科學(xué)探究：為激發(fā)學(xué)生思考而設(shè)計(jì)

陳安順

[摘 要]科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中一直倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，這種探究性學(xué)習(xí)應(yīng)是基于學(xué)生發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑、思考、概括的過程。把活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、跟著教師做模仿練習(xí)等同于探究的現(xiàn)象，歪曲了探究的真正涵義。科學(xué)探究應(yīng)該“做思共生”。探究式教學(xué)設(shè)計(jì)要重視激發(fā)學(xué)生思考，努力提高學(xué)生的思維能力。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究；思考能力；思維訓(xùn)練

小學(xué)科學(xué)學(xué)科“做思共生”強(qiáng)調(diào)思考成就科學(xué)思維。科學(xué)思維是人類思維中一朵美麗而高貴的“花朵”，在人類思維發(fā)展中的地位不言而喻。但是在今天的科學(xué)探究教學(xué)中，有多少是為激發(fā)學(xué)生思考而設(shè)計(jì)的呢？

一、片斷回眸：思考的火花未綻放

科學(xué)探究教學(xué)實(shí)施了幾十載，教師理念已有了質(zhì)的提高，教學(xué)活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)層次都在開展，但是呈現(xiàn)出的多是熱熱鬧鬧的場(chǎng)面，似乎是預(yù)定好的“劇本”。在科學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生們思考的內(nèi)容太少，為做而做，頭腦空白，對(duì)概念的轉(zhuǎn)換就更不用提了。課后測(cè)試發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們多停留在原認(rèn)知上。是哪些方面出了問題，導(dǎo)致學(xué)生的思維發(fā)展如此緩慢？

1.高估預(yù)設(shè)問題的指向性

以“電磁鐵”一課的教學(xué)片斷為例。教師展示實(shí)驗(yàn)材料——指南針、導(dǎo)線、小燈泡、電池后，對(duì)學(xué)生說：“想想三年級(jí)學(xué)過什么相關(guān)內(nèi)容嗎？”有的學(xué)生說出指南針是怎么做的，有什么用；有的說小電燈可以亮起來。教師又問：“那么接下來，我們把這些材料合在一起玩，你們會(huì)怎么玩？”學(xué)生沒反應(yīng)。教師又問：“再想想，指南針與小燈泡在一起玩，可以怎么玩？”有個(gè)學(xué)生終于舉手說：“可不可以把指南針與小燈泡用導(dǎo)線接在一起？”接著發(fā)言的學(xué)生就多了，又有學(xué)生說：“把指南針與小燈泡綁在一起，用導(dǎo)線綁。”學(xué)生的想法越來越離奇，教師引導(dǎo)了很久，最后總算是到位了，于是接通電路，把指南針放在小燈泡旁或?qū)Ь€邊緣，觀察反應(yīng)。

在以上教學(xué)中，教師讓學(xué)生回顧已有知識(shí)，是為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行與本節(jié)課相關(guān)的活動(dòng)探究，也是為了引導(dǎo)學(xué)生思考如何科學(xué)地以“玩”開啟實(shí)驗(yàn)。然而，教師高估了學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，時(shí)隔三年，學(xué)生忘記了很多具體的知識(shí)。教師希望學(xué)生想到與科學(xué)家奧斯特一樣的“玩法”，但學(xué)生思維之火花卻遲遲不能點(diǎn)燃教師準(zhǔn)備的干柴。造成這種結(jié)果的原因有二。一是回顧知識(shí)不清、不細(xì)，推進(jìn)速度過快。提問應(yīng)更具體，材料應(yīng)分開回顧，不能含糊。二是探究設(shè)計(jì)的目標(biāo)不明確。如讓學(xué)生想出怎樣合在一起玩，但強(qiáng)調(diào)的不是組裝的樣式，而是想讓學(xué)生想到通電電路可能會(huì)影響指南針。只有明確探究目標(biāo)，提問才能有方向。因此，教師要探查學(xué)情，了解學(xué)生思維，站在學(xué)生的立場(chǎng)上預(yù)設(shè)[1]，使探究提問更具導(dǎo)向性。

2.對(duì)超出預(yù)設(shè)的情況缺乏深入思考

在“拱形的力量”一課，有以下師生對(duì)話：

師：拱形受力時(shí)向下向外傳遞，抵住拱足的力如果用書本來代替，該怎么放？

生：當(dāng)然是一本一本地加，逐漸增多。

師：這樣加太麻煩，現(xiàn)象也不明顯。我們成倍成倍地加，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)更明顯。

