理趣共生發(fā)展思維

小學(xué)生進行的科學(xué)探究和實踐活動，大體上經(jīng)歷提出問題、建立假設(shè)、制定方案、分析交流、得出結(jié)論的過程。在此期間，學(xué)生的思維能力起著主導(dǎo)作用，決定著活動的效能。因此，教師設(shè)計有效的思維訓(xùn)練活動，營造理趣共生的教學(xué)氛圍，對促進學(xué)生思維能力的發(fā)展，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)科素養(yǎng)，是非常重要的。本文結(jié)合科學(xué)課具體案例，談?wù)勎覀兣囵B(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的一些做法。

一、有序，關(guān)注實驗方案設(shè)計

精心設(shè)計實驗方案，是將頭腦中模糊的探究想法外顯，并嘗試進行程序化的假設(shè)過程，是科學(xué)探究活動得以順利進行的保障。教師在引導(dǎo)學(xué)生參與活動前要進行合理的方案設(shè)計，做到有方法、有秩序，減少學(xué)生觀察與實驗的盲目性。

1.聚焦核心，用明確的要求貫穿實驗

三年級是小學(xué)科學(xué)的起始年級，對于剛踏入科學(xué)課堂的學(xué)生來說，對科學(xué)有著發(fā)自內(nèi)心的喜悅，充滿著好奇。因此，教師必須把握學(xué)生的年齡特點，關(guān)注他們的認知發(fā)展。在組織探究時，要用清晰的語言，把操作方法明確、高效地教給學(xué)生，使他們更容易進入研究狀態(tài)。

如《做一名小科學(xué)家》一課，探究紙鸚鵡站立的秘密是本課的主體活動，教師借助紙鸚鵡活動，讓學(xué)生經(jīng)歷從提出問題到尋求答案的過程，并從幾種物體站立起來中領(lǐng)悟到重物加在物體尾部，物體才可以保持平衡，且重心越低，物體越平穩(wěn)。很顯然，“重物、重心、平衡、平穩(wěn)”這四個關(guān)鍵詞是學(xué)生需要明確認知并深刻理解的。那么，在教學(xué)組織中，教師該如何幫助學(xué)生開展實驗觀察呢？

教師可以出示紅綠兩色粘貼紙，要求學(xué)生在借助回形針讓紙鸚鵡站立起來的過程中，把綠色貼紙粘在能使紙鸚鵡站起來的位置上（表示支撐點），用紅色貼紙貼在回形針夾在紙鸚鵡的位置上（表示重物）。在接下來的諸如環(huán)形、三角形、不規(guī)則圖形等物體站立起來的活動中也提出相同的要求。不同位置的粘貼紙，有著鮮明的視覺效果，能很好地引導(dǎo)學(xué)生分析出支撐點與重物之間的關(guān)系，即重物越重，站得越穩(wěn)：重物越下，站得越穩(wěn)。

2.集思廣益，縝密設(shè)計實驗方案

學(xué)生實驗設(shè)計的水平是衡量其探究能力的重要標(biāo)尺。在小學(xué)階段，教師應(yīng)當(dāng)利用學(xué)生已有的認知，充分調(diào)動他們的主觀能動性，給他們創(chuàng)設(shè)展開思維的條件和機會，使他們實驗設(shè)計的能力不斷提高。

在教學(xué)《測量水的溫度》一課時，對于“熱水變涼有什么樣的規(guī)律”這一問題，眾人觀點不一，學(xué)生很直接地想到做實驗，借助工具測量一下水溫（教學(xué)時使用的是數(shù)字化實驗設(shè)備）。可疑問又接踵而至，測量一次水的溫度就能知道熱水降溫的規(guī)律嗎？于是教師拋出第二個問題：想要知道這杯水究竟是怎么變冷的，又該如何測量溫度呢？進一步引導(dǎo)學(xué)生的思維向前推進。下面是學(xué)生分組交流之后的匯報：

