蹲下處處見風景
——從兒童視角來看科學思維

文/袁月

水能溶解多少物質？

有位老師把孩子分成5個小組，給他們一杯50ml水，教他們如何在水杯里溶解食鹽和小蘇打。做完這些之后，這位老師匯總各小組在50ml水中食鹽和小蘇打的溶解份數說：同學們，哪種物質在水中溶解份數多？學生答：食鹽。

老師又問：說明哪種物質在水中的溶解能力更強？學生答：食鹽。老師說：當然，我們也可以看見有兩個小組的數據出現異常，可能與什么有關？學生答：可能是操作步驟有問題，可能是記錄方式不正確。教師總結：沒錯！同學們說得很好。希望下一次同學們操作一定要小心細致，然后就下課了。

這個案例出現了實驗數據異常現象，這也是我們經常遇見的問題。都關注到異常數據，但是教師只是“順其自然”地詢問了學生問題原因，學生也是較為配合地回答了異常數據可能是由于操作不當或記錄錯誤。可是，到底什么原因導致實驗數據發生異常？可能是攪拌過慢，可能是食鹽倒得太快，到底是哪種原因？如果不弄清楚，這樣的學習只能是流于表面，止于形式，科學思維不會有深層次的發展。

想要給兒童上好一堂思維課，得先厘清兒童思維特點。兒童思維的發展是與兒童言語的發展分不開的，也與兒童的經驗和實踐活動密切相關。借助思維活動，兒童才能在學習過程中，深入理解教材，掌握多種概念、理論，了解事物的規律和知識體系，才能在人際交往中解決自身遇到的各種問題。比起感覺和知覺等，思維發生較遲，但隨著年齡的增長，兒童的思維水平不斷提高，在發展的不同階段，兒童的思維顯示出不同的水平和特點。

從思維原點出發，挖掘科學思維

有學者認為，兒童的學習不是從空白開始的，已有知識經驗、生活實際會影響現在的學習。因此，老師了解兒童的思維原點，從思維原點出發：

以《用手來測量》為例：

讓兒童明白“拃”的概念后，引申出話題，在沒有其他工具時，可以利用身體進行測量。隨后讓他們“用手測量桌子的高度”，這可讓他們犯了難！

有孩子就提出質疑：“測量桌子的高度得懸空測量，用手一拃一拃測量實在不便，即使測出來也因為手的晃動，測量誤差太大了。”能不能想想其他辦法，他們無奈提出各種工具測量。

不能用測量工具，只能用手！這時有個孩子想到了將桌子緊貼墻壁，來比畫出桌子的“首”“尾”，再用“拃”來測量首尾的距離，這不乏一個好辦法。但是，老師接下來進行了一個簡單的舉措，把桌子平放在地上，學生立馬猜出教師的用意，躺平的桌子，桌腿的長度就是桌子的高度。學生驚呼連連！教師提問：“同學們，測桌子的高度，是不是一定要測高度？測長度行不行？”

在這個的例子中，孩子的思維特點：即直觀化，具體化，思維較為固化。在前概念中，“高度”就是由低到高，“測量高度”就必須得是從低測到高，但是測量桌子的高度對兒童平衡力的控制要求較高，兒童操作顯然不容易，但是如果能將思維轉換下，化“高度”為“長度”，兒童的科學思維將得到質的轉變。兒童很容易在未來“用手來測量”的時候，通過本課學習的轉換測量思路，來實現手的測量，并且在使用不同的測量方式中，轉換思維，化繁為簡。

在問題引領下，發展科學思維

帶著問題，引導孩子的思維，讓我們以《讓小車運動起來》為例：

師：今天老師帶來了一輛“賽”車，不過好像出了點問題，哪位同學有辦法使小車運動起來？

生：吹；手推；手拉；繩子拉；磁鐵吸等。

師：出示小車、繩子、3枚墊圈、回形針等實驗材料后提問，你能利用這些材料讓小車運動起來嗎？（請孩子上來演示，邊演示邊說明，用希沃播放過程），孩子示范完成后分發材料，小組合作讓小車運動起來。

