強(qiáng)化學(xué)生思維能力的培養(yǎng)

小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的基礎(chǔ)性課程。在科學(xué)素養(yǎng)中，科學(xué)思維能力是重要的一項(xiàng)。教學(xué)中結(jié)合科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維能力的培養(yǎng)，不僅是非常必要的，而且是切實(shí)可行的。教授《電磁鐵》一課時(shí)，在讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程的同時(shí)，筆者著力在培養(yǎng)學(xué)生思維能力方面進(jìn)行了一些嘗試。

一、注重興趣激發(fā)，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維

《電磁鐵》一課的學(xué)習(xí)目標(biāo)主要是了解電磁鐵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，初步探究電磁鐵磁力大小與哪些因素有關(guān)。之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《磁鐵》一課，了解了磁鐵的一般性質(zhì)。基于電磁鐵和磁鐵在性質(zhì)上的相同之處，本課采用“暗箱”式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生的思維發(fā)展。

授課開(kāi)始時(shí)，教師出示一個(gè)兩邊各露出一根導(dǎo)線的小盒子（盒子內(nèi)裝有接了電池的電磁鐵）。在學(xué)生初步觀察了小盒子后，教師開(kāi)始演示：讓小盒子慢慢落到裝有小螺母的托盤(pán)中，提起。由于教師控制開(kāi)關(guān)接通電流，電磁鐵吸起了很多螺母。

生：小盒子里面有磁鐵！

師：為什么說(shuō)里面有磁鐵呢？

生：因?yàn)榇盆F能吸鐵。

教師在黑板上寫(xiě)下了“磁鐵”“吸鐵”兩個(gè)詞，再次將小盒子放到托盤(pán)中，并松開(kāi)開(kāi)關(guān)，提起，螺母都留在了托盤(pán)中。學(xué)生立即疑惑起來(lái)：

生：咦！這是怎么回事兒？

生：這里面不是磁鐵。

……

教師又反復(fù)演示了幾次。在反復(fù)演示的過(guò)程中，學(xué)生注意到了教師手上的動(dòng)作，并提出了自己的新想法：小盒子里裝的不是磁鐵，老師手中的開(kāi)關(guān)能夠控制它。這時(shí)教師并沒(méi)有立即給學(xué)生解密，而是讓學(xué)生思考討論：小盒子里的裝置有什么特點(diǎn)？

生：它和磁鐵一樣能吸鐵，但又和磁鐵不同，它吸鐵與否是能控制的。

結(jié)合學(xué)生的回答，教師在黑板上做了如圖1的板書(shū)。

教學(xué)中運(yùn)用合理的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生溫故知新，將新知識(shí)納入原來(lái)的知識(shí)系統(tǒng)中，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維。在這段教學(xué)中，教師運(yùn)用“暗箱”教學(xué)法，巧妙地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的聯(lián)想思維和類(lèi)比思維。

學(xué)生運(yùn)用聯(lián)想思維和類(lèi)比思維了解了教師演示的這個(gè)裝置的性質(zhì)：能吸鐵，磁性可控制。這時(shí)，他們的興趣點(diǎn)已經(jīng)集中到了“小盒子里裝的到底是什么”這個(gè)問(wèn)題上。教師打開(kāi)小盒子，取出了里面的電磁鐵裝置，并將所有部件展示在學(xué)生面前：電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、鐵釘，每一樣都是學(xué)生熟悉的材料。將導(dǎo)線一圈一圈纏繞在鐵釘上，就構(gòu)成了一個(gè)新的裝置——電磁鐵。

二、精設(shè)問(wèn)題情境，引發(fā)學(xué)生思維

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題是學(xué)生思維活動(dòng)的一個(gè)重要體現(xiàn)。小學(xué)生的獨(dú)立思考能力較差，他們不善于組織自己的思維。教師在教學(xué)過(guò)程中要精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生“合乎邏輯地、準(zhǔn)確地闡述自己的思想和觀點(diǎn)”，這是培養(yǎng)他們思維能力的一個(gè)重要方面。

《電磁鐵》一課中，在學(xué)生制作電磁鐵的過(guò)程中，教師有目的地對(duì)他們進(jìn)行了一些小安排。例如，讓同學(xué)之間互相交換制作的電磁鐵；建議兩個(gè)小組合并材料，共同制作電磁鐵。制作電磁鐵之后，如何引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“電磁鐵磁力大小不一樣”是進(jìn)行下一步探究活動(dòng)的關(guān)鍵。為此，教師精心挑選了幾張記錄單進(jìn)行展示（圖2）。

學(xué)生看到了記錄單上的數(shù)字，但沒(méi)有關(guān)注數(shù)字的不同。此時(shí)教學(xué)重點(diǎn)是將學(xué)生引導(dǎo)到思考“數(shù)字的不同所反映的問(wèn)題”上來(lái)。于是，教師提出問(wèn)題：“同學(xué)們用同樣的材料制作了電磁鐵，為什么吸起的螺母數(shù)量不一樣呢？”此時(shí)教師提出的是具有思考性的具體問(wèn)題，沒(méi)有直接提及磁力的大小。

生：老師，我們做的沒(méi)有他們好，我們?cè)诶p繞導(dǎo)線時(shí)纏得太松了。

生：我纏繞的圈數(shù)少！

生：老師，他們兩個(gè)組合成了一組，他們用了兩節(jié)電池。

……

學(xué)生制作電磁鐵，用電磁鐵吸起螺母并記錄；有的學(xué)生小組之間合并材料制作電磁鐵；學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相互交流……從學(xué)生的表現(xiàn)來(lái)看，每位學(xué)生的思維都很活躍。