以上，學(xué)生回答的內(nèi)容不同于教師的預(yù)設(shè)時(shí)，教師沒有進(jìn)一步引導(dǎo)，而是直接說出“更好”的方法，“強(qiáng)迫”學(xué)生接受。雖然學(xué)生在教師的安排下，也能很好地完成教科書上的實(shí)驗(yàn)，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可這還是真正的探究嗎？嚴(yán)格地說，被動(dòng)實(shí)驗(yàn)不是在探究，而是在完成教師布置的任務(wù)[2]。這樣就束縛了學(xué)生探究思維的發(fā)展。因此，教師在設(shè)計(jì)探究問題時(shí)應(yīng)深入思考，應(yīng)站在學(xué)生的立場(chǎng)進(jìn)行預(yù)設(shè)。當(dāng)學(xué)生的思路不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，切不可生拉硬扯，讓學(xué)生脫離原來的思維，直接為“做”而做。

3.輕視概念生成而固化學(xué)生思維

在“做框架”一課，有如下的教學(xué)片斷：

師：這是什么模型，認(rèn)識(shí)嗎？（拿出一個(gè)正方體模型）

生：正方體。

師：是的，這個(gè)正方體模型就是我們今天做框架的內(nèi)容了。老師這個(gè)是鋼鐵做的，所以比較堅(jiān)固，那我們這節(jié)課用竹棒來做，會(huì)不會(huì)也堅(jiān)固呢？（教師拿出小竹棒）

師：你們也拿出來，跟老師一步步做。

師：不會(huì)啊，很簡(jiǎn)單啊，皮筋要這么繞，看！（教師演示）

師：會(huì)了嗎？還不會(huì)，我再做最后一遍。

師：很好，就是這樣，我們繼續(xù)。

以上教學(xué)設(shè)計(jì)毫無探究味道。教師把自己變成教科書，讓學(xué)生照著書來做，這是典型的教授式。三角形穩(wěn)定的概念在哪里？斜桿的概念在哪里？教師只重視框架做成，為了這個(gè)結(jié)果而忽略了學(xué)生生成概念的過程，把概念留到最后直接灌輸給學(xué)生。學(xué)生思考的時(shí)間幾乎沒有，思維被固化了，這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)又有何意義？須知，課堂科學(xué)概念在學(xué)生腦中的生成是需要時(shí)間與空間的。

二、深入推敲：探究教學(xué)設(shè)計(jì)激發(fā)思考

教師的任務(wù)應(yīng)是幫助學(xué)生發(fā)展成為一個(gè)思考者，擁有獨(dú)立自主的能力和信心。科學(xué)思維不能一味地通過模仿練習(xí)和反復(fù)練習(xí)形成，應(yīng)在學(xué)生自我觀察、自我思考的基礎(chǔ)上發(fā)展。學(xué)生的前概念或缺失或可笑，對(duì)教師來說，這恰恰是最寶貴的東西。教師應(yīng)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)探究教學(xué)，激發(fā)學(xué)生思考。

1.多角度預(yù)設(shè)探究方向，點(diǎn)燃學(xué)生思維火花

預(yù)設(shè)的結(jié)果不一定只有一種，教師多角度預(yù)設(shè)探究方向，充分了解學(xué)情，以最差的結(jié)果進(jìn)行預(yù)設(shè)方案，可讓課堂充滿靈動(dòng)與自然。如“物體在水中是沉還是浮”一課的教學(xué)。

師：一塊石頭，放入水中是沉還是浮？

生：沉。

師：你們會(huì)怎么放？（一名學(xué)生演示了“扔”的動(dòng)作）

師：其他同學(xué)也這樣做嗎？

生：不對(duì)，這樣子是我們用力，不知道石頭本身是沉還是浮了。

師：對(duì)，今天我們就來學(xué)習(xí)。（板書：物體在水中是沉還是浮）

該片斷中學(xué)生的答案并不是理想中的“輕輕放入水中”，而是“扔”，如果這時(shí)候教師剎車了，開始說教，指出這樣的方式很不安全，也不科學(xué)，那么就沒有探究味道了。顯然教師已經(jīng)想到了這種情況，進(jìn)行了游刃有余的處理，繼續(xù)讓其他學(xué)生演示，為之后的探究活動(dòng)鋪路。

2.以連環(huán)設(shè)計(jì)促科學(xué)思維生成

如果教學(xué)中碰到兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，教師往往會(huì)考慮各種因素，最終會(huì)定一個(gè)實(shí)驗(yàn)來演示。缺憾是，演示主體可能深入思考了，但學(xué)生只觀察演示，因?yàn)椴弧白觥倍顾伎疾蝗菀咨钊搿Ｋ越處熞紤]如何對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)無縫對(duì)接，引導(dǎo)學(xué)生思考不斷層，并逐漸深入。如“馬鈴薯在液體中的沉浮”一課的教學(xué)。

