在小學科學教學中發展學生思維的初步探索

雷鵬

科學是一門讓學生在一個個科學探究中培養科學素養的學科。操作活動僅僅是科學探究的外在形式，其中內隱的科學思維才是它的靈魂。教育家杜威曾經指出，探究是“對任何一種信念或假設的知識進行的積極、持續、審慎的思考”。對學生而言，經歷真正的探究過程就意味著經歷思維的過程。因此，在課堂教學中我們要注重培養、訓練學生的科學思維，要善于抓住課堂的每一個活動環節，促進學生的思維發展，為他們的樂學而教。下面我就根據自己的教學經驗來談談對學生科學思維的培養。

一、設置矛盾，促進思維

心理學家認為，兒童在活動中產生的新需要會和已有的心理水平之間構成矛盾，這個矛盾就是兒童思維的內部矛盾，它是推動思維發展的動力。我們可以利用學生已有的知識經驗和科學現象之間的差異、學生個體之間的差異，凸顯矛盾，使其產生認知的沖突、思維的“碰撞”，進而促使學生思維。

如在五年級上冊《照鏡子》一課教學中，教師可以巧設“該不該起床”的情境，制造矛盾，促使學生思考。由于物和像的位置對于鏡面是對稱的，當學生通過鏡子看圓點鐘面時，有些同學可能會不假思索地將7點誤認為5點，但也有個別觀察細致的學生認為是7點。于是便會引發一場關于“到底是5點還是7點”“鏡子里的像和原物左右方向是否相反”的爭論，這個由于個體差異產生的矛盾將促使學生積極地思考，發表見解，矛盾碰撞，展示自我。

在教學中我們要從學生已有的心理水平、思維結構和知識經驗出發，制造高于學生原有的心理水平，又是他們經過努力可以解決的矛盾，同時兼顧情境矛盾與教學目標的密切相關性，在學生與目標之間鋪設臺階。

二、鼓勵預想，激活思維

預想是人們根據個人經驗和知識對觀察結果的理解與解釋，是一種對未來事物發展的推斷。它是人們的主觀思維活動，具有多重性，是科學探究中思維活動的開始，也是人們最基本的思維技能。課堂中教師應盡可能為學生提供預想的機會，使其有機會圍繞探究的問題以學過的知識和已有的生活經驗為依據展開科學、合理的猜測；有機會“多向”思考，避免思維定勢；有機會對客觀事物之間關系進行迅速識別、直接理解和整體判斷，由此激活學生的思維。

如《研究磁鐵》一課中探究磁鐵的性質，在觀察了條形磁鐵的外觀之后，引導學生對“磁鐵各部分的磁性強弱都一樣嗎？”這一問題展開猜測，并說明理由。有的學生認為條形磁鐵的中間磁性最強，因為中間部位面積大磁性當然最強。有的學生認為條形磁鐵的兩邊磁性最強，因為以前自己比較過。有的學生認為條形磁鐵各個部位磁性一樣強，因為它是同一塊磁鐵各部分沒有分別。猜測后讓學生對自己的猜測進行探究驗證。這些猜測都是基于條形磁鐵的構造展開，盡管學生的觀點有的是錯誤的，但無論對錯，都不是隨意的，它們往往具有基本的邏輯性，是兒童邏輯分析和推理的結果。

因此我們應鼓勵學生大膽猜測、充分預想，并講述預想的理由。以促進學生相互啟發或形成思維沖突。過程中我們不能過早對學生預想作是非評判，讓這種因預想而形成的內驅力促使學生自主探究，最后再讓學生依據探究的結果對預想進行自我評價，作出進一步的解釋或修正。

三、結合材料，訓練思維

科學教學是由一個個引人入勝的探究活動串聯而成的，活動的展開需要借助各式各樣的材料，如果探究材料具有了層次性與邏輯性，同樣的探究材料根據探究活動的進展分層次出示，也是訓練思維，培養學生的推理能力的良好媒介。