三、強(qiáng)化表達(dá)說(shuō)理，促進(jìn)學(xué)生思維

語(yǔ)言是表達(dá)思維的工具，是思維的外殼，加強(qiáng)科學(xué)課堂的語(yǔ)言訓(xùn)練，特別是口頭說(shuō)理訓(xùn)練，有利于引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的思維進(jìn)行再加工，是發(fā)展學(xué)生思維的有效途徑。

《電磁鐵》一課中，在學(xué)生提出了影響電磁鐵磁力大小的各項(xiàng)因素后，教師特別強(qiáng)調(diào)了讓學(xué)生說(shuō)出自己的理由。例如，在描述“電池?cái)?shù)量可能影響電磁鐵磁力大小”的問(wèn)題上，引導(dǎo)學(xué)生思考“我為什么說(shuō)電池?cái)?shù)量影響磁力大小？我是怎么想的？電力大小對(duì)磁力大小會(huì)有怎樣的影響？”等問(wèn)題。為了能讓學(xué)生進(jìn)行充分的思維再加工，在回答問(wèn)題前，先讓學(xué)生進(jìn)行討論，在討論的基礎(chǔ)上再進(jìn)行表達(dá)。

通過(guò)說(shuō)理，學(xué)生嘗試了合乎邏輯地、準(zhǔn)確地闡述自己的觀點(diǎn)，加強(qiáng)了邏輯思維能力的訓(xùn)練。通過(guò)說(shuō)理，學(xué)生對(duì)影響電磁鐵磁力大小的因素又有了新的認(rèn)識(shí)：電池?cái)?shù)量、纏繞匝數(shù)、纏繞松緊、鐵釘粗細(xì)等都是影響電磁鐵磁力大小的可能因素，要想確定這些猜想，還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證，從而使學(xué)生形成科學(xué)的認(rèn)識(shí)：科學(xué)觀點(diǎn)是需要求證的。

四、堅(jiān)持探究為主，推動(dòng)學(xué)生思維

探究學(xué)習(xí)既是科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法，也是學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在探究過(guò)程中，學(xué)生要經(jīng)歷猜想、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、形成結(jié)論等環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維。

《電磁鐵》一課中，通過(guò)說(shuō)理，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到自己的想法只是一種猜想。這時(shí)，教師需要做的不是給出答案或方法，而是要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)拓思維，將猜想形成研究問(wèn)題，作出自己的假設(shè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。由于學(xué)生的年齡特點(diǎn)和課堂教學(xué)的限制，在課堂上不可能也不需要對(duì)所有問(wèn)題都進(jìn)行分析和研究。本課教學(xué)中，教師選擇了電量大小及纏繞匝數(shù)多少與電磁鐵磁力大小的關(guān)系兩個(gè)問(wèn)題。對(duì)電量大小與磁力大小關(guān)系的研究，教師作了重點(diǎn)指導(dǎo)，對(duì)另一個(gè)影響因素則放手讓學(xué)生嘗試自主完成，從而加強(qiáng)學(xué)生的思維訓(xùn)練。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要思考哪些因素是變量，哪些因素是常量。學(xué)生需要運(yùn)用相關(guān)概念、思想和方法辨明事物關(guān)系，進(jìn)行比較、分析、綜合、抽象、概括以及判斷、推理等思維活動(dòng)。

五、留有學(xué)習(xí)余地，擴(kuò)展學(xué)生的思維

教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)示范、引導(dǎo)、指導(dǎo)，能夠潛移默化地使學(xué)生獲得一些思維的方式方法。在《電磁鐵》一課中，完成了電量大小、纏繞匝數(shù)多少與磁力大小關(guān)系的研究后，教師引導(dǎo)學(xué)生做了如下分析：

“我們知道了磁鐵與電磁鐵的相同之處是都能吸鐵，不同之處是磁鐵的磁力是持續(xù)且不能隨意控制的，而電磁鐵的磁力是能夠控制的。大家還記得磁鐵的另一個(gè)重要性質(zhì)嗎？”當(dāng)學(xué)生說(shuō)出指南北的性質(zhì)后，教師做了如圖3的板書(shū)。

此時(shí)學(xué)生的思維活動(dòng)再次被激發(fā)：電磁鐵有沒(méi)有磁極？理由是什么？怎樣研究？這一次教師沒(méi)有為學(xué)生講解分析，只是為每組學(xué)生提供了一塊中間捆著線的條形磁鐵。10分鐘后，有一個(gè)組發(fā)現(xiàn)磁鐵的一端與電磁鐵的一端不相吸，而是相互排斥。在大多數(shù)組做了嘗試后，教師讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)他們的發(fā)現(xiàn)。

這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生圍繞“電磁鐵有沒(méi)有磁極”花費(fèi)了很多時(shí)間進(jìn)行嘗試。雖然不如在教師指導(dǎo)下進(jìn)展得快，但卻是學(xué)生對(duì)新知識(shí)的自主應(yīng)用過(guò)程。思維能力的培養(yǎng)不是一朝一夕能夠完成的，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該適時(shí)安排一些適于學(xué)生開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)，用以拓展學(xué)生的思維。

課堂教學(xué)活動(dòng)必定與學(xué)生的思維活動(dòng)密切相關(guān)，科學(xué)探究能力更是與思維能力相伴。在發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的努力中，要尋求科學(xué)活動(dòng)的規(guī)律，把握科學(xué)思維的特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)、理解、掌握科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

（本文系中國(guó)教育學(xué)會(huì)科學(xué)教育分會(huì)2015年度全國(guó)科學(xué)教育規(guī)劃課題立項(xiàng)項(xiàng)目“基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的案例研究”階段性研究成果。）

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