關(guān)注科學(xué)思維 促進(jìn)有效探究

摘 要 分析科學(xué)探究活動(dòng)存在的問題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出在科學(xué)探究過程中，應(yīng)從重視思維過程、搭建思維橋梁、突破思維節(jié)點(diǎn)三個(gè)層面，來(lái)發(fā)展學(xué)生的思維。

關(guān)鍵詞 科學(xué)探究；思維過程；思維橋梁；思維節(jié)點(diǎn)

中圖分類號(hào) G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1671-489X（2008）14-0026-02

科學(xué)課應(yīng)關(guān)注學(xué)生思維的發(fā)展?？茖W(xué)教學(xué)的主要目的，是為了讓學(xué)生通過科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)，能用科學(xué)的思維方式發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題?！犊茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：科學(xué)探究的重點(diǎn)不在探究的操作方法和操作上，而在于通過探究培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。思維是人對(duì)客觀事物本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律性聯(lián)系的間接的、概括的反映。思維力是學(xué)生智力活動(dòng)的核心，也是智力結(jié)構(gòu)的核心，應(yīng)從小培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。若有意識(shí)地去培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，就可以更快地提高他們的思維水平。因?yàn)樾W(xué)生的思維發(fā)展正處于皮亞杰描述的“具體運(yùn)演階段”和“形式運(yùn)演階段”，也就是由具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡時(shí)期。他們的抽象邏輯思維的發(fā)展一般依據(jù)具體的形象及親身的操作，而科學(xué)課就提供了這樣一個(gè)平臺(tái)。因?yàn)榭茖W(xué)課的最大特點(diǎn)是活動(dòng)多，可讓學(xué)生有大量的具體形象感知及親身操作的機(jī)會(huì)。

教科版教材的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是活動(dòng)多，但需清楚的是活動(dòng)只是科學(xué)探究的外在形式，而其中內(nèi)含的科學(xué)思維才是它的靈魂。沒有思維的觀察探究，學(xué)生最多只能是一個(gè)忠實(shí)的觀看者和記錄者，是不可能有重大發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)的。當(dāng)前，科學(xué)探究活動(dòng)已成為小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的一大主題，勿庸置疑，“課標(biāo)”所倡導(dǎo)的理念是非常正確的。但是，在沒有深刻領(lǐng)會(huì)其中真正的涵義的情況下，有人認(rèn)為凡小學(xué)科學(xué)教學(xué)有活動(dòng)則必有探究。在這種思想的誤導(dǎo)下，一些小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)過程中拼命地設(shè)計(jì)“探究活動(dòng)教學(xué)”。只要對(duì)這些探究活動(dòng)耐心分析和研究之后，就會(huì)認(rèn)識(shí)到這種探究活動(dòng)中普遍存在著一種毛病，那就是“活動(dòng)有余，思維不足”。在很多的活動(dòng)中，學(xué)生在熱熱鬧鬧的活動(dòng)結(jié)束后，頭腦依然是一片空白，他們?cè)谥R(shí)和能力上并沒有得到真正意義上的提升。

科學(xué)課的教學(xué)應(yīng)該從這樣的誤區(qū)中走出來(lái)，在科學(xué)探究活動(dòng)的主線下，注重活動(dòng)中的思維含量，關(guān)注活動(dòng)中的思維訓(xùn)練，發(fā)展學(xué)生的思維能力，真正落實(shí)“課標(biāo)”中提出的“學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維方式解決自身學(xué)習(xí)、日常生活的問題”這一目標(biāo)。

1 重視思維過程，構(gòu)建思維方式

課堂教學(xué)的主要構(gòu)成體是師生的相互活動(dòng)，它是形成良好思維過程與多種思維渠道的最佳場(chǎng)所。優(yōu)良的思維品質(zhì)總是伴隨著學(xué)生接受知識(shí)時(shí)的思維過程而逐漸形成。教學(xué)中教師如果注意到學(xué)生的思維過程，就應(yīng)及時(shí)地調(diào)整教的程序，促使學(xué)的升華，提高所形成的思維品質(zhì)的質(zhì)量。

