聚合思維力量提高探究品質

陸新麗

小學科學課的主要學習方式是科學探究，科學探究的成敗與否，關鍵在于思維方法的應用。科學探究既注重操作的規范和完整，更注重思維的深度參與。教師在組織學生開展科學探究活動時，不僅要關注學生探究的進程，更要關注他們在探究活動中的思維參與與發展，努力促成學生探究性學習的遷移和應用。教師可以從互補性思維、差異性思維、關聯性思維和程序性思維等四種思維的設計和運用入手，幫助學生聚合思維力量，提高科學探究的品質。

激發互補性思維，促進學生全面探究

每一個學生都是獨特的，他們在科學探究中呈現的思維狀態、思維方式都是不同的。互補性思維是學生從不同角度、不同觀察點對同一事物得到不同的認知結果，通過全面梳理后，能進行互相補充。

互補性思維的呈現，必須基于教師提供的有效教學情境。教師在組織學生開展探究式學習時，借助有結構的材料，給予學生充足的時間，積極鼓勵他們大膽呈現，并及時給予他們深入探究的機會，這些具有互補性的思維成果能對學生的探究式學習產生積極的影響。

比如，在執教《植物的花》一課時，為了使學生有不同的觀察角度和不同的思維呈現，我為每一個研究小組提供了油菜花，讓他們進行解剖和觀察，要求每一位學生選擇觀察部位，并將自己認為最有趣的那部分畫出來，再向本組同學介紹觀察結果。因為每個學生的視點不同、認知不同、感知不同，他們認真觀察后，通過交流就會有更多的發現：同樣是花蕊，形態和結構卻不同;同樣是花蕊，有的花蕊上有花粉，有的花蕊沒有花粉;同樣是4片，花瓣和萼片形態、顏色的差別都很大;長在同一朵花上，花瓣易破碎，萼片卻很柔韌等。學生在此過程中認知了油菜花結構相同，更感知了花的各部分的千差萬別，同時促使他們進一步思考，產生了更多的問題：所有的油菜花或者其他花都像我們所解剖的這朵油菜花一樣有4個部分嗎？所有的花都同時具有雄蕊和雌蕊嗎？雄蕊和雌蕊都有什么樣的作用？所有的花瓣都像油菜花的花瓣這樣易破碎嗎？所有的花都一定有花瓣嗎？在此基礎上，教師提供給學生各種各樣的常見花朵進一步探究，互補性思維能夠促使他們自覺地進行更全面、深入的探究。

激發差異性思維，引發學生深度探究

學生的獨特性決定了差異性思維的普遍存在。這些差異性思維主要表現在學生在展開科學探究時呈現的思維習慣、思維品質的不同，它具有鮮明的個性特質。學生可以從同伴的不同思維中獲取更多對于科學探究活動中的各個細節的不同感知，并引發進一步的思考，促進深度探究的發生。

我在執教《電磁鐵》一課時，向學生展示電磁鐵吸鐵后，讓他們觀察電磁鐵的材料、結構，并提供給各小組豐富的有結構的材料：一些長短不一的導線、一些不同型號的鐵釘、幾節電池。學生在選擇材料展開制作時，需要對制作的方法以及過程進行思考。此時，差異性思維就對他們的科學探究活動產生了很大的作用，由于每個學生的思維方式、思維路徑、表達方式的不同，他們產生了一系列個性化的思考：導線的長短、繞線的疏密是否影響電磁鐵磁力的大小？繞線到鐵釘盡頭時回繞是否會影響電磁鐵的磁力大小？鐵釘的長短、粗細是否會影響電磁鐵的磁力大小？在同一個活動中，學生的差異性思維使得他們的探究程序、探究目標、探究結果都不相同，有效促成了深度探究的發生。讓探究有了更多可供選擇的方向，讓學生更明晰科學探究活動的程序，關注控制的定量和需要重點觀察的變量，這樣的探究更具科學味。

激發關聯性思維，促成學生持續探究

利用典型的同類實驗材料、同類事物，可以促使學生對這些材料或事物進行特征化，并在已有的感知、經驗中將這些特征化的事物相聯系，形成關聯。教師如果能促使這些關聯性思維呈現，可以讓學生的科學發現變得全面、科學、系統，能夠有效促成他們的持續性探究。

《變色花》一課中，為了讓學生的關聯性思維促成持續性探究，我提供給學生柿子汁和番茄汁，學生利用紫甘藍汁檢測這兩種液體的酸堿性時發現：柿子呈堿性，番茄呈酸性。但由于柿子汁弄到手上時皮膚會有生澀的感覺，而番茄汁有酸味，因此學生會潛意識地將物質的堿性和生澀，酸性與酸味建立起聯系。當學生再檢測其他物質時，會下意識地去關注皮膚“生澀”的感覺，關注物質是否有“酸味”。學生檢測更多生活中常見的物質時，常見的堿性物質如洗衣粉、肥皂，接觸后有“澀”感;常見的檸檬汁、白醋等有“酸”味，雖然這樣的認知不夠全面，但能激發學生進一步思考：所有有“澀感”的物質都是堿性的嗎？所有有“酸味”的物質都是酸性的嗎？沒有“澀感”和“酸味”的物質一定是中性的嗎？學生的探究目標不再局限于課堂，而是將目光放眼于生活中的各種物質，他們通過這樣簡單的檢測，尋找更多的答案和新的發現。

學生的關聯性思維的呈現，能夠很好地激發他們的持續性探究。在組織學生進行探究活動時，教師一定要注重選擇具有典型特征的材料，激發學生的關聯性思維，學生對持續性思維產生的連鎖效應會促使持續性探究的展開。

激發程序性思維，引領學生有序探究

程序性思維是指學生在探究活動中思維的連貫性、邏輯性和漸進性，探究活動的過程不光有橫向展開的對比，更有縱向建構的過程。對于小學生而言，橫向展開的比較探究是通過“跳一跳”即可完成的，而縱向建構的過程卻是極富挑戰的。這樣的縱向建構不僅需要學生能夠有條理地深入探究活動，更需要有序的操作作為保障。而激發學生的程序性思維，需要教師對探究活動預先進行考量，關注探究活動中每一個環節的邏輯性和遞進性以及各環節之間的程序性，并根據學生的探究進程設計合理的問題和適切的活動，激勵他們程序性思維的發生。

我在執教《搭支架》一課時對學生的探究活動進行了全新設計：學生通過實驗認識了“三角形的框架最穩定”，并給四邊形加上更多竹簽，以增加三角形結構來使其更穩固。我再給學生布置任務：利用20根紙棒、透明膠帶搭建一個能承重20本科學書的立體支架。學生從平面框架的感知到立體支架的搭建，需要一定的思維突破，思維的構建存在著一定的層次性和漸進性的關聯，學生在對平面框架結構有了基礎認知后設計了錐形、臺形的立體支架結構。他們的這種程序性思維的呈現，讓科學探究變得有序而高效：有梯度的要求促使學生思考“我所設計的立體支架中，哪些紙棒是用來放書的，哪些紙棒是負責承受書的重量的，哪些紙棒是用來增加三角形結構使立體支架更穩固的”。我要求學生將不同作用的紙棒用不同顏色的筆標注出來，這樣，學生的設計不再是盲目無措的，他們對于材料的選擇、加工、處理會有更多的思考。

與以往《搭支架》的教學相比，同樣是設計再搭建，我通過激發學生的程序性思維，讓探究活動就變得更有序，可操作性大大提高。讓每個學生都經歷了從認知到設計、完善、制作、測試的過程，體會到這種程序性思維所帶來的成功、高效。