科學實踐促進學生科學思維生長的探索

李強

摘要：在小學科學教育教學中，科學實踐、探究活動和科學思維是相互促進、無法分割的?；诳茖W實踐，在有趣情境中激活思維，在科學觀察中發(fā)展思維，在交流討論中提升思維，能有效促進學生科學思維生長。

關鍵詞：科學實踐;科學思維;科學觀察;思維激發(fā)

“2011年，美國國家研究委員會（NRC）發(fā)布了《K-12科學教育框架：實踐、跨學科概念和核心概念》，提出科學實踐的概念，并確立該概念在科學教育中的首要地位?！盵1]科學實踐是學生在科學學習過程中，結(jié)合學科知識和學生已經(jīng)具備的數(shù)學、科學推理、科學論證、科學解釋等能力，為解決科學問題而展開的研究活動?？茖W實踐更加強調(diào)各種能力的發(fā)展及運用，不再是按部就班的執(zhí)行，而是親身的參與，每一種能力都可能是實踐的開始;更關注主體和客體之間的互動過程，更強調(diào)學生的親身體驗和經(jīng)歷，在真實的活動中形成科學素養(yǎng)。

筆者認為，小學科學教育教學應該在科學實踐中進行，科學學習要與學生身邊的真實問題相聯(lián)系，挖掘?qū)W生所熟悉的生活中的真實情境，并加以利用，“不光包括客觀物質(zhì)性的‘動手，也包括蘊含大量創(chuàng)造性思維和科學理性的‘動腦‘動嘴‘動筆。”[2]科學實踐中，教師應該把促進學生思維生長作為教學的重要目標，關注學生想法如何形成和發(fā)展，促使學生主動有意義地思考，發(fā)展學生的思維能力，使學生形成科學的思維方法，并用其指導整個科學實踐活動，進而引發(fā)新的思考，提升他們的探究能力和自主學習能力，促進他們科學素養(yǎng)的形成。

一、在有趣情境中激活思維

小學生對周圍世界具有強烈的好奇心和求知欲，因此在科學實踐活動時，教師要善于利用他們的這一特點，將科學知識融入真實、有趣而又神奇的情境活動中，誘發(fā)他們的探究興趣，讓思維的“嫩芽”突破泥土。

如在學習蘇教版小學科學教材三年級“空氣占據(jù)空間嗎？”時，相對于固體和液體，空氣過于縹緲，學生看不見摸不著，很難理解“空氣占據(jù)空間”這一概念，學習起來就有點困難。學習的興趣不濃，就不利于學生思維的激發(fā)，因此本節(jié)課的實踐活動就變得尤為重要。為了激發(fā)學生學習興趣，在本節(jié)實踐活動的一開始，教師將紙團塞進透明玻璃杯底部，快速將玻璃杯杯口朝下垂直按入水槽，然后問學生：“玻璃杯里的紙團濕了沒有？”大部分學生都會很肯定：“濕了?！钡降子袥]有濕，要讓學生自己看結(jié)果。教師迅速將玻璃杯垂直向上拿出，然后讓學生上臺取出杯底的紙團，并摸一摸，看看紙團濕沒濕。這時，他們的好奇心就被極大地吊了起來：“為什么紙團在水中沒有浸濕呢？”這時，教師不要急于給出答案，要讓學生自己動手做一做，看紙團會不會濕，想想為什么。學生會帶著巨大的疑惑，不停地思考，進而解決疑問，收獲知識，同時提升了思維能力。

教師還要注重給學生營造一個輕松愉悅的課堂氛圍，讓學生體會科學課的未知性和趣味性，使他們產(chǎn)生學習科學的興趣，逐漸培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力。比如，在教學蘇教版小學科學教材二年級“玩玻璃紙”時，教師先通過一段舞臺上演員裙子顏色發(fā)生變化的視頻，讓學生產(chǎn)生裙子為什么會變色的疑問，進而引發(fā)學生強烈的好奇心。在這個好奇心的驅(qū)使下，學生會更專注于課堂上玩玻璃紙的實驗，帶著疑問和好奇心，想要弄清楚裙子變色的秘密。這既能激發(fā)學生創(chuàng)造性思維，又能讓學生體會運用科學知識解決實際問題的樂趣，也進一步提高了學生探究奧秘的思維能力。

