讓學(xué)生在科學(xué)探究活動中體悟思維的魅力

夏曉峰

[摘 要]小學(xué)科學(xué)教學(xué)主要是讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究活動的過程，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。然而，現(xiàn)在很多科學(xué)課堂存在這樣一些問題：教學(xué)過程過于形式化，存在為探究而探究的現(xiàn)象，從根本上忽略了科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)思維。而合理的科學(xué)探究活動應(yīng)該是指向科學(xué)思維的，是運用科學(xué)的思維方式獲取知識的過程。科學(xué)的探究與科學(xué)思維是密不可分的，失去科學(xué)探究活動的科學(xué)思維是沒有根的，失去科學(xué)思維的探究活動是沒有魂的。

[關(guān)鍵詞]思維;探究活動;對比實驗

[中圖分類號] G623.6[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1007-9068（2021）06-0078-03

科學(xué)探究的活動不能只停留在形式上，在關(guān)注學(xué)生觀察、操作等能力的同時，更要關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展，通過科學(xué)探究活動引發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，從而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。從三年級開始，學(xué)生第一次接觸科學(xué)探究活動，科學(xué)探究活動的主要目標(biāo)是從提出問題、做出假設(shè)、制定計劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評價這八個要素進(jìn)行描述的?！鞍邀}放到水里”一課，讓學(xué)生充分經(jīng)歷科學(xué)探究活動的基本過程，讓學(xué)生主動參與、積極體驗，從而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、提出問題，引發(fā)積極思維

思維是由問題開始的，而科學(xué)探究活動也是從提出問題出發(fā)的，提出一些符合學(xué)生認(rèn)知的科學(xué)問題，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的前提。因此，教師要善于設(shè)計問題，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生的思維。當(dāng)學(xué)生有了需要解決的問題，自然就會調(diào)動思維的積極性與主動性。在三年級時，要求學(xué)生能在教師的指導(dǎo)下，能從具體現(xiàn)象與事物的觀察比較中，提出可探究的科學(xué)問題。

師：課前老師用顯微鏡拍下了鹽在水中溶解的過程，我們來看一看吧。

提問：關(guān)于溶解，你們有沒有什么想研究的問題呢？

生：水中可以溶解多少克鹽？除了鹽以外，還可以溶解其他的物質(zhì)嗎？怎樣才能讓鹽在水中溶解得更快？……

師：大家提出了很多科學(xué)問題，科學(xué)探究都是從提出問題開始的。

教學(xué)中，通過演示把鹽和沙子分別放到水里的實驗，讓學(xué)生充分觀察鹽在水中“溶解”的現(xiàn)象，讓學(xué)生結(jié)合生活中知道的關(guān)于“溶解”的現(xiàn)象，提出值得探究的科學(xué)問題。學(xué)生提出問題的過程中，一定是結(jié)合自己的前概念，針對觀察到的溶解現(xiàn)象做出思考的。而且學(xué)生提出的問題也一定是學(xué)生所感興趣的，為后面的活動打下了堅實的基礎(chǔ)。

二、做出假設(shè)，辯證科學(xué)思維

在提出問題之后，要讓學(xué)生根據(jù)問題，依托自己的前概念做出合理的假設(shè)。當(dāng)然，在教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的假設(shè)不一定是正確的，因此在做出假設(shè)的環(huán)節(jié)中，重點不是放在學(xué)生的假設(shè)是否正確，而是要把重點放在為什么要做出這樣的假設(shè)。如果學(xué)生能夠做到有依據(jù)的假設(shè)，那他一定是有自己的科學(xué)思維存在的。

