深度思維在“真”探究中發生

繆君

摘 要：探究式學習是小學生學習科學的重要方式，科學探究是科學知識和能力的載體，借班上課是教師教育教學中的常態;有時學生的真實認知水平和能力會比正常或者預期的要欠缺一些，會給正常的教育教學活動帶來一些困難。這就需要教師根據授課學生的真實水平設計一節符合學生真實水平的、真正發展學生思維的科學課。筆者根據自己執教的一節課例《電磁鐵》闡述了自己是如何在科學探究活動中發展農村學生思維、提升思維品質的。從問題引入，實驗方案設計、數據分析和課后延伸幾個方面展開描述。

關鍵詞：科學探究; 思維; 以學定教; 電磁鐵

中圖分類號：G623.6? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）2-045-002

探究式學習是小學生學習科學的重要方式，這就要求科學探究活動必須符合學生的認知發展規律和能力，同時能激發學生思維，訓練學生思維方式。

《小學科學課程標準》的基本理念要求之一：面向全體學生。小學科學課程要面向全體學生，適應學生的個性發展的需要，使他們獲得良好的科學教育。無論學生之間存在著怎樣的地區、民族、經濟和文化背景的差異，或者性別、個性等個體條件的不同，小學科學課程都要為全體學生提供適合的、公平的學習和發展的機會[1]。

《電磁鐵》這一課是小學科學蘇教版教材五年級上冊第三單元第五課內容，五年級的學生能夠自己進行一些簡單的控制變量的實驗。學生能夠猜想影響電磁鐵磁力的因素，對相關因素進行假設，并設計實驗進行驗證。

BQ小學是一所較為偏遠的農村小學，科學教師的師資力量相對薄弱，學生的科學課沒有完全規范化、常規化，導致學生的科學素養相對欠缺;農村的經濟發展水平和區域性文化差異也或多或少地影響了學生的見識和眼界;記得第一次來這里聽課時，一位城里來的上課老師出示洋蔥圈的圖片，并問道：這是什么？這個吃過嗎？竟然沒有孩子知道，上課老師和在座的聽課老師都大吃一驚。在實際教育教學中，教師經常會遇到類似情況，學生的實際認知水平和能力比預期的要欠缺一些，當地的經濟、文化、師資等因素對教育的影響不容忽視。原來，教師備課不僅需要熟悉課程標準、教材，更重要的是熟悉上課的學生，了解學生的知識、能力水平;還要了解當地的地區、經濟和文化背景;才能更好地選擇適合學生的學習方式和學習內容，從而高效學習，達成教學目標。

一、探尋學習起點，以學定教

我執教的是五年級《電磁鐵》第二課時：探究電磁鐵磁力大小與哪些因素有關？擔心課堂出現冷場的情況，我事先與學生們見面熟悉彼此。這個班的學生幾乎沒有規范上過科學課，更別說分組做實驗了;學生對控制變量和對比實驗幾乎是一無所知，電磁鐵也沒有親手做過。于是我帶著學生一起做了電磁鐵，并且用各自做的電磁鐵來“釣魚”，學生在釣魚比賽后，積極思考“怎樣才能一次釣起更多的魚呢？”學生帶著這個游戲的問題仔細觀察實驗材料、認真分析實驗過程，嚴謹的進行猜想，明天這些學生將帶著各自的疑惑走進他們的一節探究性科學課。

小學生對周圍的世界具有強烈的好奇心與求知欲，課程標準也要求教師應創設符合兒童的教學情境[2]，“釣魚”游戲，符合學生的年齡特征;比賽的方式激發學生思考“怎樣才能獲得勝利——釣更多的魚”，從而提出具有探究性的問題“探究電磁鐵磁力大小與哪些因素有關？”提出問題，比解決問題更重要;提出一個探究性問題更重要。

二、進行有限指導，激發積極思維

控制變量是指在科學探究實驗中，每一次只改變其中的一個量，而控制其余幾個量不變，從而研究被改變的量對事物的影響。對于沒有經歷過探究活動，不知道控制變量的學生來說，設計實驗來研究“探究電磁鐵磁力大小與哪些因素有關？”太難了;所以我根據學生的實際認知水平調整了我的教學方式：我為每組的學生提供了不同的實驗材料：

每組根據自己拿到的材料，思考、討論，我們可以研究什么問題，并完成記錄單部分內容。希望這些有結構的材料能給學生一些啟發。

學生在完成記錄單時，其實就是在學習“控制變量”這一重要的思維方法，同時學生也已經在積極思考：接下來的實驗應該如何進行，讓學生在小組內說一說自己的實驗步驟，組內合作，相互補充，完善小組的實驗計劃，同時這也是發揮班級“小老師”的指導作用，帶動相對的“后進生”。確保實驗時，所有人都知道實驗的目的和研究方案。對最終的實驗結果，我相應降低了要求，只要學生分析出電磁鐵磁力大小與哪些因素有關。

