培養學生科學思維能力的思考

許水勇

科學思維是科學探究的核心，正如江蘇省小學科學特級教師曾寶俊所說：“應該讓科學探究發生在學生的頭腦里，讓思維體現在手指尖，而不能為做實驗而做實驗。”那么如何提高科學探究活動的思維含量，尋找思維發展訓練的著力點呢？要全面論述科學思維能力的培養顯然是筆者力所未逮的，下面幾點只是筆者在教學實踐中的一些經驗之談。

一、強調先思后做

所謂先思后做，就是要在動手實驗前先經歷思維的過程，通過有目的地創設載體，給予學生思考的機會，使學生明白實驗的目的和意義，而不是在教師牽引下盲目地“為實驗而實驗，為探究而探究”。

科學實驗的每一種方案，都有思維的積極參與，盡管有些方案并不可行，但在討論的過程中，學生的思維得到了激活，方法也進一步明確。如《點亮小燈泡》一課，當引出探究問題后，教師先讓學生思考并嘗試畫出各種點亮小燈泡的方法，然后再根據圖畫檢驗自己的想法，在此基礎上做出調整，理解電流連通的規律。正如有人這樣評價：沒有思考的動手就如同蜜蜂造房子，雖然精巧，但頭腦卻糊涂。筆者也見過很多“簡潔”的科學課，拋出問題后直接引導學生開展實驗，雖然實驗也很成功，但這個看似完美的探究不是學生主動探索的結果，而是在教師的牽引下學生做出的被動探究，學生的思維怎能得到真正的發展呢？

“先思后做”還強調培養學生的猜想意識和質疑精神，這里的“思”即猜想和質疑。猜想和質疑是學習者研究、探索過程中非常重要的環節，也是思維訓練的有效載體，教師要為學生創造一個和諧、民主、寬松的學習氛圍，引導學生積極猜想，敢于質疑，他們的思維空間才能得以馳騁。

二、適時出示材料

材料具有很強的暗示性，一種材料就預示著一個現象，因此，教師要把握好材料出示的時機和方式，避免因材料呈現時機不當而弱化學生獨立設計實驗的能力，抑制思維的發展。

如《液體的熱脹冷縮》一課，教師引導學生回顧了上節課的內容，讓學生說說水在受熱或受冷后，體積會怎樣變化，然后提問：我們能清楚地觀察到這種變化嗎？

學生：不能。

師：那么怎樣才能明顯地看到水的體積變化？

教師隨即投影出示了一組材料：帶玻璃管的球形燒瓶燒杯、紅墨水等。

師：你能用這些材料來設計實驗嗎？

學生紛紛舉手。

接下來是深入分析。這節課的思維訓練點應該落實在“試管受熱，氣球皮的變化不明顯，怎樣才能明顯看到水的體積變化”，學生可能會提出用更薄的氣球皮、更多的水、更細的試管等辦法，然后逐步引出最佳方案。如果沒有經過充分討論，直接出示一組材料讓學生設計實驗，則會大大降低活動的思維含量。

材料出示的次序代表著思維的層次性，材料的無結構性和發放的無序性會使得學生的思維活動始終處于模糊的狀態。所以在準備材料的時候，我們就要考慮怎樣用材料駕馭學生的思維，準確把握出示材料的時機和方式，懂得出示材料要“猶抱琵琶半遮面”。

三、提供思維腳手架

當學生缺乏某些操作方法和能力經驗、思維陷入停頓時，教師不能簡單地布置任務讓學生自行探究，而應創造條件，搭建合理的思維腳手架，幫助學生順利完成探究任務。

還是《液體的熱脹冷縮》這節課，教師在備課時，就要考慮到觀察氣球皮的變化不明顯，怎樣才能明顯看到水的體積變化，讓學生獨立設計實驗有一定的難度。有了這樣的思維鋪墊后，再請學生來設計如何能明顯看到水的體積變化的實驗就容易了許多。教師先提供一張畫有圓形燒瓶的設計稿，讓學生在圖上畫一畫改進實驗的方案，然后交流評議，確定實驗方法。

再如《電能從哪里來》這節課，學生對依靠水力、風力驅動發電機轉動很好理解，但對火力、核能發電，理解有困難，難點在于是什么力來驅動發電機。這時教師可以給學生演示水燒開時壺蓋被頂起的情形，幫助學生理解火力、核能發電原來是利用水加熱時產生的蒸汽的膨脹力來驅動發電機的。

小學生的思維能力有限，在遇到具有思維跳躍性的探究項目時，教師應適時創設解決問題的情境或提供有聯系的材料，構建思維的橋梁，搭建思維腳手架，達到“跳一跳摘到桃子”的效果。

四、重視研討交流

實驗后的研討是思維火花碰撞交流的重要時刻，也是思維訓練的有效時機，教師要善于引導學生把自己對問題的見解和相關依據說出來，可以經常性地提示學生：“你是怎么想的？”“為什么這么說？”“你的證據呢？”切不可為了盡快得出既定的結論而過多地控制和打斷學生的思維。

如，在教學《擺的研究》一課時，學生完成了“改變擺錘重量的實驗”后，有一個小組根據他們的實驗結果發表了不同的看法，教師看了他們組的數據，對其他組同學說：“出現這樣的數據有可能嗎？”“不可能！”其他組的同學大聲說。“對！你們組的結果與其他組相差很大，說明你們的實驗是不正確的。”接著教師在黑板上板書正確的結論。

課堂上出現不一致的數據和現象，原因是多方面的，教師要給予學生充分的交流時間和機會，讓他們抓住契機，對特定的問題進行深層次的思考，尤其是不同觀點的交鋒更能引發學生積極的思維活動，促進對問題的深層理解，指引思維向更高水平邁進。

教學中要形成深入研討的氛圍，教師還應注意以下一些細節。

有條件的座位可以圍成圓形。實驗證明，一排排的座位和圍成圓形的座位，后者的交流參與度更高。

適當延長提問之后的等待時間，留足學生思考的時間。

要求發言者目光轉向同伴，使更多的學生參與交流。

多關注沒有舉手的學生，有助于教師全面了解學情，鼓勵學生積極參與到交流活動中。

科學思維的培養不是一朝一夕就能完成，而需要每堂課的精心設計和用心指導，用思維的發展與增質來檢測學生的探究行為，真正實現提升學生科學素養的目標。