厘清探究思路，促進(jìn)思維進(jìn)階

舒俊波

【摘? ?要】抽象思維是科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是科學(xué)教育的終極發(fā)展目標(biāo)。教師應(yīng)該直面小學(xué)科學(xué)教學(xué)中抽象思維進(jìn)階的困境，通過操練進(jìn)階、輔助進(jìn)階、體系進(jìn)階的教學(xué)策略，厘清探究思路，促進(jìn)學(xué)生抽象思維的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);抽象思維;探究思路

抽象思維是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)活動(dòng)中運(yùn)用概念、判斷、推理等思維形式，對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)進(jìn)行間接的、概括的反映的過程。它是科學(xué)素養(yǎng)的組成部分，也是科學(xué)探究活動(dòng)展開的基礎(chǔ)。小學(xué)階段是學(xué)生形象思維向抽象思維過渡的轉(zhuǎn)折期，也是思維培育的關(guān)鍵期。探究思路是探究活動(dòng)有序推進(jìn)的動(dòng)力和保證，也決定了抽象思維的發(fā)展。因此，教師應(yīng)該直面小學(xué)科學(xué)教學(xué)中抽象思維進(jìn)階的困境，通過操練進(jìn)階、輔助進(jìn)階、體系進(jìn)階的教學(xué)策略，厘清探究思路，促進(jìn)學(xué)生抽象思維的發(fā)展。

教科版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)的“沉與浮”單元，從物體的沉浮現(xiàn)象入手，探尋物體沉浮的規(guī)律，研究影響沉浮的變量，形成適合學(xué)生特點(diǎn)的沉浮解釋。由于物體的浮力問題比較抽象，需要兼顧質(zhì)量、體積、液體密度、重力、浮力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素，五年級(jí)學(xué)生普遍感覺很“難”。但是抽象的浮力問題也為思維訓(xùn)練提供了很多素材，為厘清探究思路，發(fā)展抽象思維提供了進(jìn)階基礎(chǔ)。

一、操練進(jìn)階：追求思維的深刻性

形象思維向抽象思維的進(jìn)階過程復(fù)雜而漫長，且思維過程是在大腦中完成的，難有直觀的呈現(xiàn)方式，阻礙了探究思路進(jìn)階。因此，教師需要借助各種可聽、可視、可感的操練方式，將思維呈現(xiàn)出來，以提升學(xué)生的抽象思維能力，指導(dǎo)和矯正探究思路。

（一）敘思結(jié)合，說出探究思路

學(xué)生把自己的想法說出來，將探究思路外顯，可以強(qiáng)化自身的思維能力，促進(jìn)課堂交流。學(xué)生敘述探究思路就是構(gòu)建探究程序的過程，有助于結(jié)果預(yù)測，有利于建立正確的認(rèn)知模型。預(yù)測是對(duì)問題的內(nèi)化，是對(duì)研究結(jié)果的預(yù)期，是學(xué)生理性思維的起點(diǎn)。學(xué)生在猜測階段說出自己的想法，用語言呈現(xiàn)思維過程，在加深印象的同時(shí)，也促進(jìn)了思維碰撞。對(duì)于聽眾而言，聆聽他人敘述探究思路是思維參照和對(duì)比的過程，能幫助自己厘清推進(jìn)路徑，明晰探究細(xì)節(jié)。例如，教學(xué)《橡皮泥在水中的沉浮》一課時(shí)，大部分學(xué)生都認(rèn)為實(shí)心橡皮泥比空心橡皮泥的排水量大。教師讓學(xué)生敘述探究思路，再將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測進(jìn)行對(duì)比，強(qiáng)化沖突，突破認(rèn)知枷鎖，促進(jìn)抽象思維發(fā)展（見圖1）。

圖1? ?《橡皮泥在水中的沉浮》認(rèn)知圖

（二）圖文結(jié)合，畫出探究思路

繪圖是將思維可視化的方式，也是推進(jìn)抽象思維進(jìn)階的輔助手段。學(xué)生在繪圖過程中，需要梳理思維，并且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行客觀表述，將思維和記錄融合在一起。在《浮力》一課中，木塊不同的沉浮狀態(tài)所帶來的浮力變化是學(xué)生理解的難點(diǎn)。教師可引導(dǎo)學(xué)生用圖文結(jié)合的方式，將各種情況進(jìn)行分解處理（見圖2）。學(xué)生借助圖示輔助，形象呈現(xiàn)思維過程，就能比較容易理解各種影響木塊的力及分布，并且推斷手離開木塊時(shí)，木塊的受力變化及運(yùn)動(dòng)狀況，理解木塊浮出水面后的狀態(tài)和受力情況，促使形象思維向抽象思維過渡。