“興趣是最好的老師”，興趣是思維發(fā)展的第一步，只有邁出這第一步，思維才能在接下來的實踐活動中生長、開花和結(jié)果，才能讓實踐活動更具有實際意義。

二、在科學觀察中發(fā)展思維

科學觀察是促進學生思維的有效方法。學生在觀察之前先思考要觀察哪些方面，為什么要這樣觀察，在觀察過程中可能會遇到哪些問題，如何解決這些問題。針對觀察結(jié)果和自己預想不同之處，學生也會積極進行思考，對觀察結(jié)果綜合科學分析比較……整個科學觀察活動可以促使學生主動思考，拓展延伸學生的思維，促進學生思維能力的提升。對學生思維能力的培養(yǎng)不能僅僅局限于課堂和教師的講授，而應在科學實踐活動中讓學生有目的地自主觀察，并在觀察中進行持續(xù)思考，從而提升他們的思維能力。

最近特別受歡迎的“頭腦奧林匹克活動”就主張通過實踐和體驗讓學生成為知識的實踐者和探索者。通過實踐活動，學生會發(fā)現(xiàn)平時經(jīng)?？吹玫健⒚弥臇|西好像與之前不一樣了。因為，他們看事物的“眼”發(fā)生了變化：在以前他們只會用眼睛去看，現(xiàn)在學會了觀察。通過觀察，學生可以在實踐活動中發(fā)現(xiàn)更多知識，同時通過實踐活動，學生的觀察變得更為科學。

如在教學蘇教版小學科學教材一年級“樹葉變黃了”時，學生知道秋天很多樹葉會變黃或者變紅，甚至有很多學生能說出樹葉變黃的原因，這是因為他們“看”得多，但這并不是“觀察”。因此在本課的實踐活動中，教師帶領大家先去尋找校園中“開始變黃的銀杏葉”，引導他們觀察這些樹葉，去發(fā)現(xiàn)變黃的樹葉有什么相同和不同的地方。學生帶著這樣的問題，認真有目的地去觀察，很容易發(fā)現(xiàn)：變黃的程度不同，但是都是從一個部位開始變黃的。帶著這樣的初步結(jié)論，學生思維進一步擴展：銀杏樹葉是不是都是以這樣的順序變黃的？其他的樹葉是不是也跟銀杏葉一樣的順序？這樣的問題讓學生自主思考，發(fā)散思維，選取合適的方法，解決問題，驗證自己的疑問。在這樣一個有目的的觀察過程中，學生的思維能力一直在生長，同時這樣思維能力的生長有助于幫助學生進行后續(xù)的類似實踐活動。

有“觀”才有“思”，實踐活動中的觀察讓學生的思維在整個過程中一直生長，學生的思維能力也在一次次科學觀察中變得越來越強，這些都是實踐活動帶來的。“教無定法，但教必有法”，教師有意識地訓練學生的思維，讓課堂從校內(nèi)走向校外，讓學生從被動學習到主動學習，讓科學實踐更具有意義。

三、在交流討論中提升思維

科學實踐活動不是讓學生簡單動手操作，而要抓住學生的好奇心，適當設置一些有趣的問題，鼓勵學生思考并動手解決疑問，證實想法，探尋結(jié)果。在動手操作中，會出現(xiàn)許多與預想相矛盾之處，這些矛盾能夠引發(fā)學生的積極思考和討論，最終會讓學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，獲取知識，提升能力。