師：看到大家的小車都動起來了，老師有個疑問，是誰讓小車運動起來的？為什么能動起來？

生：墊圈有重量，墊圈拉動繩子，繩子拉動小車，小車就運動起來了。

師：我們用墊圈的個數來代表拉力大小，大概需要幾個墊圈恰好能讓小車運動？先預測一下，怎么添加墊圈比較合理？

生：一個一個加墊圈，直到小車剛好運動起來……

提問：想要參加賽車比賽需要跑更快才行，現在我們的小車會跑了，但如何讓它跑得更快呢？怎么知道它到底有沒有變快？

生：增加墊圈數，每增加一次墊圈，測3次時間，取平均值。

師：墊圈怎么增加比較合理？

生：①多個多個加；②成倍成倍加

師：難度升級，在起點和終點不變的情況下，如何讓小車5秒內到達終點？

圍繞四個核心問題展開“怎樣讓小車運動起來？”“至少需要幾個墊圈能使小車運動？”“墊圈數量與小車運動關系？”“如何讓小車精準到站”，四個問題環環相扣，直指“力能改變物體的運動狀態”這個核心概念。以問題為核心，形成問題鏈，體現思維的遞進性，孩子的思維層層遞進，這是一種可以內化遷移的串珠學習方式，孩子可以相似方式學習后續內容，為接下來學習“橡皮筋彈力讓小車運動”“氣球讓小車運動”“彈簧拉力讓小車運動”奠定良好基礎。

孩子的思維從不是一成不變，更不會一蹴而就，需要執教者精心設計——系列問題串珠，讓孩子有所啟迪。當然，我們也可以將學生放在平等位置上，試著以初學者的樣子隨孩子的目光一同去探究科學世界。當學生遇到問題時，我們可以提問“這是怎么一回事呢？”當學生有所思考時，我們接著提問“它可能是怎樣的呢？”當學生提出見解時，我們又可以提出“是這樣嗎？怎么證明呢？”三個怎么問法的此起彼伏，孩子的思維迅速被我們打開，他們會不斷展開反思與實踐。

在可視探究中，驗證兒童思維

《小蘇打和白醋的變化》為例：

孩子已經知道產生了二氧化碳氣體，但二氧化碳氣體具有什么性質孩子尚不清楚。孩子對此產生好奇，設計驗證氣體需要教師的幫助，如何使證據直觀可視化，從而促進孩子科學思維的發展？我們需要將無色無味的二氧化碳“可視化”，自制小教具，利用小燭臺的亮滅，直觀地看到二氧化碳在驗證盒內流動的過程。因為小燭臺是從高到低依次熄滅，所以本教具還能得出“二氧化碳比空氣重”這一結論。

在實際課堂中利用本教具可以讓孩子的科學探究更直觀、更科學、更深入，科學的理解和掌握也更深入、更清晰，更好地促進了孩子深層次的思維發展和深層探究能力。

科學起源于生活，服務于生活，科學課堂若是能結合生活味便顯得更為真實。課堂中學生既要解決科學問題，又要兼顧生活可行性，還得兼顧成本問題，孩子的思維在現實與科學中不斷碰撞，為此需要調動孩子聯系生活經驗，激勵孩子充分關注生活。在孩子動手完成搭建之后，老師告知孩子這就是古人發現“斜面”工具的過程，孩子會切實感受到科學技術的提高對生活的便利性，科技改變生活以及古人的智慧。拋出第二個現實問題“解決如何自下而上搬運生活物資最方便”，孩子馬上會想到利用斜面運輸貨物，但是放在哪一類斜面上運輸物資更為方便呢？這對學生的思維又是一次提升。生活中學生會遇到各類各樣的科學性問題，只有結合實際觀察，并不斷發散科學思維，才能在一次次科學思維升華中完成技術的革新。