師：你們猜，馬鈴薯在液體中是沉還是浮？（桌上已擺好兩杯透明液體）

生：是沉的。

師：（演示后結(jié)果為浮）現(xiàn)在你們?cè)趺凑f？

生：馬鈴薯在水中是浮的。

師：（又演示一次，沉了）現(xiàn)在你們又怎么說？

生：兩杯是不一樣的液體。

師：不一樣的液體，你們猜是什么液體？（學(xué)生回答）

師：怎樣才知道這一杯是不是鹽水呢？你們有什么辦法？（學(xué)生思考，回答）

師：加熱蒸發(fā)，看到了白色的固體，它就一定是食鹽嗎？（學(xué)生思考，回答）

師：你們調(diào)制了一杯鹽水，讓馬鈴薯浮起來了，這杯跟老師那杯是那么地像，能證明兩杯都是鹽水嗎？（學(xué)生思考，回答）

師：都不能，那你們從實(shí)驗(yàn)中又得到了什么？（學(xué)生思考，回答）

在這個(gè)片斷中，有兩個(gè)主要實(shí)驗(yàn)：一是加熱蒸發(fā)，二是調(diào)制鹽水讓馬鈴薯浮起來，指向的目標(biāo)都是“什么因素影響馬鈴薯在液體中的沉浮”。教師在設(shè)計(jì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，充分考慮到學(xué)生思維的連貫性，用一系列連環(huán)問題讓學(xué)生的思考越來越深入。最終學(xué)生并沒有探究到這杯液體是什么，但卻有了重要收獲，即科學(xué)的思維方式：肯定—否定—再肯定—再否定。這樣的探究才是真正的科學(xué)研究，學(xué)生也很享受這樣的深入思考。

3.以學(xué)生視角建構(gòu)動(dòng)態(tài)概念

建構(gòu)，意味著在兒童的腦中形成框架體系，這是大腦高級(jí)思維的產(chǎn)物。概念的形成是大腦經(jīng)過一系列思維加工的結(jié)果。基于此，教師應(yīng)盡可能地避免照本宣科地灌輸知識(shí)，而是以學(xué)生的視角，遵循學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律，讓學(xué)生在主動(dòng)探究中經(jīng)歷概念的形成過程，發(fā)展科學(xué)思維。如在“食物在體內(nèi)的旅行”一課，教師在課前讓學(xué)生品嘗土特產(chǎn)，然后在人體輪廓圖中畫出食物的旅行路線；在認(rèn)識(shí)各器官時(shí)，下發(fā)閱讀資料，讓學(xué)生拼裝旅行路線；認(rèn)識(shí)食道與胃時(shí)，采用了模擬蠕動(dòng)實(shí)驗(yàn)；認(rèn)識(shí)小腸時(shí)，出示了一條5米長的有彈性的灰色長布條。

前概念的提出是基于學(xué)生視角的，學(xué)生原有生活概念的發(fā)展發(fā)生于科學(xué)探究活動(dòng)的全過程，一個(gè)科學(xué)概念的建構(gòu)是學(xué)生對(duì)原有生活經(jīng)驗(yàn)再認(rèn)識(shí)的過程。以上教師設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)，挖掘出了學(xué)生對(duì)于“食物在體內(nèi)的旅行”的前概念，并進(jìn)行了重新整合。在整合過程中，以學(xué)生思維為基點(diǎn)，充分利用了生動(dòng)形象的教學(xué)方式。學(xué)生在分析、觀察、比較中，自然會(huì)生成動(dòng)態(tài)的科學(xué)概念。

三、暗含期待：讓科學(xué)思考照亮學(xué)生成長之路

做中學(xué)，學(xué)中做。做不思，則學(xué)不精；學(xué)不思，則原地走，思維得不到提高。在科學(xué)探究中，思考才是推進(jìn)探究的不懈動(dòng)力。而學(xué)生科學(xué)探究的真正開始，應(yīng)當(dāng)是在他們于觀察之后主動(dòng)想要找出事物本質(zhì)的時(shí)候，他們將利用所學(xué)，通過思考去探究和發(fā)現(xiàn)。科學(xué)探究不只是外在的活動(dòng)，更是學(xué)生思維的內(nèi)在活動(dòng)。只有重視探究式活動(dòng)設(shè)計(jì)，重視科學(xué)思考，才能讓思維之火照亮學(xué)生的成長之路，這是所有科學(xué)教師的期待。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建強(qiáng).基于科學(xué)隱喻的概念教學(xué)：意涵闡釋與實(shí)踐探析[J].課程教學(xué)研究，2016（11）：53-57.

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（責(zé)任編輯 郭向和）