小學(xué)科學(xué)在探究活動的過程中如何培養(yǎng)學(xué)生理性思維

鐘明

[摘 要]科學(xué)探究活動的本質(zhì)屬性是學(xué)生思維的參與過程。如何在科學(xué)探究活動中促進學(xué)生思維參與，培養(yǎng)學(xué)生理性思維。本文從設(shè)疑猜想，要有深度，才能助燃思維火花；探究過程，要篤實嚴密，才能訓(xùn)練思維品質(zhì)；實驗結(jié)果，要會歸納分析，才能強化概念思維，等方面進行了闡述，意在科學(xué)探究中激活學(xué)生思維，促進學(xué)生思維的發(fā)展，從而促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

[關(guān)鍵詞]：科學(xué)探究活動； 理性思維；思維品質(zhì)；參與

探究既是小學(xué)生科學(xué)學(xué)習要達到的目標，又是小學(xué)生科學(xué)學(xué)習的主要方式。探究活動是一個行為參與的過程，是一個情感參與的過程，更是一個思維參與的過程。現(xiàn)在，在我們小學(xué)科學(xué)的課堂上可以看到處處是探究活動，氣氛非常熱鬧。但在對這些活動耐心分析和研究之后，我們會發(fā)現(xiàn)學(xué)生行為參與和情感參與豐富，但是學(xué)生的思維參與卻不足，科學(xué)探究等同于“動手做”，“探究活動”僅僅是停留在“活動”的階段。一堂課結(jié)束之后留給學(xué)生最深的印象就是“很好玩”，在知識、能力和思維上卻并沒有得到真正意義上的提升。學(xué)生理性思維參與不足已經(jīng)成為目前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的一個現(xiàn)實問題，這是與科學(xué)探究的本意是背道而馳的。在學(xué)生科學(xué)探究的活動中如何注重思維的參與，培養(yǎng)學(xué)生理性思維，筆者從以下幾方面進行了嘗試。

一、設(shè)疑猜想，要有深度，才能助燃思維火花

古人云：“疑是思之始，學(xué)之端。”巧妙設(shè)疑，是探究的起點，常常可以打開學(xué)生思維的大門，進入一片廣闊的天地。科學(xué)探究活動中設(shè)置問題，可以是教師設(shè)計，也可以是學(xué)生提出，但設(shè)疑猜想要有深度，要與學(xué)生已有的知識產(chǎn)生激烈的碰撞，才能真正助燃思維火花。教師可根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，利用思維方法的聯(lián)系或矛盾進行多方設(shè)疑，當學(xué)生對研究的問題處于一知半解的狀態(tài)時，就會鼓勵自己積極思考。

有教師在教學(xué)《馬鈴薯在水中的沉浮》一課時的片段：

教師：“同學(xué)們，馬鈴薯在水中是沉是浮？”

學(xué)生：“沉。

教師將一個馬鈴薯放入盛有液體的A水槽中，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯沉下去了，再將這個馬鈴薯取出擦干放入盛有液體的B水槽中，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯浮在水面上。

這時學(xué)生感到非常奇怪，經(jīng)過短暫思考后就有學(xué)生提出：“兩個水槽中的液體可能是不同的，有可能B中的是鹽水。”

教師：“你有什么方法來證明這是兩種不同的液體嗎？你能證明B水槽中就是鹽水嗎？”

學(xué)生又進行著激烈的討論。……（后略）

又如：我在上《磁鐵的兩極》一課時，學(xué)生在前一課《磁鐵的性質(zhì)》的基礎(chǔ)上，已經(jīng)知道了磁鐵能吸引鐵質(zhì)的物體。于是我取出一枚小的鐵螺絲，用條形磁鐵的中間部分去吸，發(fā)現(xiàn)并吸不起來。就有學(xué)生說：“這不是鐵的。”我又用磁鐵的一端去吸引，發(fā)現(xiàn)可以吸起來。學(xué)生就感到非常奇怪，作出了許多種不同的猜測。

在這兩個例子中，學(xué)生看到的現(xiàn)象與他已有的經(jīng)驗嚴重不符，這就會激發(fā)學(xué)生探究的興趣，提出種種的猜測，進而來驗證自己的猜測，強化了思維的參與。因此，在教學(xué)中教師應(yīng)該善于抓住學(xué)生思維的興奮點和引發(fā)點，精心創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)計有針對性、突破性的問題，助燃學(xué)生的思維火花。

二、探究過程，要篤實嚴密，才能訓(xùn)練思維品質(zhì)

思維品質(zhì)實質(zhì)是人的思維的個性特征，反映了每個個體智力或思維水平的差異。在教學(xué)中，思維與活動應(yīng)該是一對和諧的共同體，而不是一對矛盾體。關(guān)鍵在于怎樣調(diào)節(jié)好思維與活動之間的關(guān)系。學(xué)生思維的真正參與可以訓(xùn)練良好思維品質(zhì)的形成，良好的思維品質(zhì)反過來又能夠促進探究活動中的思維參與。科學(xué)探究的活動過程要篤實嚴密，要深入探究的本質(zhì)，以學(xué)生思維參與為目的來指導(dǎo)活動過程。

