果结合
教师的习惯是，希望学生赶紧说出结论。这种追求“标准答案”的急迫心态，是在对学生“逼供”。而当前的小学科学教学活动，过程应该比单纯地得到结果更加重要，教师也应更加关注学生到底是如何分析与思考出这一结论的。譬如，教师在讲授苏教版五年级《折形状》这一课内容的时候，可以引导学生独立设计课堂实验方案，从而分析挖掘出形状与承受力之间的紧密关系。学生在活动过程中，会因为A4纸有折痕，或者重物放置的位置不对，最后得出“四棱柱纸筒承受力比三棱柱差”这种异常结论。对此，教师有两种处理方法。一种是，采用大部分小组的正确结论，直接讲解：纸筒的棱越多，承受力越好。这种做法就是典型的追求“标准答案”，忽略了科学探究中的科学精神。另一种是，将异常数据拿来专门分析。教师可以问学生，这个小组的数据与其他组不同，你怎么解释这个现象？学生会有很多想法，例如，这个小组在制作纸筒时，没有把胶水粘好;或者在纸筒上放重物时，没有正对纸筒中心;或者纸筒的承受力本来就与形状毫无关系。教师趁机追问，究竟是不是这样，怎么判断我们的想法对还是不对？学生提出再做一次实验，但这次需更加仔细地制作纸筒，并且放重物的时候，一定要小心。第二轮实验后，异常数据消失了。大家一致认为，纸筒的形状和承受力有关。那么第一次为什么会出现异常数据呢？教师再请第一轮出现异常数据的小组进行解释。在苏教版四年级《摆》一课的教学中，学生实验的数据显示，在相同时间内，钟摆摆动的次数不一样，教师有时为了赶教学环节，会计算8个组摆动次数的平均数，作为最终数据。但钟摆摆动的次数应当是稳定的，教师应带领学生探究那个异常数据，这才真正体现了科学探究的精神。
三、促学与让学结合
促学的基础是设计。教师采用认知策略，促进学生记录得更加准确，搜集的信息更加完整。让学是指教师应学会倾听和等待，把课堂的时间和活动的机会留给学生，说得少一点，课堂的节奏慢一点。
在苏教版六年级《能量的转化》一课的教学中，学生做“燃烧花生米”的實验时，教师要求学生在记录单上，详细地记录观察到的现象。设计巧妙的记录单、明确的观察要求，是促学的手段。学生汇报结束后，教师问学生：上节课我们知道花生米中有化学能，经过这样的变化以后，化学能去哪了？学生遇到这个问题，需要时间思考。心急的教师会提醒，刚刚花生米周围空气的温度上升了，说明能量去了哪里？教师这么一说，学生马上反应过来，化学能肯定转化成了热能。这个答案不是学生自己思考出来的，而是教师暗示的。既然学生在实验中，按照要求如实记录了实验现象，教师不妨把这个思考的时间还给学生，引导学生仔细考虑，花生米燃烧过程中的黑烟代表什么，火苗代表什么，空气温度上升代表什么，进而思考：花生米中的化学能去了哪里？
实验教学需要重视教师在“教学”中的主体地位，还需重视学生在“实验”中的主体地位。在科学课堂上，实验要体现出认知对科学学习的价值。科学教师应树立实验教学新思维，以促进学生的思维发展为立足点，帮助学生逐步形成科学素养。
一、动手与动脑结合
科学探究有两条线索：可见的动手活动和不可见的动脑活动。将手脑有机结合，要求科学教师既要关注探究实验活动的本身设计，还要使相关实践活动能有助于学生的观察、思考与讨论思考。另外，教师还应巧妙使用教学策略，促进学生进行主动积极的思考。
一是关注探究活动的设计。教师在进行苏教版五年级《感觉》这堂课的教学时，创设了两个课堂活动。第一个活动是，分别在捏住鼻子和松开鼻子的状态下，尝花生米，记录下感觉，以探究嗅觉和味觉之间的联系。第二个活动是播放三段视频，第一个视频没有口型，只有发音，在第二、三个视频中，口型不同，发音相同，这个活动是为了探究听觉和视觉之间的联系。活动一与活动二是并行实验，是为了解决同一个问题，即各个器官的感觉之间是怎样联系的。因此，实验教学应当有概括的过程，例如：通过以上两个实验，我们发现，各个器官的感觉之间有联系，它们相互作用、互相影响。