例如教學(xué)《水和空氣》單元第4課《比較水的多少》時(shí)，教材也關(guān)注思維過程，在用各種方法比較了3個(gè)瓶子里水的多少后，出現(xiàn)一個(gè)問題：2號(hào)杯比1號(hào)杯多多少呢？教材直接告訴學(xué)生可以用量筒來(lái)測(cè)量，然后教學(xué)量筒。但這樣的處理，往往忽視了量筒的來(lái)歷和科學(xué)家在發(fā)明量筒前的思維過程。如果增加在量筒出現(xiàn)之前的思考，將科學(xué)家對(duì)于量筒工具的發(fā)明過程毫不保留地呈現(xiàn)出來(lái)，無(wú)疑可以發(fā)展學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一種科學(xué)的思維方式。如在科學(xué)探究活動(dòng)的“提出問題階段”環(huán)節(jié)，采用“用杯子量，多幾杯？如果多出來(lái)半杯怎么辦？”“用更小的杯子來(lái)量，又會(huì)怎樣？”“沒有更小的杯子，怎么辦？”等誘導(dǎo)性的語(yǔ)言，鼓勵(lì)學(xué)生“沿不同方向、向不同范圍、不受已知的或現(xiàn)存方式、方法、規(guī)則或范疇的約束，從已知信息中產(chǎn)生出大量變化的、獨(dú)特的新問題和探索解決新問題的多種方法”。

在猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)，特別注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的直覺思維?！罢?qǐng)同學(xué)們開動(dòng)腦筋猜一猜”，使學(xué)生迅速地對(duì)問題答案作出合理猜測(cè)、設(shè)想，并引領(lǐng)學(xué)生把驗(yàn)證本人（或本組）猜想是否正確作為學(xué)生進(jìn)一步探究的“興趣源”和“目的地”，應(yīng)該說(shuō)，這也是使學(xué)生進(jìn)行有效探究的保證。安排“先在紙上畫上刻度線，然后貼在杯子上，再用杯子量一量，瓶中的水各是多少，將測(cè)量的結(jié)果記錄下來(lái)”這個(gè)過程。當(dāng)學(xué)生帶著濃厚的興趣和目的進(jìn)行完“用自制刻度線測(cè)量”，并搜集了大量第一手信息而進(jìn)入“思考與結(jié)論，表達(dá)與交流”后，又提出亟待解決的過程問題：“各小組測(cè)量的結(jié)果相同嗎？這會(huì)給我們帶來(lái)什么問題？怎么解決這個(gè)問題呢？”在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)對(duì)量筒的介紹和使用方法。這個(gè)過程適時(shí)地組織學(xué)生通過對(duì)“比較2號(hào)比1號(hào)多多少”這個(gè)問題，經(jīng)歷“猜測(cè)、驗(yàn)證、分析、綜合、比較、抽象、概括”的邏輯思維過程。

如果在教學(xué)中把得到結(jié)論的全部思維過程展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生可以在自己思維的痕跡中得到較強(qiáng)的參與意識(shí)，不但學(xué)到知識(shí)，而且可以據(jù)此舉一反三，在設(shè)計(jì)發(fā)明一種新生事物時(shí)，采取科學(xué)的思維方式，獲得創(chuàng)意的發(fā)現(xiàn)。

2 搭建思維橋梁，幫助思維發(fā)展

教師在教學(xué)過程中的指導(dǎo)意義在于對(duì)學(xué)生施加積極的影響，使他們能夠選擇比較正確的學(xué)習(xí)方法。如教學(xué)《一杯水里能溶解多少食鹽》一課時(shí)，教師可以一個(gè)問題作為標(biāo)題，在解決了問題以后，接著主要就是制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，考慮好具體的操作步驟，然后按照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施。過程如下：