課件出示：探究影響鹽在水中溶解快慢的因素。

提問：你們猜猜可能與什么有關(guān)？

小組交流討論。

預(yù)設(shè)：與水的溫度有關(guān)、與攪拌的速度有關(guān)……

師追問：你為什么覺得會與水的溫度有關(guān)或者與攪拌的速度有關(guān)呢？（重點讓學(xué)生說出做出假設(shè)的原因）

當(dāng)提出“鹽在水中的溶解快慢與什么因素有關(guān)”的問題后，讓學(xué)生在小組中討論，然后說說自己的假設(shè)，并加以說明。有的學(xué)生認(rèn)為：鹽在水中的溶解快慢與溫度有關(guān)，因為平時在沖泡奶粉等時，都是用熱水去沖泡的。還有的學(xué)生認(rèn)為：鹽在水中溶解的快慢與攪拌有關(guān)，因為在生活中沖泡奶粉時，都會用勺子進(jìn)行攪拌，這樣溶解得快，所以猜測鹽在水中得溶解情況與之相似。也有一部分學(xué)生認(rèn)為：鹽在水中的溶解快慢與鹽的粗細(xì)有關(guān)，等等。學(xué)生做出了很多假設(shè)，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的假設(shè)都是有自己的想法的，不是憑空臆想出來的，在假設(shè)之前，進(jìn)行了充分思考。同時，當(dāng)眾多假設(shè)在全班進(jìn)行交流時，又會再次喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗，誘發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、設(shè)計方案，發(fā)展科學(xué)思維

在不同的學(xué)段，設(shè)計實驗方案的目標(biāo)也是不一樣的。1-2年級是要在教師的指導(dǎo)下，了解科學(xué)探究需要設(shè)計試驗方案;3-4年級是要在教師的指導(dǎo)下，能基于所學(xué)知識，設(shè)計簡單的探究方案;5-6年級是要能基于所學(xué)的知識，設(shè)計比較完整的實驗方案，初步具備實驗設(shè)計的能力和控制變量的意識，并能設(shè)計單一變量的實驗方案。無論在哪個學(xué)段，設(shè)計實驗方案的過程都是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的能力的重要時機(jī)。

師：但我們該怎么設(shè)計實驗來驗證猜想呢？（板書：設(shè)計方案）

（課件出示兩張報告單的半成品）師：請大家在小組內(nèi)交流討論打算怎么做這個實驗。

展示小組的實驗設(shè)計，尋找最優(yōu)化的方法。（重點強(qiáng)調(diào)為什么要用相同體積的水和相同質(zhì)量的鹽？）

實驗1的方案匯報環(huán)節(jié)：

師：哪個小組和大家交流一下關(guān)于第一個假設(shè)的設(shè)計方案？

學(xué)生匯報。

師相機(jī)提問：要想證明與水的溫度有關(guān)，我們可以準(zhǔn)備溫度不一樣的一杯冷水和一杯熱水，那這兩杯水能不能一杯多，一杯少呢？為什么？

師：準(zhǔn)備的兩份鹽能不能一份多，一份少呢？為什么？

師：這兩份鹽能不能一份先放到水里，另一份后放呢？為什么？

師：能不能用攪拌呢？為什么？

師：那我們怎么樣才能比較出哪杯中的鹽溶解得更快呢？

師小結(jié)：我們要想證明鹽在水中溶解的快慢是否與水的溫度有關(guān)，那我們只能改變水的溫度這一個條件，其他的條件都不能改變，科學(xué)上把這樣的方法稱為對比實驗。（板書：一個條件改變、其他條件不變——對比實驗）

實驗2的方案匯報環(huán)節(jié)：

師提問：要想證明是否與攪拌有關(guān)，我們應(yīng)該改變哪個條件？哪些條件又是不能改變的呢？

當(dāng)學(xué)生針對影響鹽在水中溶解快慢的因素做出了很多的假設(shè)后，這時教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計相應(yīng)的實驗方案來驗證假設(shè)。比如：怎么樣設(shè)計實驗來驗證鹽在熱水中比在冷水中溶解得快？教學(xué)中，首先讓學(xué)生在小組中進(jìn)行充分討論、思考，當(dāng)學(xué)生提出將鹽分別放到熱水和冷水中進(jìn)行比較時，教師要引導(dǎo)學(xué)生思考：冷水和熱水的體積是否要相同？準(zhǔn)備鹽的質(zhì)量是否要一致？把鹽放到水里的時間是否要相同？能不能攪拌？等等。如果學(xué)生提出要將相同質(zhì)量的鹽分別放進(jìn)相同體積的熱水和冷水中時，教師依然要引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么要準(zhǔn)備相同質(zhì)量的鹽？為什么要準(zhǔn)備相同體積的熱水和冷水？在這樣的過程中，教師不斷地引發(fā)學(xué)生思考，滲透對比實驗的概念，同時針對“是否與攪拌有關(guān)”這個假設(shè)，則是放手讓學(xué)生根據(jù)剛才對比實驗的經(jīng)驗，思考哪個條件要改變，哪些條件不能變，從而不斷發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