生：把溫度傳感器插入水中，先測一次，過段時間再測一次。

生：我覺得前面同學(xué)說的方法是對的，只是測的次數(shù)太少了，應(yīng)該多測幾次，最起碼五六次。

生：每次測量水溫間隔的時間還得一樣，這樣才會知道水溫的變化究竟是怎樣的。

生：溫度傳感器太靈敏了，我覺得要把它一直放水里，這樣才能保證測量的是水溫。

……

師：通過交流，我們有了較為統(tǒng)一的觀點：這個實驗的測量總時間長一些，得多測幾次，要注意前后測量的間隔時間是一樣的，溫度傳感器要一直放在熱水里，我們可以把這樣的方法稱之為連續(xù)測量。

二、嚴密，培養(yǎng)科學(xué)實證意識

盡管小學(xué)生進行的科學(xué)探究和科學(xué)家進行的科學(xué)實驗有著諸多不同，但兩者在本質(zhì)上是相通的，都講求實證意識，并據(jù)此不斷修正自己的發(fā)現(xiàn)，做出新的解釋。因此，教師要給學(xué)生營造一個科學(xué)民主的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)他們多角度思考問題，增強思維活動的強度，樹立實證意識，形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。

1.用存異求同的方法發(fā)現(xiàn)“是什么”

圖示技術(shù)以其直觀、簡潔著稱，是實現(xiàn)思維從抽象到具象再到抽象的橋梁，常用于實驗現(xiàn)象的分析，利于知識的建構(gòu)、問題的探討與解決。

《水結(jié)冰》是我們設(shè)計的一節(jié)數(shù)字化實驗課，本課的教學(xué)目標(biāo)是觀察并發(fā)現(xiàn)水凝固成冰的溫度變化。在探究活動中，學(xué)生制取冰塊、測量水溫，由于應(yīng)用了數(shù)字化實驗技術(shù)，他們能夠便捷地獲得一組精準(zhǔn)的實驗數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的變化實時繪制出折線圖。教師逐一出示各組提交的不同曲度的折線圖，要求學(xué)生根據(jù)圖表匯報活動中測得的起始溫度、水開始結(jié)冰的溫度、活動結(jié)束時的溫度；接著標(biāo)注出水結(jié)冰的溫度在折線圖中屬于哪一部分，分析這一部分的線段有什么特點；繼而分析線段為什么幾乎是一條直線。學(xué)生通過交流、討論，最終認識了水開始凝固成冰的溫度是零攝氏度左右，且水在凝固成冰時溫度總是保持在零攝氏度左右這一科學(xué)規(guī)律。教師通過存異求同的實證方法，引導(dǎo)學(xué)生將具象的圖表轉(zhuǎn)化為抽象的思維，使現(xiàn)象與規(guī)律之間的邏輯聯(lián)系不再是晦澀難懂的，而是顯而易見的，提升了學(xué)生的思維水準(zhǔn)，優(yōu)化了科學(xué)探究的效度。

2.用毫厘之差的數(shù)據(jù)解析“為什么”

學(xué)生探究過程中往往會出現(xiàn)各種不同的實驗數(shù)據(jù)，教師應(yīng)及時引導(dǎo)學(xué)生進行質(zhì)疑、解釋與相互評價，挖掘隱藏在現(xiàn)象表層下富含的思維要素。

如《測量》一課，學(xué)生用軟尺測量課桌的寬度，匯報的數(shù)據(jù)大多是39.9厘米，有一組學(xué)生卻是40.0厘米。這時就可以抓住例外數(shù)據(jù)，啟發(fā)學(xué)生進行更多的思考。教師用提問的形式鼓勵學(xué)生進行探討：“你認為這一組的數(shù)據(jù)為什么會不一樣？”學(xué)生紛紛做出基于經(jīng)驗的各種猜測：軟尺可能放斜了，軟尺可能沒有拉緊，用軟尺測量時可能沒有從零刻度開始，桌子和其他組的可能不一樣……在反復(fù)分析、驗證、交流的過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)原來是這一組的尺子刻度存在問題，由此明白了看似統(tǒng)一的工具之間也有可能存在誤差，這為后續(xù)學(xué)習(xí)規(guī)范使用其他測量工具奠定了經(jīng)驗基礎(chǔ)。只有當(dāng)學(xué)生的思維始終處于用事實說話的這種實證意識中，才能使他們多角度、多層次地看待問題，并根據(jù)不同的條件和具體的環(huán)境靈活處理問題。