圖2? ?《浮力》的探究思路圖

（三）動(dòng)手操作，演出探究思路

演出探究思路，是指學(xué)生一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，一邊解釋現(xiàn)象、說明原因、闡述注意事項(xiàng)。這是抽象思維直觀的外在呈現(xiàn)，既是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式，也是抽象思維提升的過程。在探究活動(dòng)開展前，學(xué)生需要厘清內(nèi)在邏輯關(guān)系，再通過實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。在展示探究過程時(shí)，學(xué)生一邊演示實(shí)驗(yàn)的流程，一邊描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及其中的因果關(guān)系，使探究思路完整呈現(xiàn)。以《下沉物體會(huì)受到水的浮力嗎》為例，學(xué)生在全班演示實(shí)驗(yàn)、闡述探究思路后，對(duì)浮力與物體沉浮之間關(guān)系的理解更到位，作業(yè)錯(cuò)誤率也更低。因?yàn)?，學(xué)生需要綜合考慮多方面的因素：實(shí)驗(yàn)前思考二者的關(guān)系;演示中仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;演示后進(jìn)行現(xiàn)象解釋和歸因;還需要組織語言，接受質(zhì)疑。學(xué)生的抽象思維始終處于進(jìn)階狀態(tài)。

二、輔助進(jìn)階：追求思維的廣泛性

五年級(jí)學(xué)生的抽象思維發(fā)展尚處于起步階段，合適的輔助手段可以幫助學(xué)生激活“最近發(fā)展區(qū)”，讓思維獲得合適的施展空間，明晰探究思路。

（一）數(shù)據(jù)聚焦，化繁為簡

數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象抽象化的呈現(xiàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論是探究的常用手段。整理和分析數(shù)據(jù)能使學(xué)生探究思路清晰化，但需要抽象思維的參與和支持，這對(duì)于五年級(jí)學(xué)生而言有一定難度。特別是數(shù)據(jù)大量匯總時(shí)，學(xué)生往往會(huì)無從下手、不知所措，因此需要教師提供一些分析處理數(shù)據(jù)的輔助方法，促進(jìn)思維提升。在《橡皮泥在水中的沉浮》一課中，要求每組記錄多個(gè)數(shù)據(jù)，如果全部呈現(xiàn)，容易造成學(xué)生提取數(shù)據(jù)混亂。于是，教師根據(jù)教材要求選擇并呈現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并用不同顏色的線段和圖形做標(biāo)記，調(diào)動(dòng)學(xué)生的無意注意，聚焦觀察重點(diǎn)，幫助學(xué)生針對(duì)有效數(shù)據(jù)分析規(guī)律，得出結(jié)論（見圖3）。

圖3? ?《橡皮泥在水中的沉浮》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

（二）畫面定格，變動(dòng)為靜

在腦中抽象物體即將出現(xiàn)的狀態(tài)，并且根據(jù)抽象結(jié)果進(jìn)行判斷的要求，對(duì)五年級(jí)學(xué)生而言難度較大。例如，《浮力》一課出現(xiàn)了一道看似簡單，實(shí)則正確率不足30%的課堂練習(xí)。

潛水艇浮出水面時(shí)，其受到的浮力（? ? ?）。

A.變大? ? B.變小? ? ?C.不變

很多學(xué)生認(rèn)為：因?yàn)楦×ψ兇螅瑵撍Р艜?huì)浮起來。于是，教師對(duì)該現(xiàn)象做出三種畫面定格：潛水艇上浮中，但未露出水面;潛水艇上浮中，且部分浮出水面;潛水艇浮在水面上。三種狀態(tài)下，潛水艇受到的浮力是不同的，且判斷的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。潛水艇未露出水面時(shí)，其排水量不變，浮力大小也不變。潛水艇浮出水面的過程，其排水量變小，受到浮力也變小。潛水艇漂浮在水面上時(shí)，其浮力與自身重力相等。教師將復(fù)雜的變化過程拆解成三個(gè)定格畫面，并用語言、圖示、操作等方式輔助理解，學(xué)生的正確率有了顯著提升。

（三）對(duì)比呈現(xiàn)，舉一反三

同時(shí)呈現(xiàn)相關(guān)或者相反的因素，可以較為方便地通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)差異。這是比較思維常用的一種手段，也是一個(gè)歸納和反思的過程，有助于學(xué)生舉一反三。在教學(xué)《影響沉浮的因素》時(shí)，教師將影響物體沉浮的兩個(gè)因素——質(zhì)量和體積分開研究，將“相同體積不同質(zhì)量的沉浮狀態(tài)”和“相同質(zhì)量不同體積的沉浮狀態(tài)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以強(qiáng)化二者的差異性。線性思維的優(yōu)勢在于幫助學(xué)生厘清因果關(guān)系，交叉對(duì)比思維則適用于對(duì)兩個(gè)及以上因素的思考。通過對(duì)比，學(xué)生會(huì)印象更深刻，抽象思維的水平會(huì)顯著提高。

