理性思考 科學(xué)探究

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摘要 理性是科學(xué)的基本特征之一，也是科學(xué)探究活動的本質(zhì)屬性。探究活動不是簡單地動手實(shí)驗(yàn)，科學(xué)探究強(qiáng)調(diào)動手做，但更強(qiáng)調(diào)思維探究。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，只有學(xué)生的思維參與了，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上探究，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)上的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 探究活動；思維；發(fā)展

《科學(xué)（3-6年級）課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)?？茖W(xué)探究可以使學(xué)生體驗(yàn)到探究的樂趣，獲得自信，形成正確的思維方式?！苯逃姨招兄壬裕骸罢嬲慕逃仨毰囵B(yǎng)出能思考、會創(chuàng)造的人”。學(xué)會思考、發(fā)展思維對一個人的成長是極其重要的，而理性是科學(xué)的基本特征之一，也是科學(xué)探究活動的本質(zhì)屬性。動手動腦學(xué)科學(xué)、發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。

有學(xué)者認(rèn)為科學(xué)探究過程可分為認(rèn)知活動和實(shí)證活動兩大系統(tǒng)，認(rèn)知活動系統(tǒng)由提出問題、預(yù)測與猜想、解釋交流、結(jié)論幾個環(huán)節(jié)組成；實(shí)證活動系統(tǒng)主要由觀察（實(shí)驗(yàn)、查閱資料）、信息的收信與分析環(huán)節(jié)組成?？傮w而言，無論是認(rèn)知活動還是實(shí)證活動，都存在著大量的理性思維活動，科學(xué)探究的過程實(shí)際上就是引導(dǎo)學(xué)生不斷展開理性思維的過程。但是，不少教師在引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究時，關(guān)注的是課堂教學(xué)的熱鬧氛圍。課堂上，學(xué)生的思維參與度極低，更多的是一種機(jī)械的回應(yīng)，這對學(xué)生的發(fā)展幫助不大。因此，我們認(rèn)為要真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究活動的意義，必須關(guān)注學(xué)生的思維參與。

1 注重探究活動的預(yù)測

預(yù)測（猜想或假設(shè)）既是科學(xué)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)和思維形式，也是科學(xué)研究的基本程序?！犊茖W(xué)（3-6年級）課程標(biāo)準(zhǔn)》在引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測方面也提出了具體要求：“能通過對身邊自然事物的觀察，發(fā)現(xiàn)和提出問題；能運(yùn)用已有知識做出自己對問題的假想答案；能根據(jù)假想答案，制定簡單的科學(xué)探究活動計(jì)劃”。預(yù)測作為學(xué)生科學(xué)探究活動的一個重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、掌握探究的方式等方面具有獨(dú)特的功能。

然而，現(xiàn)實(shí)中，許多教師對預(yù)測環(huán)節(jié)并不重視，有的教師雖然也讓學(xué)生預(yù)測，但多是一種走過場的形式，止于熱鬧的氣氛，學(xué)生所得甚少。科學(xué)的預(yù)測絕不是隨意性的亂說。預(yù)測必須要有依據(jù)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生說出預(yù)測的理由，充分調(diào)動學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)，從而激發(fā)他們的探究興趣。

如教學(xué)教科版五年級上冊《物體在水中是沉還是浮》，教師引導(dǎo)學(xué)生對所提供的材料在水中的浮沉情況作出預(yù)測，并說出浮沉的理由。學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)，大膽猜測，提出四個方面的假設(shè)：一是大的浮、小的沉（體積的大?。?；二是輕的浮、重的沉（物體的輕重）；三是空心的浮、實(shí)心的沉（物體的形狀）；四是材料軟的浮、硬的沉（材料的質(zhì)地，即密度）。這些假設(shè)充分展示了學(xué)生判斷物體浮沉的初始概念。通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的初始認(rèn)知與實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生了沖突，這極大地激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

由此可見，有效引導(dǎo)預(yù)測，不僅為教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)作好了鋪墊，還將對學(xué)生的探究興趣和思維發(fā)展產(chǎn)生積極的影響?？茖W(xué)探究強(qiáng)調(diào)動手做，但更強(qiáng)調(diào)思維探究。啟發(fā)學(xué)生多進(jìn)行有效的預(yù)測，是學(xué)生智力和語言發(fā)展的一個重要的心理動因，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力起著至關(guān)重要的作用。