3.用抽絲剝繭的解決“怎么辦”

課堂教學(xué)是個不斷生成的過程，教師需要結(jié)合具體的教學(xué)情境，針對不同學(xué)習(xí)狀態(tài)下的學(xué)生，給予針對性和激勵性的導(dǎo)學(xué)信息，使他們在認知困惑、思維徘徊、情感起伏的時候，能最大程度地為他們提供不同的學(xué)習(xí)支持和思維助推。

仍以《水結(jié)冰》一課為例。我們知道水在零攝氏度時開始結(jié)冰，但并不是所有時候都是這樣，即使溫度已經(jīng)低于冰點，有些情況下水仍然不結(jié)冰。造成這個現(xiàn)象的原因是水結(jié)冰需要先在水中任意一個區(qū)域內(nèi)形成至少一個小冰核，水分子包圍著這個核開始結(jié)晶成冰，如果沒有這個核，就好像結(jié)冰這個過程的開關(guān)沒有被打開，水只好繼續(xù)降溫，我們把這一狀態(tài)的水稱為“過冷水”。在實際教學(xué)中，因為器材的限制，實驗中使用的是用保溫杯裝碎冰模擬一個冷環(huán)境，但由于不同品牌保溫杯保溫性能的差異，有個別杯內(nèi)的溫度值只能維持在零下四攝氏度左右，與水結(jié)冰的冰點較接近，試管中的水在這樣一個不太冷的環(huán)境中不能正常結(jié)冰，始終是液體狀態(tài)。因為存在“過冷水”現(xiàn)象，該組學(xué)生得不到“應(yīng)有”的實驗結(jié)果，繼而不能參與數(shù)據(jù)的分析交流，使得這一小組的學(xué)生在匯報環(huán)節(jié)十分沮喪，認為是實驗時操作不當(dāng)造成的失誤。這時，教師首先邀請其他組向這組提出質(zhì)疑：是否用手觸碰杯內(nèi)的試管外壁（這容易導(dǎo)致管內(nèi)水溫度上升），是否經(jīng)常攪拌保溫杯里的碎冰（杯內(nèi)溫度不冷，水就不能結(jié)冰了），是否用嘴巴靠近杯子哈氣（容易改變杯內(nèi)溫度）。該組學(xué)生在逐一排除這些因素后，發(fā)現(xiàn)自己的實驗步驟是嚴謹科學(xué)的，轉(zhuǎn)而信心大增，但因為不明白水不能結(jié)冰的原因，于是把求助的目光投向教師。這時，教師取一塊碎冰屑，快速地投擲于過冷水中，本是透明的液體在冰核的作用下，瞬間結(jié)冰變白，學(xué)生頓時眼睛發(fā)光，歡呼雀躍起來。當(dāng)然，這一課堂偶發(fā)現(xiàn)象的有效處理，需要教師平時積累扎實的理論知識、過硬的實驗操作技能，以及靈活多變的課堂教學(xué)機智。

三、生趣，玩味課堂意外事件

學(xué)生有意無意的動作表情，往往表現(xiàn)出他們最真實的思維狀態(tài)。教師只有俯下身，敏感地發(fā)現(xiàn)他們的心理成長需求，再適時地、潤物細無聲地去感染、熏陶和引領(lǐng)他們，他們才會感覺安全、舒適、溫馨，思維才能活躍起來。