比如，在教學蘇教版小學科學教材三年級“把鹽放到水里”時，學生根據(jù)生活常識已經(jīng)知道鹽放到水里會慢慢化開，即“溶解”，這時教師提出問題：“鹽在水中溶解快慢和什么因素有關？”影響的因素有很多，這是讓學生帶著教師提出的問題，積極思考，小組討論。通過本次討論，學生大膽猜測影響的因素：水溫、攪拌速度、鹽的多少、水的多少、杯子的大小等。這個討論的過程就是學生思維的第一次發(fā)散，集思廣益。

接著，在確定好探究的因素后，學生繼續(xù)討論：為了保證實驗的準確性和公平性，我們需要注意哪些，實驗步驟有哪些。本次討論讓學生明白“控制單一變量”這一概念，雖不需要明確講出這一概念，但它已經(jīng)慢慢深入學生的內(nèi)心。畢竟學生通過討論得到的知識比教師的干講要印象深刻得多。這次討論讓學生思維更加嚴謹，思考的方式也更加成熟。最后，教師通過讓學生對自己的實驗結(jié)果進行討論分析，總結(jié)不同組的結(jié)論，使學生在科學實踐中獲得更多的收獲。

再如，學習教科版小學科學教材五年級“物體在水中是沉還是浮”時，教師不要讓學生急于動手操作，而是先讓學生大膽假設，到底哪些物體會浮在水面，哪些物體又會沉入水底，從而引發(fā)學生思考。教師讓學生將自己的預測寫下來，然后動手操作，看實驗結(jié)果與自己的猜測有什么不同，為什么會這樣。如此，不僅學生的動手操作更有目的性，記錄也更完整準確，還更多地引發(fā)思考，鍛煉了思維能力。然而在實際操作過程中，學生會發(fā)現(xiàn)同一種物體，形狀不同，它們的沉浮情況也不一樣。于是，教師讓學生分組討論。結(jié)合眾多實驗結(jié)果，學生得出結(jié)論：重的物體沉，輕的物體浮;體積大的物體浮，體積小的物體沉。是不是就是這樣的呢？教師讓學生針對這個結(jié)論再次進行實驗操作，結(jié)果又發(fā)現(xiàn)物體的沉浮好像與輕重并無關系。因為比較重的文具盒并沒有沉入水底，而比它輕的鋼筆卻沉入了水底，這又是為什么呢？教師引導學生再次討論。這些不斷出現(xiàn)的矛盾一次又一次引發(fā)了學生的思考，讓學生在討論中不斷改進看待問題的視角和方法，使學生對科學探究活動更有興趣，同時也為提升他們思維能力提供了更好的鍛煉機會。

《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》強調(diào)，小學科學教學要注重培養(yǎng)學生的科學探究精神和科學思維能力，培養(yǎng)他們良好的科學素養(yǎng)，進而讓他們學會用科學的思維方式解決問題，成為未來型人才?！啊茖W實踐是學生主動參與、富有個性和創(chuàng)造性的學習過程，在這一活動中，學生的思維活動貫穿始終?！盵3]不管是實踐之前的預測，還是動手操作過程，抑或科學觀察記錄、試驗結(jié)果分析討論與總結(jié)，這些都離不開學生的積極思維，都是學生思維與實踐活動的有機結(jié)合。以思維指導實踐活動，以實踐促進思維發(fā)展，才是真正體現(xiàn)了科學探究的本質(zhì)，亦是對學生科學思維的激發(fā)，對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]盧姍姍，畢華林.從“科學探究”到“科學實踐”——科學教育的觀念轉(zhuǎn)變[J].教育科學研究，2015（1）：65.

[2]唐小為，丁邦平.“科學探究”緣何變身“科學實踐”？——解讀美國科學教育框架理念的首位關鍵詞之變[J].教育研究， 2012（11）：144.

[3]朱小琴.沿著學生的科學思維走[J].基礎教育論壇， 2015（Z2）：106.

責任編輯：石萍