2 保障探究活動的有序

在學(xué)生動手探究之前，應(yīng)先讓他們想清楚如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、需要什么器材、在實(shí)驗(yàn)過程中如何控制無關(guān)變量、做的時候注意些什么、同伴間如何合作等，這些都是在動手之前需要完成的一項(xiàng)重要任務(wù)——掌握規(guī)則。學(xué)生只有明確了探究規(guī)則，才能有的放矢、有序地開展探究活動。目前科學(xué)課上的動手探究存在兩種傾向：一是盲動：簡單地認(rèn)為探究就是動手做實(shí)驗(yàn)，問題一出示，教師就讓學(xué)生“自主”探究，一陣忙亂之后學(xué)生卻一無所獲；二是被動：一些教師喜歡起“溫馨提示”，其提示內(nèi)容大多是對操作方面的要求和一些注意事項(xiàng)等等，或通過多媒體放映在熒幕上，或打印在紙上每組發(fā)一張，殊不知，這樣的“溫馨提示”儼然教師下達(dá)的指令，學(xué)生的探究也由此變主動為被動了。因此，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究必須要形成一條鐵律：動手之前先動腦，而且探究的規(guī)則應(yīng)該讓學(xué)生自己動腦筋想，再通過師生互動加以完善、合理化。

如討論“擺擺動的快慢可能與擺繩有關(guān)”這一問題時，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：

一是初步感知探究規(guī)則。

（1）可變量是什么，不可變量是什么？

（2）如何控制這些變量？

二是歸納細(xì)化探究規(guī)則。通過師生共同研討，以下表的形式進(jìn)行歸納整理，使探究規(guī)則更加全面、一目了然，有效引導(dǎo)學(xué)生的探究活動。

這樣，教師舍得花時間，在學(xué)生動手探究之前對“擺繩長短影響擺動快慢”的探究規(guī)則以及各方面的事項(xiàng)進(jìn)行周全的考慮，再輔以教師的及時指導(dǎo)，就能保證動手操作是在理性思考的前提下有序展開。如此潛移默化，學(xué)生就會養(yǎng)成科學(xué)地想事情、科學(xué)地做事情以及有條理地去考察事物的良好行為習(xí)慣。同時，學(xué)生的動手操作能力、科學(xué)思維能力以及綜合素質(zhì)也會得到有效提高。

3 深化探究活動的分析歸納

讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)探究的目的，是為理性思維提供有效的分析依據(jù)，并從事實(shí)數(shù)據(jù)的分析中對探究的問題作出理性的解釋。但事實(shí)數(shù)據(jù)不等于結(jié)論，兩者之間存在“此岸”與“彼岸”的關(guān)系，必須在兩岸之間架設(shè)一條思維的“彩虹橋”。然而，不少教師往往把這個“架橋”的環(huán)節(jié)給省略了，由教師代勞問題的解釋或結(jié)論，學(xué)生坐享其成。雖然，這樣也能讓學(xué)生記住結(jié)論，但從學(xué)生的發(fā)展而言其意義不大。

我們認(rèn)為，教師在此環(huán)節(jié)絕不能松手，應(yīng)創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生積極展開理性思維，讓學(xué)生確實(shí)有所思、有所悟。如教學(xué)教科版六年級上冊《杠桿的科學(xué)》，通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，收集到了豐富、翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)數(shù)據(jù)（記錄表略）后，作為開啟理性思維的最真實(shí)的依據(jù)，在這個數(shù)據(jù)表上教師應(yīng)做足文章，可通過以下四個問題引導(dǎo)學(xué)生思考：

問題一：阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離與用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離之間存在什么關(guān)系？

（經(jīng)過研討，學(xué)生發(fā)現(xiàn)記錄表中的數(shù)據(jù)可歸為三類：第一類，阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離<用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；第二類，阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離>用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；第三類，阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離。）

問題二：重物與拉力之間存在什么關(guān)系？

（經(jīng)過分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)同樣也可將其對應(yīng)地歸為三類：第一類，重物重量>所用力；第二類，重物重量<所用力；第三類，重物重量=所用力。）

問題三：上述關(guān)系說明了什么問題？

（由于之前的數(shù)據(jù)分析，學(xué)生很容易歸納出：阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離<用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離省力；阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離>用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離費(fèi)力；阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離不省力也不費(fèi)力。）

問題四：通過上述分析，你能找出使用杠桿工作的規(guī)律嗎？

（引導(dǎo)學(xué)生思考，在現(xiàn)實(shí)生活中，什么情況下使用杠桿省力，什么情況下費(fèi)力。）

這樣，學(xué)生通過教師提供的橋梁順利地從此岸到達(dá)了彼岸，通過理性思考自己得出了解釋或結(jié)論，從而充分磨練了學(xué)生綜合分析的思維能力。