三、體系進(jìn)階：追求思維的整體性

抓住探究思路主線，構(gòu)建思維體系，能在建構(gòu)科學(xué)概念的同時(shí)，提升抽象思維能力。學(xué)生既要學(xué)習(xí)解決問題的方法，又要進(jìn)行相應(yīng)的思維訓(xùn)練，

（一）厘清思維脈絡(luò)，抓住關(guān)鍵信息

解決問題是發(fā)展探究思路的重要手段。在科學(xué)教學(xué)中，利用情境厘清思維脈絡(luò)，并抓住關(guān)鍵要素做出正確判斷的做法，有利于學(xué)生思維水平提升。如“沉與浮”單元提供的綜合練習(xí)中設(shè)置了如下題目。

水里的魚兒會(huì)吐出泡泡。在泡泡上升（浮出水面之前）的過程中，（? ?）最符合實(shí)際情況？

A.速度保持不變，體積保持不變

B.速度保持不變，體積越來越大

C.速度越來越慢，體積保持不變

D.速度越來越快，體積越來越大

該問題同時(shí)呈現(xiàn)了兩個(gè)因素的變量，看上去復(fù)雜，其實(shí)一旦掌握方法，問題便可迎刃而解。影響這兩個(gè)因素的關(guān)鍵信息是浮力，只要理解氣泡上浮過程中浮力的變化，歸納出氣泡變化與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，就能推理出接下去的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生在解決問題的訓(xùn)練中，只要掌握思維方法，就能形成思維脈絡(luò)，為抽象能力提升夯實(shí)基礎(chǔ)。

（二）明晰思維路徑，多維思考問題

逆向思維可以在學(xué)生陷入僵局時(shí)反向思考，讓探究思路變得多樣而有趣。類比遷移、換位思考、現(xiàn)象歸因等都是逆向思維的常用手法。當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀摩類似的推理過程，將方法內(nèi)化后再應(yīng)用到新問題中。這種“類比—反思—遷移”的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生經(jīng)歷由此及彼的過程，豐富了學(xué)生的探究思路。例如，在教學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《下沉物體會(huì)受到水的浮力嗎》時(shí)，教師從現(xiàn)象出發(fā)，讓學(xué)生通過反思、推理、歸因等思維方式，推斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將單個(gè)問題變成系列問題，將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)變成知識(shí)體系。

師：如果測得空氣中的橡皮泥重力大于水中測得的重力，說明什么問題？

生：橡皮泥受到水的浮力。

師：如果橡皮泥未受到浮力，測得的數(shù)據(jù)會(huì)有變化嗎？

生：數(shù)據(jù)不變。

師：數(shù)據(jù)變大說明什么？數(shù)據(jù)變小說明什么？

（三）繪制思維導(dǎo)圖，梳理邏輯體系

思維導(dǎo)圖是學(xué)生探究思路的綜合體現(xiàn)，也是發(fā)展抽象思維的有效手段。思維導(dǎo)圖可以把一長串枯燥的信息變成容易記憶的、有高度組織性的圖畫，突出思維的中心和層次，強(qiáng)化聯(lián)想功能。例如，學(xué)生對(duì)《物體在水中是沉還是浮》一課的內(nèi)容從力的平衡和物體沉浮變化等多個(gè)維度進(jìn)行梳理，繪制了思維導(dǎo)圖（見圖4），以可視化的方式厘清了浮

圖4? ?“物體在水中的沉浮”思維導(dǎo)圖

力、重力和壓力之間的關(guān)系，形成了概念體系。繪制思維導(dǎo)圖，既梳理了概念體系，也梳理了探究思路，使學(xué)生的思維體系和思維能力清晰外顯。

抽象思維是學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是科學(xué)教育的終極發(fā)展目標(biāo)。在教學(xué)中，教師在實(shí)施操練進(jìn)階、輔助進(jìn)階、體系進(jìn)階的教學(xué)策略時(shí)，還需注意以下問題：一要在猜測中強(qiáng)調(diào)因果關(guān)系的討論，讓猜測具有科學(xué)性，體現(xiàn)思維的系統(tǒng)性。二要做足討論預(yù)設(shè)，聚焦關(guān)鍵問題，激活思維，查漏補(bǔ)缺。三要重視模擬想象訓(xùn)練，在探究前想象實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。由此，學(xué)生的抽象思維才能在潛移默化中發(fā)展與提高。

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（浙江省杭州市競舟小學(xué)? ?310013）