師：前一節(jié)課學(xué)習(xí)了食鹽在水中的溶解。（教師邊說(shuō)邊演示這一過程，加一勺，用玻棒攪拌，食鹽溶解了，再加一勺，再攪拌，食鹽又溶解了。其間不時(shí)發(fā)出玻棒碰到燒杯的聲音，學(xué)生十分仔細(xì)地看教師的演示。）再加一勺，能溶解嗎？

生：能。（學(xué)生回答地很干脆，顯得十分自信）

生1：我認(rèn)為可以不斷溶解。（他停頓了一下）不會(huì)馬上溶解。

師：那么一杯水中能溶解多少食鹽呢？（學(xué)生似乎沒有什么反應(yīng)，教師停頓了一下）一杯水有多少？今天研究50毫升水能溶解多少克食鹽？

在很短時(shí)間里，教師和學(xué)生確定好本節(jié)課的研究主題。當(dāng)學(xué)生提出“可以不斷溶解”時(shí)，教師提出“一杯水中能溶解多少食鹽”。如果是向成人提這個(gè)問題，由于成人會(huì)有“再繼續(xù)一勺一勺加食鹽看是否會(huì)溶解”這樣的思維過程，因此可以得出相應(yīng)的結(jié)論。而學(xué)生沒有充分理解“不斷溶解”的涵義，如果教師給他們建一座可以使思考有方向的“橋”，問他們“加一瓶，加一麻袋，或者更多呢”，這個(gè)時(shí)候?qū)W生會(huì)順著這座“橋”思考，于是可能會(huì)想到“這么小的一個(gè)燒杯能放這么多的食鹽”，那么緊接著“這杯水里究竟能溶解多少食鹽呢”類似的想法就產(chǎn)生了。無(wú)須教師來(lái)提出這樣的問題，學(xué)生有想要進(jìn)一步探究的需要，探究的進(jìn)程自然就向前推進(jìn)，他們的思維也向前發(fā)展。那么，這杯水里究竟能溶解多少食鹽呢？看著燒杯里的水，學(xué)生開始思考這個(gè)問題：就這么一勺一勺地加，要加多少勺呢？有的學(xué)生提出做實(shí)驗(yàn)。于是教師指導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，探究的進(jìn)程繼續(xù)往前推進(jìn)。

在這里，教師的鋪墊提示，引導(dǎo)了學(xué)生的思維，可以說(shuō)從學(xué)生學(xué)習(xí)的需要出發(fā)，不僅體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用，也發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，對(duì)思維發(fā)展非常有利。

3 突破思維節(jié)點(diǎn)，促進(jìn)思維提升

在科學(xué)課的課堂教學(xué)中，當(dāng)教師心中裝著學(xué)生，并和學(xué)生一道帶著對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)的熱切期盼進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情就會(huì)被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的思路會(huì)向更廣闊的思維空間伸展，但往往在這種時(shí)候會(huì)遇到一些狀況，即“思維節(jié)點(diǎn)”（也稱“斷面”）。

在舊教材“溶解”單元第1課《食鹽在水里溶解了》，教材有一活動(dòng)“觀察高錳酸鉀和砂糖的溶解”，旨在理解溶解的實(shí)質(zhì)之一：化成肉眼看不見的微粒，用高錳酸鉀的顏色來(lái)顯現(xiàn)溶解過程。在教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生都無(wú)法根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)描繪出“紅糖變成了極小極小的肉眼看不見的顆粒”。在實(shí)驗(yàn)中，筆者發(fā)現(xiàn)不論是紅糖還是高錳酸鉀，放入水中后都會(huì)泛起輕煙似的色帶，攪拌后，色帶會(huì)慢慢地與水混合均勻。這個(gè)過程的確無(wú)法讓人建立紅糖變成“微小顆?！边@一直觀印象。因此，學(xué)生看到了“紅糖顆粒放入水中”及液體變成“紅色的紅糖溶液”，但對(duì)于中間的轉(zhuǎn)變沒有直觀的印象，思維由此出現(xiàn)了斷面。而對(duì)溶解概念抽象的講授又不易被學(xué)生理解。

