在科學(xué)探究中提高學(xué)生思維能力

任勇

科學(xué)思維是科學(xué)探究的核心和靈魂，缺少了科學(xué)思維的活動只是一種形式上的探究，科學(xué)教育的過程要真正體現(xiàn)科學(xué)探究的本質(zhì)，就必須把焦點置于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力上。加強學(xué)生作為探究科學(xué)原動力的思維方式的培養(yǎng)，應(yīng)該是我們對科學(xué)探究教學(xué)更深層次的思考。

一、合理安排探究，促進學(xué)生科學(xué)思維的形成

在探究各種科學(xué)現(xiàn)象的思維過程中，引導(dǎo)學(xué)生對于探究問題一個接一個地發(fā)現(xiàn)，好比在兒童面前點燃起思考的火花。只要點燃這種火花，學(xué)生就想知道得更多，就想更深入地思考新的現(xiàn)象。這種意愿就是加速思維過程的活動性和推動力。

例如一位教師在講授《改變陽光的傳播路線》時，就從培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維這一目的出發(fā)，在研究平面鏡“反射”這一性質(zhì)時通過有梯度的探究活動，來點燃其思維的火花?。

探究活動以“點亮綠燈”導(dǎo)入，教師在黑板上貼紅綠兩個圓形卡片，分別代表紅燈綠燈，然后將光照向紅燈，啟發(fā)學(xué)生思考如何在手電筒方向與位子不變的條件下，把照在紅燈上的光也照到綠燈上。這一活動讓學(xué)生很容易想到了用平面鏡，從而初步感知用平面鏡改變太陽光的路線;“照亮陰影里的小球”這個活動通過照亮較暗的地方的物體，明確了平面鏡可以改變光的傳播路線;“暗箱尋秘”的活動告訴了學(xué)生：看到物體的科學(xué)本質(zhì)是因為物體發(fā)出的或反射的光進入我們的眼睛。接下來“看腦后頭發(fā)”?的活動是利用平面鏡兩次反射，提升了操作難度，也是對反射更深入的理解;最后“隔物看人”?是通過看被障礙物擋住的物體，引起學(xué)生對反射角度的思考，從而實現(xiàn)了對知識的進一步拓展運用。這樣教學(xué)層層遞進由淺入深，學(xué)生思維得到有效訓(xùn)練。

在教學(xué)過程中按學(xué)生思維發(fā)展的過程設(shè)置有研究價值的情境和活動，讓孩子能夠“模擬”?類似科學(xué)家進行科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，充分調(diào)動學(xué)生科學(xué)思維的運用。

二、有意制造障礙，實現(xiàn)思維的深入展開

科學(xué)思維過程不是一個簡單的“因為—所以”的過程，而是一個不斷激起矛盾并解決矛盾，經(jīng)歷著“清晰—模糊—清晰”的復(fù)雜過程，從而達到的是一種思維的深入與明朗。

下面是一位教師在教學(xué)《鐵釘生銹了》一課時的教學(xué)片段：

師：鐵和鐵銹有哪些不同呢？

生：顏色不同，我看到鐵銹是有點紅色的，而鐵是白顏色的。

生：硬度不同，鐵銹容易掰裂，而鐵很硬。

生：重量不同。

師：重量不同，你怎么才能證明自己的觀點呢？

生：找兩塊模樣完全一樣的鐵和鐵銹，然后稱一稱就行了。

師：很難找，是不是要用黃泥在鐵銹上做一個模子，然后灌進鐵水，冷卻后，取出鐵，再稱稱比較重量，我們還得找冶煉廠幫忙。有沒有簡單的辦法？

生1：找一塊鐵塊，然后平均分成兩塊，一塊不生銹，另一塊讓它生銹，然后比較重量就可以了。

師：但是，還要切割，鐵可不比紙張哦，要找專業(yè)工人幫忙。還有沒有更簡單的呢？

生2：找兩個鐵釘，重量一樣的，然后讓一枚生銹，一枚不生銹。這樣方便多了。

師：還真是方便呢，這樣大家都很容易做到了。

生3：老師，只要一枚鐵釘就行了，先稱出重量，記錄下來，然后讓它生銹，到銹蝕了，再稱出這枚鐵釘?shù)闹亓?，就能比較出來了。

師：這個方法更簡便了。同學(xué)們真是厲害哦，原本復(fù)雜的方法，現(xiàn)在這么輕而易舉就解決了?？磥砦覀兺瑢W(xué)們的思維已經(jīng)嚴謹了。