二是促进学生的思考。在苏教版二年级《今天天气怎么样》一课的教学中，教师要求学生自己设计一个“多云”的天气符号，之后挑选6张作品进行展示，并请全班同学评价。学生会从云画得多不多、太阳是不是太大了、云朵有没有把太阳遮住等几方面来评价。教师问学生：你们认为，一个好的天气符号，要达到什么标准？学生很快总结出，天气符号应该准确、简洁。这个教学环节首先培养了学生的创造力，其次渗透了观察、比较、概括的思维训练，接着用一个极具针对性的问题，将课堂聚焦到“天气符号的标准”上。在苏教版五年级《简单电路》教学中，教师课前搜集了班级所有学生关于“如何连接才能点亮小灯泡”的想法，在每种想法下，标上人数。实验结束后，学生惊讶地发现，支持人数最多的想法，反而是错误的。这一设计充分利用学生的前概念，造成认知矛盾，同时渗透了科学精神。
二、过程与结果结合
教师的习惯是，希望学生赶紧说出结论。这种追求“标准答案”的急迫心态，是在对学生“逼供”。而当前的小学科学教学活动，过程应该比单纯地得到结果更加重要，教师也应更加关注学生到底是如何分析与思考出这一结论的。譬如，教师在讲授苏教版五年级《折形状》这一课内容的时候，可以引导学生独立设计课堂实验方案，从而分析挖掘出形状与承受力之间的紧密关系。学生在活动过程中，会因为A4纸有折痕，或者重物放置的位置不对，最后得出“四棱柱纸筒承受力比三棱柱差”这种异常结论。对此，教师有两种处理方法。一种是，采用大部分小组的正确结论，直接讲解：纸筒的棱越多，承受力越好。这种做法就是典型的追求“标准答案”，忽略了科学探究中的科学精神。另一种是，将异常数据拿来专门分析。教师可以问学生，这个小组的数据与其他组不同，你怎么解释这个现象？学生会有很多想法，例如，这个小组在制作纸筒时，没有把胶水粘好;或者在纸筒上放重物时，没有正对纸筒中心;或者纸筒的承受力本来就与形状毫无关系。教师趁机追问，究竟是不是这样，怎么判断我们的想法对还是不对？学生提出再做一次实验，但这次需更加仔细地制作纸筒，并且放重物的时候，一定要小心。第二轮实验后，异常数据消失了。大家一致认为，纸筒的形状和承受力有关。那么第一次为什么会出现异常数据呢？教师再请第一轮出现异常数据的小组进行解释。在苏教版四年级《摆》一课的教学中，学生实验的数据显示，在相同时间内，钟摆摆动的次数不一样，教师有时为了赶教学环节，会计算8个组摆动次数的平均数，作为最终数据。但钟摆摆动的次数应当是稳定的，教师应带领学生探究那个异常数据，这才真正体现了科学探究的精神。
三、促学与让学结合
促学的基础是设计。教师采用认知策略，促进学生记录得更加准确，搜集的信息更加完整。让学是指教师应学会倾听和等待，把课堂的时间和活动的机会留给学生，说得少一点，课堂的节奏慢一点。
在苏教版六年级《能量的转化》一课的教学中，学生做“燃烧花生米”的實验时，教师要求学生在记录单上，详细地记录观察到的现象。设计巧妙的记录单、明确的观察要求，是促学的手段。学生汇报结束后，教师问学生：上节课我们知道花生米中有化学能，经过这样的变化以后，化学能去哪了？学生遇到这个问题，需要时间思考。心急的教师会提醒，刚刚花生米周围空气的温度上升了，说明能量去了哪里？教师这么一说，学生马上反应过来，化学能肯定转化成了热能。这个答案不是学生自己思考出来的，而是教师暗示的。既然学生在实验中，按照要求如实记录了实验现象，教师不妨把这个思考的时间还给学生，引导学生仔细考虑，花生米燃烧过程中的黑烟代表什么，火苗代表什么，空气温度上升代表什么，进而思考：花生米中的化学能去了哪里？
实验教学需要重视教师在“教学”中的主体地位，还需重视学生在“实验”中的主体地位。在科学课堂上，实验要体现出认知对科学学习的价值。科学教师应树立实验教学新思维，以促进学生的思维发展为立足点，帮助学生逐步形成科学素养。