每年春季入學(xué)后，四年級學(xué)生就會學(xué)習(xí)《骨骼和肌肉》單元的相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生會調(diào)動一切可能的方法進行學(xué)習(xí)，比如通過觸摸自己的身體進行研究，觀察動物的骨頭參照類推，借助圖片、模型等進行直接觀察，以發(fā)現(xiàn)人體這個“暗箱”潛藏的奧秘，骨骼模型也就應(yīng)時出現(xiàn)在教室的講臺上了。

第一次上《骨骼》一課出示骨骼模型時，教師盡管會提前告訴學(xué)生這是PVC材質(zhì)的塑料兒童骨骼模型，但課堂上還是有一陣驚呼聲，膽小的女生會把臉轉(zhuǎn)向自己的臂彎里，只有幾個調(diào)皮的男孩子會在下課的時候偷偷地觸碰一下模型。但這并不代表孩子們抗拒科學(xué)研究，他們?nèi)耘f會用靈巧的小手進行紙質(zhì)平面人體骨骼的拼裝，會對照立體模型進行比對并修改自己的作品，只是面對骷髏這個“新生事物”還需要一個接受的過程。

上第二課《關(guān)節(jié)》時，課堂上仍舊有骨骼模型的出示，但學(xué)生的思想會發(fā)生轉(zhuǎn)變。他們顯然對模型神情坦然地接受了，在教師扶起骨骼模型的上肢或下肢做局部講解時，他們對骨骼標(biāo)本呈現(xiàn)出怪誕滑稽的動作姿勢，還能友善地笑上幾聲。在臨下課的時候，教師選用一段幽默的“骨骼模型舞蹈”視頻，加強學(xué)生對人體骨骼及關(guān)節(jié)功能的認識。視頻中類似牽線木偶被操控的骨骼標(biāo)本，在勁爆的搖滾音樂中擺著各種Poss，做出熱辣活力的舞蹈動作。孩子們再也按捺不住，個個眉開眼笑，太有意思了，原來在人體褪下毛發(fā)、皮膚、肌肉等附著物后，我們身體的各種動作都是骨骼的支撐與骨之間的運動實現(xiàn)的。下課后，學(xué)生把模型圍得水泄不通，嘰嘰喳喳像群快樂的小鳥。他們會用手指摸一下模型的顱骨，再撥拉一下頜關(guān)節(jié)，或拎一下“手臂”“小腿”，再遺憾地嘆氣：“老師，我覺得這模型做得還不夠逼真，手掌、腳掌上這么多的關(guān)節(jié)都黏連在一起，居然沒有表現(xiàn)出來。”“老師，醫(yī)學(xué)院會有真的人體骨骼標(biāo)本嗎？我好想去看看真正的大骷髏。”

課堂教學(xué)是師生生命歷程的一部分，是生命對生命的呼喚，人性對人性的理解，應(yīng)當(dāng)具有濃厚的人文色彩。在實際教學(xué)中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種意外事件，如養(yǎng)殖家蠶過程中缺少桑葉了，小組合作中出現(xiàn)摩擦了，講解青春期的變化時學(xué)生出現(xiàn)羞赧心理，等等。教師應(yīng)不急不躁，順應(yīng)學(xué)生的天性，及時給予方法上的指導(dǎo)和情緒上的安撫，引導(dǎo)學(xué)生走向正常、健康、安全和富有挑戰(zhàn)的科學(xué)探究。

生動高效的科學(xué)課堂，必定是思維之花四處迸射的課堂。我們要善于建構(gòu)良好的探究活動，營造理趣共生的教學(xué)氛圍，做到有序、嚴密、生趣，這樣的課堂才是孩子的課堂、快樂的課堂，成長的課堂。

（本文系江蘇省“十二五”規(guī)劃重點課題“小學(xué)科學(xué)探究思維可視化的研究”研究成果）

江蘇省宜興市湖濱實驗學(xué)校

江蘇省宜興市東坡小學(xué)

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