科學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展

沈婉

“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”的軍事格言同樣適用于教學(xué)。教師只有對(duì)自己的教學(xué)對(duì)象有深刻透徹的了解，才能夠做到有的放矢。講解、練習(xí)、質(zhì)疑、肯定、鞏固、提高……所有的教學(xué)與學(xué)習(xí)活動(dòng)最終都是為了改變學(xué)生的認(rèn)知并通過學(xué)生的認(rèn)知發(fā)揮作用，因此，學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是非常值得研究的。

一、認(rèn)知發(fā)展理論概述

認(rèn)知發(fā)展理論的提出者是著名發(fā)展心理學(xué)家讓·皮亞杰。他認(rèn)為個(gè)體從出生后其思維方式和認(rèn)識(shí)解決問題的能力隨年齡增長而改變。根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的差異，認(rèn)知發(fā)展共經(jīng)歷感知運(yùn)動(dòng)（2歲之前），前運(yùn)算（2至7歲），具體運(yùn)算（7至12歲），形式運(yùn)算（12歲后）四個(gè)階段。

小學(xué)高年級(jí)的授課對(duì)象基本是12至14歲的學(xué)生，按認(rèn)知發(fā)展理論他們正處在從具體運(yùn)算階段到形式運(yùn)算階段的過渡期。在科學(xué)教學(xué)中關(guān)注各階段學(xué)生的思維特點(diǎn)，能夠使學(xué)生更快接受更容易理解所學(xué)知識(shí)，并使思維力得到鍛煉。尤其是引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)從具體運(yùn)算到形式運(yùn)算的跨越，是打破學(xué)生思維瓶頸，從根本上提升學(xué)生創(chuàng)新能力的良策。

二、認(rèn)知發(fā)展理論在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.在教學(xué)中遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的階段特征

在具體運(yùn)算階段內(nèi)，孩子的認(rèn)知以運(yùn)算圖式呈現(xiàn)，其思維具有守恒性、自我中心性和可逆性的特征。比如，三年級(jí)的學(xué)生能夠理解等號(hào)的傳遞性，他們在回答問題時(shí)更容易受到“不同聲音”的干擾，他們知道水可以由方至圓再由圓回方。

從三年級(jí)開始學(xué)生的認(rèn)知大多步入形式運(yùn)算階段，在五六年級(jí)，形式運(yùn)算思維得到鞏固與強(qiáng)化。在形式運(yùn)算階段，孩子具備了抽象邏輯思維能力，其認(rèn)知特點(diǎn)如下：

一是思維形式與思維內(nèi)容的分離。這一階段的孩子能夠擺脫現(xiàn)實(shí)的影響，對(duì)假言命題做出富有邏輯性與創(chuàng)造性的反映。例如，在四年級(jí)下冊“怎么搭配食物”一節(jié)中，我讓學(xué)生假定自己是廚師，讓他們盡情描述出自己能想到的各式各樣的菜肴，無論這些菜肴是多么的稀奇古怪都不嗤之以鼻，因?yàn)閷W(xué)生可以在這種天馬行空的想象中迸發(fā)創(chuàng)新的能量。然后再對(duì)所有菜肴構(gòu)思進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生從制作成本、制作難度、營養(yǎng)、口味、外觀、創(chuàng)新性等諸多角度評(píng)價(jià)菜肴，鍛煉學(xué)生的理性思考能力。

二是進(jìn)行假設(shè)——演繹推理。首先提出假設(shè)，然后進(jìn)行演繹，找出答案。例如，在五年級(jí)上冊中有“解釋和建立模型”一章，建模的步驟是“做出假設(shè)——建立模型——驗(yàn)證并得出結(jié)論”這一過程是對(duì)假設(shè)——演繹推理的生動(dòng)體現(xiàn)。因此，我將建模的方法貫穿于整個(gè)五年級(jí)科學(xué)的教學(xué)中。例如，在研究晝夜交替問題時(shí)，我們用人造光源和地球儀模擬地球在太陽系的位置與狀態(tài)，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了晝夜交替。再比如，在學(xué)習(xí)聲音的傳播時(shí)，我先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)做出“聲音隨著距離的增大而減小”的假設(shè)，然后建立模型探究聲音傳播與距離遠(yuǎn)近的關(guān)系，從而讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)聲音的擴(kuò)散規(guī)律。我們還根據(jù)隔音玻璃的啟示做出“介質(zhì)影響聲音傳播”的假設(shè)，建立模型并得出“聲音通過介質(zhì)傳播”的結(jié)論并做出“在真空聽不到聲音”的推論。

2.在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)認(rèn)知發(fā)展階段的跨越

與具體運(yùn)算思維相比，形式運(yùn)算的本質(zhì)特征是邏輯性與想象力。因此，要引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)從具體運(yùn)算到形式運(yùn)算的跨越，首先要讓科學(xué)課本身具有邏輯性與想象力。我在授課時(shí)，力求每堂課的內(nèi)容有邏輯性，體現(xiàn)循序漸進(jìn)。還十分注意因材施教，照顧不同層次學(xué)生差異，不搞“滿堂灌”“一刀切”。此外，我經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生做知識(shí)的比較與聯(lián)想。每學(xué)期的內(nèi)容也要做到邏輯上的完整嚴(yán)密，注意知識(shí)的前后聯(lián)系，注意整體與部分的關(guān)系。此外，我努力在教學(xué)語言與課堂形式進(jìn)行創(chuàng)新，比如，更多地采用實(shí)驗(yàn)、游戲的方式傳授知識(shí)，要將科學(xué)知識(shí)穿插在生活熱點(diǎn)甚至是網(wǎng)絡(luò)熱詞中講解。比如，在研究“國旗是怎樣升上去的”時(shí)，聯(lián)系了去年的大閱兵，讓學(xué)生觀看升國旗的實(shí)況加深理解與記憶。

另一方面是讓學(xué)生具有邏輯性與想象力。邏輯性的前提是熟練思考，想象力的前提是自由發(fā)散。為此，一定要引導(dǎo)學(xué)生多思考，在教學(xué)中要多提問，善提問，改變啟發(fā)——總結(jié)式教學(xué)，讓學(xué)生自己自主探究。我在教學(xué)中常傾聽學(xué)生的見解，使學(xué)生樂于思考。我還讓學(xué)生通過寫科學(xué)周記來培養(yǎng)思考力。學(xué)生在寫周記時(shí)觀察周圍的世界，發(fā)現(xiàn)并記錄科學(xué)問題，進(jìn)而解釋科學(xué)現(xiàn)象或是提出問題解決方案。與口頭表達(dá)相比，文字表達(dá)能讓思考者保持心靈的寧靜，從而更有助于思路的深化與拓展。

三、結(jié)語

小學(xué)科學(xué)是一門旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙課。學(xué)習(xí)科學(xué)課的目的不僅是讓學(xué)生獲得周圍生活中的科學(xué)知識(shí)，更是要培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)的興趣與創(chuàng)造力、求知欲，引導(dǎo)他們掌握理性思維的方法。科學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展讓我們看到了社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的碰撞與交融，見證了理論與實(shí)踐的觀照與互促。我們期待著將更多的科學(xué)理論應(yīng)用到更廣泛的教學(xué)等社會(huì)實(shí)踐中，讓科學(xué)之花遍地開放。

【作者單位：常州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)教育集團(tuán)平岡校區(qū) 江蘇】