引導科學實驗 培養理性思維

摘 要：在小學科學實驗課教學中，如何培養學生的思維能力是一個值得探討的課題。老師始終都是學生學習活動的組織者、指導者，而學生則是一個發現者、探索者，老師的“教”要為學生的學服務。在培養學生思維能力上老師的引導作用至關重要。

關鍵詞：科學實驗； 培養； 理性思維

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）01-056-001

現在的學生在科學課上思維的發展，大多處于淺層次，他們只是想著如何完成實際任務，而沒有就這個任務進行實質性的思考。尤其是在表達觀點的時候，很少有人能展示其理解能力的信息。那么，我們怎樣才能使學生在科學課上的探究具有實質性的科學思維的意義呢？下面我結合教學實際，談談自己的思考與探索。

一、創設情境，開啟思維

例如在《給冷水加熱》一課中，我是通過魔術創設學習情境的。老師：今天老師要給你們表演一個魔術。教師拿出一個透明紅色小袋子，兩個大燒杯，一杯裝冷水，一杯裝熱水，然后將小袋子裝滿冷水并密封好，放入裝有熱水的大燒杯中，沉到了底部。學生們一動不動地盯著這兩個燒杯，過了2—3分鐘，他們都驚訝了，小袋子從底部慢慢的浮到了水面。這樣一個小小的魔術就把他們的學習興趣完全地調動起來了，都開始討論想知道究竟是怎么回事。學生帶著這樣的探究興趣，和老師一起開展了有效的實驗探究，一節圍繞給冷水加熱的課就開始了。學生的情緒被調動了起來，思維也開始活躍起來，一舉兩得。

二、猜想假設，引導思維

在科學的探究課中，提出研究問題后，首先要對研究的問題提出各種猜想和假設，這種猜想和假設是需要驗證的，我們稱它為“科學假說”。它是“提出問題——解決問題”中的橋梁。它對學生直覺思維和發散性思維的培養大有益處。因此，當學生的思維處于這一狀態時，老師就要加強引導。

例如在《不一樣的電路連接》一課中，我先讓學生點亮自己組的燈泡，學生速度很快，一會就完成了。這時，學生發現有的組的燈泡特別亮，有的組的特別暗。學生就產生了疑問，為什么會出現這種情況？燈泡的亮暗除了和電池是否有電有關外，還可能是什么原因呢？我馬上抓住這個問題，讓學生去思考哪些因素會影響燈泡的亮度。開始時學生覺得有點懵，提出了很多無關的因素，思維太過于散亂，于是我馬上做了兩個實驗，都是一節電池，兩個燈泡，一個用并聯的方式連接電路，一個則用串聯。這樣一比較，學生馬上就發現原來連接方式不一樣，可能會影響燈泡的亮度。在這個猜想的過程中，教師的演示實驗為學生搭建了一個思考的平臺，學生能夠把感知和表象進行加工，形成更高的認識，也就達到了思維的訓練。假如猜測的結果和實驗的結果一致，可以使學生獲得滿足感，體驗成功。如果實驗證明自己的猜測是錯誤的或不全面的，同樣可以使學生重新組合自己頭腦中原有的知識，形成新的認知結構，使其經驗更豐富，思維更靈活，判斷更準確。

三、科學探究，促進思維

小學階段，不需要學生對科學有系統的認識，也不需要學生掌握很深的科學道理。但希望通過一系列的典型活動，提高學生對科學的朦朧的認識，逐漸使他們的意識由“經驗認識”向“科學認識”轉變，為他們將來樹立科學的人生觀而產生深遠的影響作用。

如《冷水與熱水》的教學前，一位學生提出：“滿滿的一杯熱水放在桌上，過了一夜，第二天早晨發現剩下大半杯了，奶奶說：是給鬼喝了！”這個問題對好多同學觸動很大，之后我讓所有同學回家去試一遍，都發現水確實少了。在課堂教學中，將活動的重點放在水的熱脹冷縮引起水體積的變化上。學了這一課后，學生恍然大悟：“原來是熱脹冷縮的緣故呀。”我又及時補充，讓大家看倒在杯子里的熱水上方有沒有在冒氣，之后告訴他們那是熱水在蒸發成水蒸汽，消失在空氣中。可以說，一杯熱水過一夜減少的現象是由熱脹冷縮和水的蒸發雙重作用的結果。讓學生在科學探究中，掌握了新知識。

四、實驗設計，活躍思維

一個好的實驗方案要求學生弄清如何選擇變量、如何控制條件、如何正確操作、應當注意什么問題等。方案的制定需要通過師生之間開展多向的交流，經過認真的思考和反復的討論才能逐步完善。在制定方案之前，老師必須結合學生現有的水平和能力，幫助學生明確思考的方向和目的，然后在不斷的交流中充分提高學生的科學思維能力。

例如在講《鐵的生銹》時，為了揭示鐵生銹的原因，可先啟發學生考慮鐵生銹的多種情況，再經過引導或讓學生討論可提出下述3種假設：

（1）鐵生銹是因為和空氣接觸，鐵和空氣中的氧氣結合；

（2）鐵生銹是因為水的存在，鐵和水起了化學變化；

（3）生銹是水和空氣對鐵共同作用的結果。

然后引導學生推論這三種假設的正確性并且給出正確的結論。在此基礎上，再引導學生來設計、探究實驗，實驗步驟如下：

（1）將潔凈的鐵釘放入干燥的試管里，并用塞子塞緊。

（2）把經煮沸過（除去空氣）的水裝滿試管，放入潔凈釘子，用塞子塞緊。

（1）將潔凈鐵釘放入試管，其中使鐵釘一半在水中，一半露出水面。

通過以上實驗探究，學生最后可得出結論：水和空氣（只是其中的氧氣）共同對鐵反應是鐵生銹的原因。這樣的方式充分地發揮學生們在實驗過程中的自主性、主觀能動性，也改變他們機械化、程式化的被動學習傾向。

五、交流評價，深化思維

學生在具體的探究操作中積累了大量的感性認識，他們各自都有不同的發現。但是要真正形成一個科學的概念還需要經過語言的表達、交流和探討。實驗結束后，老師應引導他們用自己的語言真實描述實驗現象和實驗結果。交流是思維火花的碰撞，交流可以深化學生各自的認識。在交流中學生不但體驗著自己的思維，還可以從同伴那里獲得新的不同的思維，各種思維互相影響和碰撞，就實現了真正意義上的資源共享。這時教師再組織學生進行自我反思，學生就很容易發現他人的長處以及自己存在的不足，進而產生進一步改進的愿望和要求。

例如“我這次實驗探究很成功，關鍵在于實驗方案的設計較合理，對實驗中的變量控制和操作較好，以后我一定要繼續發揚”；“我的實驗失敗了，主要是我的實驗操作不當所致”；“別的同學裝置既簡單，實驗現象又明顯，而我這個實驗耗時太長，裝置較復雜，可能是實驗設計方案有問題。”這樣，通過小組交流或全班交流的方式，讓學生反思各自在實驗探究過程中的行為表現，學習他人長處，改進自己的不足，也不失為深化學生思維的好方法。