讓思維在有意義的科學(xué)實踐活動中發(fā)展

朱建華

【摘? ?要】讓學(xué)生的科學(xué)思維在有意義的科學(xué)實踐活動中發(fā)展是當(dāng)下科學(xué)教育的重要任務(wù)。教師可以通過“以核心問題為主線”“以問題情境為導(dǎo)引”“以學(xué)習(xí)支架為輔助”“以拓展應(yīng)用為路徑”等策略，培養(yǎng)思維邏輯，激發(fā)思維活力，促進思維生長，走向高階思維。唯有此，學(xué)生的思維品質(zhì)才能得到提升，科學(xué)教育才能更具理性。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)思維;科學(xué)實踐;發(fā)展

恩格斯說：思維是地球上最美麗的花朵?？茖W(xué)課堂理應(yīng)成為學(xué)生思維發(fā)展的實踐樂園。但目前小學(xué)科學(xué)課堂出現(xiàn)的“活動有余，思維不足”的現(xiàn)象，已經(jīng)影響了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

只有通過有意義的科學(xué)實踐活動，讓學(xué)生親身經(jīng)歷分析、判斷、推理的思維過程，科學(xué)思維才能得到發(fā)展，科學(xué)思維品質(zhì)才能得到提升。因此，教師要以核心問題為主線，培養(yǎng)思維邏輯;以問題情境為導(dǎo)引，激發(fā)思維活力;以學(xué)習(xí)支架為輔助，促使思維生長;以拓展應(yīng)用為路徑，走向高階思維。唯有如此，學(xué)生的科學(xué)思維才能得到提升和發(fā)展，科學(xué)課才能更具理性和效度。

一、以核心問題為主線，培養(yǎng)思維邏輯

小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)是由一個個探究活動組成的，其間隱含著一條邏輯思維線索，體現(xiàn)了教材的編排意圖。教師要以思維發(fā)展為目標(biāo)，厘清不同的科學(xué)活動對促進學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的作用和關(guān)系，從中提煉出核心問題，梳理出邏輯思維線索，從而將各個活動視為一個有機整體，指引活動有的放矢地開展，達成“1+1>2”的活動價值。

核心問題是指向知識本質(zhì)、“牽一發(fā)而動全身”的中心問題，也是梳理邏輯思維線索的關(guān)鍵所在。教科版三年級上冊《空氣占據(jù)空間嗎》一課的核心問題是“空氣占據(jù)空間嗎”，教材提供了“紙團會濕嗎”“杯底打孔”“杯底打氣”“讓瓶子里的水流出”四個科學(xué)活動，旨在引發(fā)學(xué)生思考：空氣占據(jù)空間嗎？水如何占據(jù)空氣空間？空氣如何占據(jù)水空間？如何實現(xiàn)水空間與空氣空間的交換？通過四個由邏輯思維線索串聯(lián)而成的探究活動，學(xué)生在觀察現(xiàn)象與發(fā)現(xiàn)事實中建立了邏輯聯(lián)系，從而全面地理解占據(jù)空間其實就是擠占空間或防止空間被擠占的現(xiàn)象（見圖1）。

核心問題是貫穿課堂教學(xué)的線索，串聯(lián)了教學(xué)要點，整合了教學(xué)重點，是思考的動力，有助于學(xué)生實現(xiàn)知識的整體建構(gòu)。因此，教師在教學(xué)設(shè)計時要重視探究活動的邏輯性，引領(lǐng)學(xué)生開展觀察、實驗、研討活動，親歷證據(jù)收集、科學(xué)論證和概念建構(gòu)的科學(xué)探究過程，助推思維的發(fā)展，幫助學(xué)生從生活世界走向科學(xué)世界。