如在教學三年級下冊《把固體放到水里》一課中“研究固體的沉和浮”時，先發給每個合作組一些肯定會下沉（螺帽、橡皮泥等）、肯定會上浮（泡沫、紙片等）和難以辨別沉浮的材料（牙簽、回形針、光盤等）。學生開始猜測，這些材料中大的會沉，小的會浮，或者是輕的浮，重的沉，但實驗后他們去發現結果卻不是像他們所認為的，他們模糊地認為其實物體的沉浮與它的大小、輕重是沒有關系的。看到學生產生矛盾和疑問后，再提供給每組大小一樣，輕重不一樣的材料（圓球），學生實驗后又驚喜地發現，原來在這組材料中，輕的浮，重的沉，看來和輕重還是有關系的。“沉浮和大小是不是也有關系呢？”有學生發問。“試試看！”接著再提供給每組輕重一樣，大小不同的材料（圓柱），學生實驗后的又一個重大發現：原來在這組輕重一樣的材料中，大的浮，小的沉。“原來跟輕重、大小還是有關系的。”“是越小、越重的就越容易沉。”“那輪船怎么會浮？”最后，學生們帶著“似乎明白了”的滿足和新一輪的疑惑繼續探究旅程。

由此看出通過材料的選取和組合以及交給學生時的次序，可以幫助學生發現和提出問題，同時也就形成了結構。我們通過材料之間的先后順序，始終牽制著學生思維活動的發展，讓學生思維層層推進，在逐漸復雜的問題中思維活動步步深入。

四、設計方案，引導思維

設計方案的過程實際上是一個尋求問題解決的過程，在此過程中學生會不自覺地運用多種思維，巧妙地結合發散思維和集中思維，從而使某種設想脫穎而出。我們要讓學生經歷設計方案的過程，引導學生為證明自己的想法，進行假設，確認改變的因素、不變的因素。以發展學生的創造性思維。

如在六年級上冊《洗衣服的學問》一課中，研究哪種洗滌用品去污能力最強。讓學生結合老師提供的材料猜測哪一種洗滌用品可以除去哪種污物。接著以小組為單位設計實驗方案，研究哪種洗滌用品去污能力最強。然后小組討論，老師參與其中。（提醒：這是一個對比實驗，要重點考慮如何控制變量。）最后交流匯報，完善實驗方案。在這個實驗中改變的因素是洗滌用品的品種，其他要盡可能考慮周全，列出影響實驗結果的其他因素，創設“公平”的環境。如洗滌用品的用量、用水量、水溫、污物的大小、洗的時間、洗時用力大小等都要保持一樣。整個過程是學生思維的過程，隨著方案的不斷完善，學生的思維也不斷地深入。

作為老師如過多干預就會使學生疏于思考，理所當然地接受教師的種種要求或建議。但如果沒有老師的引導，交流則會演變成無序的爭論，最后會無果而終。因此，我們在引導學生設計方案時，要根據不同年級學生的思維特點采取不同的策略。對于低年級學生，可以組織集體討論，師生對話，以教師引導為主完成方案設計。對于高年級學生，可以組織小組討論，集體交流，以學生間質疑為主完成方案設計。

五、分析討論，發展思維

在實施方案后，教師要引導學生分析觀察到的現象或收集到的數據，對假設作出回答并得出結論。引導學生將結果有機地延伸和深化，對結果進行更深、更高層次的思考判斷，邏輯推理。由表及里，去粗取精，歸納出總體論點，以發展學生的理性思維。

如《飛回來的小水珠》一課中，研究水蒸氣是在什么條件下變成了小水珠。先介紹提供的實驗材料（集氣瓶2個、培養皿2個、冷水、溫水、熱水等）。接著讓小組根據材料設計研究方案并填寫實驗單， 集體討論交流實驗方案。然后領取材料進行分組實驗。實驗后匯報討論現象。教師問：“實驗中看到小水珠了嗎？請看到的小組回答，上面培養皿中是什么水？下面集氣瓶中是什么水？”學生匯報：①上面溫水，下面熱水；②上面冷水，下面熱水；③上面冷水，下面溫水。最后引發學生思考：雖然實驗方法不一樣，但都有什么相同的現象？ 學生們討論：都出現小水珠、下面的水都比上面的水熱。結合討論結果揭示概念“凝結”。研究中學生在對活動結果和現象分析討論的同時，思維能力也得到了發展。

在探究活動中，我們應盡可能地為學生提供運用分析與綜合、分類與比較、抽象與概括、歸納與演繹等思維方法的機會，以促進學生思維能力的提高。

發展學生思維，是一個長期的過程，以上只是筆者教學中的幾點體會。教無定法，貴在得法，相信只要我們圍繞提升科學素養這個目標，帶著“發展學生科學思維”的理念指導學生開展探究活動，我們的科學課一定能更切實有效地提升學生的科學素養，為學生終身發展奠定堅實的基礎。?