小学科学教材的编写也非常注重学生的思维发展。例如教科版教材中，从三到六年级有梯度地安排了变量控制实验的出现，渗透了科学的思维和方法，对学生的思维发展有着很好的促进作用。又如在《马铃薯的沉浮》一课中，针对学生容易出现的逻辑错误，设计了基于证据与逻辑相协调的教学活动，培养学生严密的逻辑思维能力。
教师在教学中，需要用心关注学生的思维发展。只要教师时时关注学生的思维发展，关注学生是如何学习的，教师的教学设计就会发生相应的改进。我们以《点亮小灯泡》一课为例，分析怎样基于学生的思维发展设计教学过程。
《点亮小灯泡》这一课是经典的教学内容，各个时期的教材都会选用。一般的教学设计，都是从观察小灯泡的结构开始的，然后让学生试着用一根导线、一节干电池去点亮小灯泡。从大量的教学实践观察，绝大多数的三、四年级学生，在没有教师引导之前，都会采用导线一端连接电池的正极，一端连接小灯泡的金属皮的方法去试验（如图），当然基本上不能自主、顺利地点亮小灯泡。分析这种现象的原因，是因为学生的前认知中还没有回路的概念，所以学生只会按照生活中的经验，来建构他们的理论。
当学生发现按照自己的想法无法点亮小灯泡的时候，他们对此均感到困惑和不解。此时正是学生求知欲最强的时候，也是教学的好时机。教师如何引导，就会显示出教师是如何对待学生的学习的，也可以看出教师的教学思想是基于学生发展，还是基于教师传授。
有的教师，会直接告诉学生应该弯过来连接，并演示正确的连接方法，然后让学生实践，结果学生很快就掌握了点亮小灯泡的方法。这种教学设计的直接效果很好，但是教师包办过多，替代了学生的思考过程，学生的思维没有被激发出来。
有一位教师是这样处理的：发现学生不能点亮小灯泡，教师提醒学生再次仔细观察小灯泡的结构，讨论小灯泡上的连接点的作用，再试试其他方法。结果，学生经过再次观察和相互讨论，顺利地找到了点亮小灯泡的方法，显得非常开心。在这个过程中，教师没有直接替代学生思考，而是提供学习的建议和台阶，让学生从物体的结构与功能的角度，去思考新的方法，从而让学生自己找到解决路径。这就渗透了思维训练的内涵在里面。
另一位教师是这样处理的：让学生把几种没点亮的方法展示在黑板上，然后让学生分析找原因。学生认为还有另外的连接方法没有尝试过，提出了可以继续试验的新的连接方法。结果，学生真的成功了。教师顺势小结：分析失败，蕴含着成功。在这里，教师也没有直接告诉学生应该怎样点亮小灯泡，而是提供机会让学生反思，另辟蹊径，最后学生顺利的达成目标。这里也渗透了思维方式的训练。