二、以問題情境為導(dǎo)引，激發(fā)思維活力

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，學(xué)習(xí)者的知識可以在一定的情境下，通過自己主動探究、與他人協(xié)作和交流獲得。在科學(xué)課上，教師可以創(chuàng)設(shè)問題情境，以此導(dǎo)引學(xué)生充分親歷探究過程，享受科學(xué)發(fā)現(xiàn)之樂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如，教師在教學(xué)伊始，將底部粘有紙團的杯子倒扣在水中，等水面沒過杯底后，拋出“杯中的紙團會濕嗎”問題，請學(xué)生展開預(yù)測和討論。許多學(xué)生根據(jù)生活常識，認為紙團會濕，也有極少數(shù)學(xué)生猜測不會濕，并分別闡述預(yù)測理由。通過教師設(shè)疑，調(diào)動學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生通過小組實驗來驗證猜測，通過實驗操作發(fā)現(xiàn)是空氣把紙團和水隔開，保護著紙團不被打濕，初步得出“空氣占據(jù)著杯子的空間”的認知。

此外，教師也可以利用過渡問題創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)思維活力。過渡問題，是指教師在連接兩個不同知識點或活動時所提出的引導(dǎo)性問題，旨在激活學(xué)生的科學(xué)思維，理解教學(xué)內(nèi)容，增強課堂實效。在“杯中紙團會濕嗎”“杯底打孔”這兩個活動的過渡環(huán)節(jié)中，兩位教師給出了不同的過渡語（見表1）。

同樣是提出過渡問題，因目的指向不同，其教學(xué)意義也不盡相同。B教師的過渡問題具有思維啟發(fā)性，能激活學(xué)生的思維，有利于科學(xué)概念的建構(gòu)。通過過渡問題的導(dǎo)引，學(xué)生不僅想出在杯底打孔的辦法，而且理解了后續(xù)觀察杯底氣泡冒出和杯中水位上升等現(xiàn)象是一種空間的交換，從而強化了占據(jù)空間的要義。這一過渡問題還能引導(dǎo)學(xué)生進行逆向思維——如何讓杯中的水跑出來？即讓空氣進入杯子（用打氣筒注入空氣），水就會出來，從而揭示水和空氣交換空間的原理。學(xué)生進一步強化鞏固空氣占據(jù)空間的概念，科學(xué)思維也得到了發(fā)展。

三、以學(xué)習(xí)支架為輔助，促進思維生長

“支架式學(xué)習(xí)”教學(xué)理論認為，當(dāng)學(xué)習(xí)遇到困難時，就要在學(xué)生已有發(fā)展水平和潛在發(fā)展水平之間提供“支架”，以幫助學(xué)生通過“支架”輔助來完成學(xué)習(xí)任務(wù)，建構(gòu)知識概念。

（一）借助材料支架，開展有結(jié)構(gòu)活動

在教學(xué)《空氣占據(jù)空間嗎》一課中，由于空氣是無色、透明的，看不見也摸不著，學(xué)生無法觀察到水是否進入杯子，而是通過推理做出判斷——空氣占據(jù)著空間，水沒有進入杯子。對于三年級學(xué)生來說，這樣的推理判斷顯然難度較大。如果教師適時提供材料支架，就能幫助學(xué)生順利觀察空氣占據(jù)空間的過程。雖然教材建議在實驗前撒一些泡沫碎屑、塑料、吹塑紙屑等漂浮物，但由于該實驗材料多（紙團、杯子、水槽、水），學(xué)生需要同時觀察杯中水位變化、杯外水位變化、氣泡冒出、紙團濕不濕等現(xiàn)象，細碎的漂浮物反而會影響學(xué)生聚焦觀察現(xiàn)象。

于是，教師將觀察杯外水位變化的漂浮物調(diào)整為一塊橡皮大小的紅色泡沫，去掉紙團材料，簡約實驗裝置（見圖2）。實驗過程中，學(xué)生觀察到空氣以水泡的形式從杯底小洞中冒出來，紅色泡沫則清晰地呈現(xiàn)水逐漸進入杯子，水面慢慢升高的現(xiàn)象，從而得出“空氣在杯子中，水沒有進入杯子;空氣出來了，水才能進入杯子”的結(jié)論，豐富并深化了學(xué)生對“空氣占據(jù)空間”現(xiàn)象的感性認識。材料支架為科學(xué)概念的建構(gòu)提供了充分的事實和證據(jù)，使學(xué)生的科學(xué)思維自然生長。