學(xué)生的思維不斷地沖突與碰撞，驅(qū)動著研究活動不斷深入，并隨著引導(dǎo)，學(xué)生的思維伴隨著活動一步步走向深入，逐漸認識到事物現(xiàn)象后面的本質(zhì)，思維呈螺旋式上升。

三、在科學(xué)探究中延伸科學(xué)思維

科學(xué)探究不是局限于一個科學(xué)概念、一節(jié)課、一本教材。天文學(xué)家卡爾·薩根曾經(jīng)說過：“每個人在他們幼年的時候都是科學(xué)家，因為每個孩子都和科學(xué)家一樣，對自然界的奇觀滿懷著好奇和敬畏?！北３趾⒆拥倪@種好奇心就成了老師的重大責任，而這種好奇心，往往是學(xué)生不斷生成科學(xué)思維的搖籃。

在《冷水和熱水》一課中有一個“讓學(xué)生觀察冷水在熱水里受熱發(fā)生了哪些變化”的教學(xué)環(huán)節(jié)，主要是關(guān)注冷水受熱膨脹，體積變大，重量不變，沉浮改變的科學(xué)現(xiàn)象。這位教師處理得當：

師：由于水是透明的，不易觀察變化過程，誰有好方法？

生：將塑料袋中的水染色。

師：對呀，這位同學(xué)很善于思考，會思考才會有進步。

（學(xué)生小組實驗：將冷水袋放入熱水杯中觀察……只一瞬間，顏色消失了。）

學(xué)生驚嘆起來，顏色變沒了，真奇怪！

（“顏色消失之謎”出乎意料，也偏離了教學(xué)內(nèi)容，但研究這個問題以他們的現(xiàn)有水平是無法達到的。不能重點研究，又不能置之不理。如何巧妙處理？）

師：顏色為什么會消失？你能有根據(jù)地推測嗎？

生：顏色蒸發(fā)了。顏色被熱水溶解了。鋼筆水跑到熱水中去了。

（對于這些猜想有學(xué)生馬上給予了否定）

生1：不可能跑掉，小塑料袋是密封的。

生2：燒杯里的熱水沒有變藍，如果跑出來不應(yīng)該會變色嗎？

師：看來我們一時還解釋不清，我們還需要很多的證據(jù)。我們可以多做幾個實驗，也可以查閱資料或者咨詢爸爸媽媽并把這個過程記錄下來?？凑l能揭開這個秘密！

課后，學(xué)生紛紛找教師匯報。

生：我們發(fā)現(xiàn)黑鋼筆水顏色變淺了。

生：我查閱資料發(fā)現(xiàn)，純藍鋼筆水顏色不穩(wěn)定，我爸爸把他收藏的筆記給我看，發(fā)現(xiàn)好多字跡不清了。

生：我們推測顏色消失與熱有關(guān)，上網(wǎng)查到，“物質(zhì)由微粒構(gòu)成，遇熱后特別活躍，很不穩(wěn)定……”

鋼筆水遇熱顏色消失真的很復(fù)雜，涉及了很多知識，這是學(xué)生暫時無法理解的，但他們通過探究，收獲的不單純是書面的科學(xué)概念。一個探究主動意識的形成，一個探究方法的運用，對學(xué)生思維發(fā)展更有效，科學(xué)知識就是在不斷發(fā)現(xiàn)中不斷積累豐盈的。

抓住科學(xué)課堂每一個探究契機，還原科學(xué)的本質(zhì)。促進學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成，帶給學(xué)生的是探索科學(xué)未知世界的濃烈興趣和不竭動力，使他們不懈地追求在科學(xué)求知大道上！