思路清晰、分工明確的小組，在較短時間內，準確高效地完成了本小組的第一個實驗，他們基本達到了教學目標，一些思維活躍的孩子更是欣喜地來問我說：老師能不能借我兩節電池，我想研究一下“電磁大小是不是和電池的節數有關？”學生的思維被點亮了，他們開始了真實的探究之旅，他們體驗了成功的喜悅和學習的樂趣。同時，我還發現拿到材料組合1的小組，想到了把三節電池串聯在一起，組裝了3個電磁鐵，學生的思維在實驗中被點燃了，他們開始舉一反三了，他們在設定好的實驗環境下，開啟了無限的探究。這不正是我想看到的嗎？學生自主探究，進行深度思維活動。

三、善待“修改數據”，切盼思維發生

“尊重數據，實事求是”作為科學思想的核心目標加以強調，要求學生基于觀察到的事實和數據做出客觀的分析與解釋[3]。我在實驗前就強調實事求是，不能通過涂改數據來迎合結論的需要。為什么他們不聽話呢？依舊涂改數據來迎合他們想象中的結論呢？他們似乎還有一些問題和不同想法，正在展開著激烈的討論。

翻開《科學課程標準》，“具有基于證據和推理發表自己見解的意識;樂于傾聽不同的意見和理解別人的想法不迷信權威;實事求是，勇于修正與完善自己的觀點”“在科學學習中運用批判性思維大膽質疑，善于從不同的角度思考問題，追求創新。”可見，課程標準中，“尊重數據，實事求是”包含了兩層意義：第一，尊重我們觀測到的現象和數據，由現象和數據作出結論;第二，根據自己已有的理論或新學習的結論，對觀測到的數據進行分析，建立理論與數據的密切聯系。在課堂中，“尊重事實”的教學容易辦到，而“大膽質疑”的目標卻經常被忽略。

筆者在課堂巡視中，注意到這一現象：

生1：這24問題最大，怎么會這么大？

生2：15、18兩個數據是小王做的，24是小張做的。

生1：小張，你吸的是哪個回形針啊？是不是直接用的小王用過的回形針啊？

生3：奧，我知道了你剛剛沒有消磁，所以數據才會這么大，相差這么多，這個數據不能要，我們重做吧。

生2：哎呀，來不及了，直接改一下吧，這個24改成16差不多吧。

生2（對小張說）：要不我們再做一下吧。

生1：這樣做出來的反正也不對，時間也來不及了，我們就自己改改好了。

生4：那改多少呢？

生1：我覺得長的鐵芯磁力肯定會更大，比24大點好了。（修改數據）

此時的學生不正是在進行有意義的質疑嗎？孩子們的認知矛盾沖突引發了主動“調適”活動。這類行為往往伴隨著豐富的思維活動，前因后果地探問題、找原因。學生的對話告訴我們，孩子修改數據的行為不是根據“假設”或“結論”做出的簡單臆想，而是建立在“鐵芯越長，磁力越大”的理論基礎上，綜合實驗過程中電池沒電、更換電池等情況后的有意識活動。在修改過程中，孩子們更是認真反思實驗過程、探索差異原因、定位實驗數據，參與積極、思維活躍[4]。

沒有思辨的學習，知識就不能在學生的頭腦中“生根發芽”，科學知識之所以能從低層次到高層次，關鍵在于讓學生有時間、有機會對自己的活動和思維進行反思。“尊重數據”首先要教育學生科學事實和科學數據就是“證據”，只有在獲取事實、數據的過程中才能學習“尊重”;其次要創造機會讓學生經歷從觀察到整理、分析事實、做出結論的過程，體驗證據的重要性，體驗科學探究是怎樣進行的。在這樣的過程中，才能讓學生明確“將實驗前的認識、實驗數據、其他小組的結論進行比較、反思”的重要性，逐步學習科學地看事物、想問題，變得更會學習，而不是圍著老師的結論轉。

四、活化運用所學，拓展探究時空

為了設計一個磁力更大、更美觀的電磁鐵，學生需要認真傾聽其他小組的匯報，并且理解運用最終的結論。全班同學根據自己組的實驗數據，分析總結：電磁鐵磁力大小與電池節數、線圈匝數有關。電池節數越多，電磁鐵磁力越大;電池節數越少，電磁鐵磁力越小;線圈匝數越多，電磁鐵磁力越大;線圈匝數越少，電磁鐵磁力越小。這個冗長的實驗結論讓學生生硬的印在腦海中，只能應付書面的考試，我采用了“設計一個磁力更大的電磁鐵”的評價方式，學生更愿意接受和挑戰符合他們最近發展區的任務，也因此，將本節課的框順利撤除，將科學探究活動延伸到40分鐘以外，拓展到教室以外，不受時間和空間的限制。

活動一：設計一個磁力更大、更美觀的電磁鐵

五、結束語

科學探究的學習方式需要符合學生的學情，激發學生的興趣，喚起探究的熱情，點燃思維的火花，埋下科學的種子。看似設定好的實驗探究，實際是量身打造的教學設計，是符合授課學生的最近發展區的教學設計，是為了學生的深度思維的發生和不受時間空間限制的科學探究。

參考文獻：

[1]小學科學課程標準，北京師范大學出版集團，2017.03

[2]陳品如.淺談小學科學探究教學中問題意識的培養，教育實踐與研究，2008

[3]袁其偉.收集、整理與分析數據初探，科學課，2009

[4]陳寶泉.小學生的質疑精神更可貴，中國教育報，2010