（二）利用記錄單，顯示思維過程

實驗記錄單是學(xué)生開展科學(xué)探究活動的過程及結(jié)果的書面呈現(xiàn)，是學(xué)生思維過程可視化的重要載體。例如，在“杯底打孔”活動中，教師提供了實驗記錄單，要求學(xué)生記錄實驗過程中空氣和水位的變化數(shù)據(jù)，其中空氣用小圓圈表示，水位用橫線表示。交流匯報時，學(xué)生看著記錄單，說一說自己的發(fā)現(xiàn)：杯中空氣不斷冒泡跑出去，水位慢慢上升，當(dāng)水充滿整個杯子，也就不再冒泡了（見圖3）。

實驗記錄單將學(xué)生的思維過程可視化，通過整理、處理、比對信息進行思維加工，幫助學(xué)生克服直接用語言描述實驗現(xiàn)象的困難，是開展科學(xué)探究活動的重要支架。

（三）巧用視頻支架，降低論證難度

收集事實證據(jù)是探究實驗的重要環(huán)節(jié)，但實驗現(xiàn)象往往轉(zhuǎn)瞬即逝，加上學(xué)生的觀察能力、表達能力的欠缺，在論證階段往往詞不達意。教師可以利用App的“移動講臺”功能，在智能技術(shù)的支撐下，拍攝實驗視頻，降低論證難度。

例如，教師用智能手機拍攝學(xué)生實驗過程的視頻，上傳到“移動講臺”。在交流環(huán)節(jié)，學(xué)生一邊播放水慢慢進入杯中，有連續(xù)的小氣泡從杯底冒出來的視頻，一邊進行匯報。有了視頻支架的輔助，學(xué)生可以回放實驗過程，更細致地表達基于事實的觀點，提升了語言描述的條理性和說服力，論證過程也變得從容自如。

四、以拓展應(yīng)用為路徑，走向高階思維

美國教育家蘭本達教授說：集體研討的力量在于語言和思維的相互作用，它使孩子們從學(xué)習(xí)的“此岸”到達他們用自己的語言有條理地解釋現(xiàn)象的“彼岸”，建構(gòu)起自己的概念系統(tǒng)。探究是研討的起點，研討則是探究的深化，可以使思維走向深刻。

交流研討是聚焦探究問題，以學(xué)生在探究過程中所收獲的豐富的第一手資料為基礎(chǔ)，有目的、有針對性地進行交流研討，使學(xué)生的認識從感性上升到理性，形成科學(xué)概念，促進高階思維發(fā)展。

當(dāng)學(xué)生初步建立科學(xué)概念后，教師可以設(shè)計拓展應(yīng)用活動來鞏固概念，深化理解。在《空氣占據(jù)空間嗎》的結(jié)課階段，教師設(shè)計了一個拓展應(yīng)用任務(wù)，要求學(xué)生在課后用裝滿水的塑料瓶、吸管、橡皮泥等材料完成一個裝置，在不傾斜瓶子的情況下，利用空氣讓水從瓶子里流出來。這是對學(xué)生高階思維的挑戰(zhàn)，體現(xiàn)了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的水平（見圖4）?？茖W(xué)課雖然結(jié)束了，但科學(xué)探究在課外繼續(xù)進行。這樣的拓展應(yīng)用活動能使探究活動層層推進，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、問題解決能力、創(chuàng)造性思維能力。

總之，科學(xué)課堂要給予學(xué)生經(jīng)歷有意義、結(jié)構(gòu)化的科學(xué)實踐活動的機會，通過發(fā)現(xiàn)已有認知與科學(xué)現(xiàn)象之間的矛盾沖突，實現(xiàn)科學(xué)概念的建構(gòu)，促使學(xué)生的科學(xué)思維向邏輯性、深刻性發(fā)展。

（浙江省海鹽縣向陽小學(xué)? ?314300）