新版教材將這一活動(dòng)從有限的課堂時(shí)間里剝離出來(lái)，增加了可供思考的諸多問題，很好地解決了這一思維節(jié)點(diǎn)的問題。溶解是指一種物質(zhì)均勻地分散于另一種物質(zhì)中形成均勻、穩(wěn)定溶液的過程，而溶解的過程學(xué)生在生活中大多無(wú)法細(xì)致地觀察到，對(duì)于物質(zhì)究竟是怎樣均勻地分散到水中去缺乏感性認(rèn)識(shí)。新修訂的教材希望學(xué)生通過仔細(xì)觀察、描述、想象溶解時(shí)的變化過程，能形成“溶解”的描述性概念，加深對(duì)溶解現(xiàn)象的本質(zhì)性理解。

高錳酸鉀學(xué)生比較陌生，強(qiáng)調(diào)對(duì)原有狀態(tài)的觀察，很有必要。舊教材只有同時(shí)觀察高錳酸鉀、砂糖的溶解變化過程這一簡(jiǎn)單的表述。然后“在盛水的玻璃杯上方，輕輕地投入幾粒高錳酸鉀。觀察并描述水和高錳酸鉀的變化。用攪拌棒輕輕攪拌一下，再觀察、描述水和高錳酸鉀的變化”。接著出現(xiàn)幾個(gè)思考性的問題：“高錳酸鉀在水中溶解了嗎？它與食鹽在水中的溶解有什么相同和不同？描述高錳酸鉀在水中的溶解過程。”修訂后的教材強(qiáng)調(diào)觀察、描述高錳酸鉀溶解于水的逐漸變化過程，表格引領(lǐng)學(xué)生對(duì)觀察到的細(xì)節(jié)的描述，使之接近溶解的本質(zhì)特征。接著，把剛建立的認(rèn)識(shí)進(jìn)行遷移：想象（不可見的）食鹽在水中溶解時(shí)可能出現(xiàn)的變化過程。筆者認(rèn)為教材需要再補(bǔ)充幾個(gè)問題來(lái)解決思維節(jié)點(diǎn)的問題，如提問：1）固體顆粒為什么消失？2）溶液的顏色由深到淺直至無(wú)色，這是為什么？3）日常生活中，糖水是甜的，鹽水卻是咸的，為什么？學(xué)生在討論、交流思考的過程中肯定能形成“物質(zhì)化成了極其細(xì)小、肉眼看不見的微粒”的概念。學(xué)生從宏觀層面進(jìn)入微觀層面，完成了重點(diǎn)和難點(diǎn)的教學(xué)任務(wù)，也解決了思維節(jié)點(diǎn)的問題。關(guān)注學(xué)生思維的節(jié)點(diǎn)能讓學(xué)生思維的廣度、深度、靈活性等思維品質(zhì)得到更加蓬勃而有生機(jī)的發(fā)展。

總之，科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，而探究式教學(xué)的基本要求是要從兒童“所在位置”出發(fā)，即關(guān)注學(xué)生的思維。這就要求教師要了解學(xué)生，給他們充足的時(shí)間和空間讓他們以多種方式表達(dá)所思所想。當(dāng)學(xué)生敘述自己想法的時(shí)候，教師要耐心傾聽；在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前，要舍得給學(xué)生一些時(shí)間，讓他們對(duì)問題提出假說(shuō)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并交流他們的想法，在交流中相互評(píng)判、質(zhì)疑。對(duì)于學(xué)生動(dòng)手之后的匯報(bào)活動(dòng)，教師不僅要關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)后得出的結(jié)論，更應(yīng)關(guān)注學(xué)生在驗(yàn)證假說(shuō)過程中的思維變化情況。因此，不僅要讓學(xué)生說(shuō)出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而且應(yīng)讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)自己的操作程序。重視思維過程，搭建思維橋梁，突破思維節(jié)點(diǎn)，才能較好地了解學(xué)生的發(fā)展水平，采取有效的教學(xué)策略，有的放矢地實(shí)施教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生科學(xué)地想事情、做事情，形成良好的思維習(xí)慣。