思维是人脑对客观事物概括的和间接的反映，是一种积极的、有目的的认知活动。思维作为智力的核心，直接影响着个体解决问题的能力。在教学过程中，教师应当依据教学内容和学生现有的知识水平，引导学生自主探究，进行思维训练，培养学生分析、概括和解决问题的能力，提升学生的综合素养。
创设和谐氛围与情境 现代教育理论认为，教学过程应该成为学生一种愉悦的生活情绪和积极的情感体验。“亲其师，才能信其道”。在教学中，教师要营造平等和谐的师生关系，创设宽松和谐的气氛，尊重学生的个性，关心、信任、宽容学生，充分调动学生的学习兴趣，使学生保持高涨的情绪状态；教师要合理设置问题情境，把握新颖别致和难度适中的平衡，紧扣学生已有的生活经验，要能诱发学生的思维“矛盾”和“冲突”，创设一种 “心愤愤”“口悱悱”的状态；教师要抓住巧妙时机启发诱导，师生之间、学生之间互助互学，亦师亦友，你学我长，我避你短，形成师生间的多向交流，不断拓展学生的思维。
例如，在探究蚯蚓的体表呼吸问题时，教师可先播放视频课件，然后提出问题：“为什么下雨之后会有大量蚯蚓爬出？”学生从视频中看到雨后蚯蚓爬满操场的情景，但又不知为什么，这就产生了认知的冲突，激发了学习兴趣。
选择具有典型性的材料 科学教学是由一个个引人入胜的探究活动串联而成的，活动的开展需要借助各式各样的材料，因此材料的典型性决定了探究活动能否事半功倍。探究性材料的选取应与教学目标紧密相关，能反映事物之间的关系，能体现出一定的科学现象及其规律，能帮助学生从材料中产生自主探究的兴趣与动力，能启发学生依据自己的想法和意愿去实验，在操作中产生新的问题，获取新的知识或发现，能拓展学生探究的思路和探究的方法，在实践中感受快乐，真正让学生成为科学探究的主人。
例如，探究声音的产生时，不用直观的皮筋、直尺，而改用学生常吹的口琴。上课时让学生吹一首优美的曲子，然后提问“口琴中的声音是怎么产生的”,学生就会表现出浓厚的兴趣。口琴比直尺、橡皮筋更能引发学生的兴趣，是因为口琴的发声部分相对封闭，类似于神秘盒，孩子们看不到里面有什么，就会试图探究它。他们就会推测、假设、分析、讨论，这实际上就是思考。这种思考来自于孩子的内在需要，能激发学生探究的兴趣，待学生讨论完口琴的发音原理后，再让学生通过直尺、橡皮筋直观验证声音的产生原理，最后引导学生思考：为什么口琴会发出高低不同的声音，并且如此的美妙？引导学生的探究不断深入、持续进行。
组织学生有序观察和记录 观察是一种有计划、有目的的知觉活动，它是学生探究认识自然界事物的重要途径。科学教学中，要让学生带着问题观察，有序而仔细地观察，在观察中不断发现和提出问题，不断思考和探究，对于观察中的发现，我们要特别呵护，不能抹杀孩子独特的眼光，要看到学生思维的亮点。在孩子观察过程中，教师可以问“你发现了什么”“你能解释这种现象吗”“你还看到了什么”“与你想的一样吗”等等，来引导孩子进行思考。
观察的同时要让学生学会记录，把观察中一些凌乱的发现与思考及时记录下来，以便分析现象、总结规律，或为进一步探索提供有力依据。当然在记录过程中要求学生实事求是，不能掺杂主观的想法和意见，记录可以用文字也可以用画图等其他形式，这要根据学生的擅长和观察对象而定。有些探究结果可以通过文字严谨、精练地记录在案；而有些现象，对于学生来说，很难用语言来表述，我们可以让学生借助画图来表述。例如,在教学《简单电路》时，在学生自己尝试“接亮小灯泡”，了解灯泡中的电流路径时，教师可以让学生用画图的方式，通过电路图记录下探究的活动，这样可以帮助学生清晰地认识电流的路径，加深对电路的理解。
引导学生积极交流与反思 课堂教学是师生之间、学生之间积极交流互动的过程。在互动的过程中，一方面共享彼此的智慧，另一方面又在他人思想的启迪下发掘自己的智慧，使思想认识不断提高，使思路不断拓宽。学生在实验探究中不仅观察了现象，记录下数据，还获得许多成功和失败的内心感受和体验，他们急于想表达，因此在实验结束后，要给予学生充分的时间和机会，引导学生交流与反思，让孩子用自己的语言来表达，鼓励学生凭现象思考，拿证据说话，学会定向地观察和分析，养成科学的思维方式和习惯。
通过交流和反思，反映出一个学生的思维水平和对活动的思维程度。交流中，当假设得到了验证，会令人欣喜；假设得不到验证也会促人反思，是假设错了，还是实验设计不好，教师应引导学生进行讨论并找出原因。然后，提出进一步的目标，引发学生持续思维，使学生的认识在原有的经验上向前发展。
例如，在教学《斜面》一课时，在学生获得斜面能省力的基础上，教师引导学生交流：为什么有的斜面省力多而有的斜面省力少呢？各个斜面省力情况是不是相同呢？与什么因素有关呢？让学生对自己在探究中看到的现象、记录的数据及他们对此所作的解释等进行交流、反思，互相启发、补充、争论，直至明白影响斜面省力的因素。
开展丰富多彩的科技活动 学习科学不能把上下课的铃声作为思维的起点和终点，要在日常实践中不断运用知识。要真正把科学知识与社会实践紧密联系起来，初步树立用科学解决实际问题的意识。特别是“减负”后，学生的课余时间多了，可开展一些科技活动，让学生动手、动眼、动脑，去观察、实验、思考、制作，从小培养爱科学、学科学、讲科学、用科学的意识。例如，结合科学学习，让学生宣讲环保知识，为农民进行化肥、农药使用提供技术指导，撰写科技小论文等。
学生思维能力的培养，是科学教学中的一项长期的任务，应在教学活动的各项环节和课内课外的各项活动中持续有效地进行下去，依据循序渐进的原则进行，方能取得理想的效果。