1.設(shè)計“自己”的實驗——訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維

學(xué)生的思維是相當活躍的，在問題面前，學(xué)生會機智地去尋找解決問題的方法和途徑，而不是教師簡單地把答案告訴學(xué)生。給學(xué)生留出充分思考的余地，激起學(xué)生的好奇心，學(xué)生的發(fā)散性思維就會得到很好的訓(xùn)練。

如我在教學(xué)《熱是怎樣傳遞的》一課時，在提出“熱會不會沿物體自體傳遞”的探究問題后，在設(shè)計實驗時，用蠟燭給銅絲的一端加熱，觀察熱會不會沿銅絲傳遞到另一端？很明顯光用眼睛看是難以看到熱的傳遞的。

教師：“那我們怎樣能使看不見的熱傳遞看得到？我們能借助一些其他遇熱能改變形態(tài)的物體來看到熱的傳遞嗎？”

在教師的這兩個問題之后，學(xué)生經(jīng)過思考之后，就有學(xué)生提出：“可以用塑料紙。”

教師：“你說說看，為什么想到了塑料紙？怎么用？”

學(xué)生：“把塑料紙包在銅絲上，遇熱塑料紙就會縮起來。”

教師：“很好，還有其他的方法嗎？”

于是學(xué)生紛紛提出了可以用豬油、巧克力、冰、蠟燭油……

在學(xué)生提出了很多種方法后，教師再收一收：“這些物體都有什么共同的特點？”

學(xué)生：“遇熱會改變形態(tài)。”

“那老師這里的蠟燭圈，你覺得可以嗎？”教師。

“可以。”學(xué)生異口同聲地回答。于是進入下一個環(huán)節(jié)。

在這個環(huán)節(jié)中，教師“除了塑料紙，還有其他的方法嗎？”一問，雖然看似漫不經(jīng)心，但開闊了學(xué)生的思路，促使他們尋求多種的答案。雖然最終因為課堂實驗材料的原因，還是歸納到了蠟燭圈，但在設(shè)計實驗時通過將生活經(jīng)驗、學(xué)過的知識遷移、滲透到新的研究中，促使學(xué)生的思維發(fā)散性、靈活性得到了鍛煉。

2.“做好”自己的實驗——培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴密性

科學(xué)探究是一個細致而嚴謹?shù)倪^程，思維的嚴密性正是探究活動的基礎(chǔ)和保障，缺乏了它，“探究”就往往會停留在“活動”的階段。對比實驗中變量的選取及不變量的控制；必要的重復(fù)實驗；嚴格的實驗操作流程，都在說明實驗并非是簡單的動手做，更要動腦做。

如我在教學(xué)《保護我們的聽力》一課，控制發(fā)聲罐發(fā)出的聲音的活動時，我要各小組進行比賽，看哪個小組最后發(fā)出的聲音最小。在這個活動中罐體材料、發(fā)聲物（鈴鐺）大小、發(fā)聲物數(shù)量、發(fā)聲物材料等因素都應(yīng)該一樣，只有這樣，活動才有可比性。比賽開始，學(xué)生想到了包毛巾、塞報紙、裝棉花、灌水等各種方法。最終各小組的發(fā)聲罐發(fā)出的聲音都比原來的聲音小了很多，但多少還有點聲音。只有兩組學(xué)生的發(fā)聲罐一點聲音都沒有了。

我讓這兩組來說說看是怎么做的？一組學(xué)生：“我們小組在罐子中塞了報紙，但里面的鈴鐺卻還是響，所以又用棉花把鈴鐺里的子兒也塞住了。”二組學(xué)生：“我們的做法和他們差不多，我們是這么想的：如果要控制聲音就要控制物體的振動，因為聲音是由物體振動產(chǎn)生的。”我忍不住對他們豎起了大拇指：“你們說得太好了，控制聲音不是蠻干，不是比誰往罐子里報紙、棉花塞得多，我們需要動腦去思考發(fā)出聲音的根本原因。”

又如在上《擺的研究》一課時，如何控制擺幅是個很難操作的事情，但在進行實驗時，我看到各小組在想盡辦法控制擺幅，其中有一組在擺繩上端夾上了量角器，用以精確地控制擺幅。學(xué)生在實驗中嚴格控制不變量所想到的辦法，另我對他們刮目相看，也讓我欣慰地感到我的學(xué)生有具有優(yōu)秀的科學(xué)素養(yǎng)。