四、實驗驗證，激活科學(xué)思維

實驗是科學(xué)教學(xué)的主要陣地，學(xué)生通常是在有效的科學(xué)實驗中獲得科學(xué)認(rèn)知的，科學(xué)素養(yǎng)逐漸得到有效提升。實驗驗證是科學(xué)探究活動中的重要一環(huán)，同時也是驗證假設(shè)的基本途徑。對于小學(xué)生而言，如何掌控科學(xué)實驗操作的環(huán)節(jié)，是教師研究的主要方向?？茖W(xué)探究活動中，學(xué)生經(jīng)歷了提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計方案等環(huán)節(jié)，從而再進(jìn)行實驗驗證。科學(xué)實驗不能僅僅是實驗操作，而是要讓學(xué)生根據(jù)實驗中的現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)，對之前做出的假設(shè)進(jìn)行驗證，從而思考做出的假設(shè)是否正確，不正確的假設(shè)中有沒有科學(xué)的要素。只有真正地經(jīng)歷有效的實驗驗證過程，才能真正地激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維。

提問：這是一杯100毫升的水，大家猜猜能溶解多少克的鹽呢？

（重點提問：如果一直往水中加鹽，會不會一直溶解呢？）

師：老師給大家準(zhǔn)備了一些實驗材料，那我們怎么根據(jù)提供的實驗材料設(shè)計實驗方案呢？

【出示材料：一杯100毫升的水、鹽若干（10克*4）、一根攪拌棒】

小組內(nèi)討論后全班交流。

在研究100毫升的水中可以溶解多少克鹽的問題時，首先讓學(xué)生進(jìn)行猜測，猜測的重點是“如果一直往水里加鹽會不會一直溶解”，然后再提供學(xué)生相應(yīng)的實驗材料，讓學(xué)生根據(jù)老師提供的材料，有目的地設(shè)計實驗方案，當(dāng)然對于三年級的學(xué)生來說，并不要求學(xué)生能得出精確的結(jié)果，重點是通過實驗讓學(xué)生知道一定體積的水中溶解的鹽的質(zhì)量是有限度的。緊接著再提出“100毫升的水中可以溶解多少克糖”，學(xué)生猜測時的重點是溶解的糖和鹽會不會一樣，并讓學(xué)生根據(jù)剛才實驗的方案設(shè)計來研究，最終得出“相同體積的水中溶解的鹽和糖的質(zhì)量不同”的結(jié)論。

五、交流評價，增強(qiáng)批判思維

學(xué)生思維活動最活躍的時候往往是發(fā)生在他們討論、交流時，這是培養(yǎng)他們思維活動最好的時機(jī)。但現(xiàn)在的科學(xué)課中，教師們還是習(xí)慣于讓學(xué)生在探究的活動中獲取某一個科學(xué)結(jié)論，而且僅僅是得到這個結(jié)論。甚至有時教師為了讓學(xué)生得到科學(xué)結(jié)論，想盡一切辦法引導(dǎo)學(xué)生的思維向教師想要的方面去，然而這樣的課堂就不存在科學(xué)思維。

我們在教學(xué)中，3-4人為一組，列舉出小組內(nèi)的全部觀點，給每個小組記錄紙，把自己小組的觀點按照順序記錄下來，然后組內(nèi)開始排除，強(qiáng)調(diào)每一次排除都要說出理由，最后教師可以記錄下所有小組的排序，展開廣泛的討論，直到篩選出核心觀點為止。課堂中需要大量觀點進(jìn)行歸納分析時都可以采取這樣的方法。

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的過程，科學(xué)教師應(yīng)該結(jié)合課堂教學(xué)悉心呵護(hù)學(xué)生的主動思考的品質(zhì)，積極培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的技能并且強(qiáng)化科學(xué)思維的意識，通過科學(xué)探究活動，促使學(xué)生科學(xué)思維得到充分發(fā)展，從而達(dá)到提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 費志明，郎微波. 議科學(xué)探究中學(xué)生思維的不可替代性[J]. 中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究），2017（11）.

[2] 廖冠彬，李萍. 讓思維插上科學(xué)的翅膀——淺談如何通過發(fā)展學(xué)生思維促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)的主動探究[J]. 新課程·小學(xué)，2013（12）.

（責(zé)編 韋淑紅）