實驗的過程、實驗的方法必須是嚴密的、科學(xué)的，得到的結(jié)論才是可信的。學(xué)生只有通過全面的觀察、嚴密的分析才能得到科學(xué)結(jié)論，理解也就更加深刻了。這一切，都是不僅要動手，更要動腦才能完成的。

3.相信自己的實驗——培養(yǎng)學(xué)生的實證意識

實證意識是指人的頭腦對于能夠證明某事物的真實性的有關(guān)事實或材料的反映，是感覺、思維等各種心理過程的總和，它強調(diào)的是反映和過程。實證意識是小學(xué)生重要的科學(xué)素養(yǎng)之一。對學(xué)生的任何想法，都要引導(dǎo)其通過事實來驗證。觀察是最直接的獲取事實的途徑，實驗則是更有力的證明。

如三上《蝸牛》的研究中，蝸牛喜歡吃什么？有學(xué)生提出來“蝸牛吃紙的”。這引起了班上同學(xué)的軒然大波。“我養(yǎng)的蝸牛裝在一個紙盒子里，因為養(yǎng)了很多天，也沒喂吃的，昨天早上發(fā)現(xiàn)里面一個硬紙片被吃掉了一部分。”學(xué)生提出了自己的證據(jù)。“會不會是那里原來就少一部分的？”我問。“不會的，盒子是我特意找來的，當時看過完整的，而且蝸牛好像還拉了白色的糞便，可能白色的糞便是吃了白色的紙后拉出來的。”學(xué)生回答。于是我叫學(xué)生再去研究研究看。

不論事實和他們先前的想法是否一致，對學(xué)生來說都是很有意義的。如果學(xué)生發(fā)現(xiàn)事實證明了自己的想法，他們會得到一種驚喜的感覺，而當他們發(fā)現(xiàn)了和自己想法相反的事實，也許會感到很意外，但這種意外能給他們留下深刻的印象，并沖擊其固有的想法。批判性思維得到了很好的訓(xùn)練。教師要不斷地強化學(xué)生這樣的價值觀：相信事實！

三、實驗結(jié)果，要會歸納分析，才能強化概念思維

小學(xué)生的年齡和認知水平特點決定了其科學(xué)思維需要經(jīng)過多層次的比較、分析、綜合，才能得到真正發(fā)展。因此，在教學(xué)中應(yīng)充分引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、抽象、概括，把學(xué)生的思維難度推向至高點，使其思維向深處發(fā)展。

比如《擺的研究》一課，在實驗中我重點放在不變量的控制上，在設(shè)計好實驗方案后，各小組按方案進行實驗（我是用鉤碼作擺錘的）。實驗過程中大部分小組分工明確、操作規(guī)范，很快實驗數(shù)據(jù)出來了。

我們發(fā)現(xiàn)： 擺擺動得快慢與擺錘的重量無關(guān)。

在實驗匯報反饋的環(huán)節(jié)，幾個小組匯報了實驗數(shù)據(jù)和得出的結(jié)論后，第9小組也進行了匯報。 針對表一的數(shù)據(jù)，我讓其他小組進行評議。一位學(xué)生說：“我們第2組研究擺錘原來重量和兩倍重量擺得次數(shù)的實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)是完全相同的，而他們第9小組有微小的差別，不知道是不是正常。”又有學(xué)生補充：“應(yīng)該再做幾次試試。”我沒有讓學(xué)生馬上就做，而是讓他們分析這里可能存在的原因。學(xué)生有的說是時間上掐表的同學(xué)可能稍微有點快慢；有的說是數(shù)數(shù)可能數(shù)錯了；有的說是操作可能還有些不規(guī)范…… 經(jīng)過短暫的研討后，最后發(fā)現(xiàn)第9小組在增加擺錘的重量時，忘了實驗前的提示，將擺錘上下連接了，導(dǎo)致擺繩長短變了，從而實驗數(shù)據(jù)的不準確。此時我要求該組同學(xué)在課后再次通過實驗進行驗證。雖然課上學(xué)生的分組實驗結(jié)束，但對擺的探究卻還沒有就此結(jié)束，學(xué)生的思維也就不會在此停滯！

造成科學(xué)探究活動學(xué)生思維參與不足的原因還有很多。我們需要認識到的是，任何原因造成的思維參與不足，都將使活動過程成為“舍棄靈魂、丟失精髓”的活動，使活動本身失去培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和全面發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的價值。

思維是建立在活動的基礎(chǔ)上的。沒有憑空想象的思維。科學(xué)課又是一門訓(xùn)練學(xué)生思維的重要學(xué)科，科學(xué)課利用觀察、實驗等科學(xué)探究活動來發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，是一種發(fā)展學(xué)生思維的良好途徑。因此，在科學(xué)教學(xué)中，教師要善于分析并抓住教學(xué)內(nèi)容知識點間的內(nèi)在聯(lián)系，從而才能搭建起學(xué)生思維發(fā)展的鏈和思維訓(xùn)練的網(wǎng)。