對(duì)小學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐

許水勇

浙江省紹興市上虞區(qū)長(zhǎng)塘鎮(zhèn)中心小學(xué)(312352)

科學(xué)思維是科學(xué)探究的核心，正如江蘇省特級(jí)教師曾寶俊所說：“應(yīng)該讓科學(xué)探究發(fā)生在學(xué)生的頭腦里，讓思維體現(xiàn)在手指尖，而不能為做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)?！蹦敲慈绾翁岣咝W(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的思維含量，尋找思維發(fā)展訓(xùn)練的著力點(diǎn)呢？

1 強(qiáng)調(diào)先思后做

所謂“先思后做”，就是要在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前先經(jīng)歷思維的過程，通過有目的地創(chuàng)設(shè)載體，給予學(xué)生思考的機(jī)會(huì)，使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)的目的和意義，而不是在教師牽引下盲目地“為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)”，“為探究而探究”。

如“熱是怎樣傳遞的”一課，在引出問題后，教師沒有急著引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，而是先出示材料：一根金屬條和酒精燈，討論在金屬條的一端加熱，有什么方法可以幫助我們“看”到熱傳遞的過程？

學(xué)生1說：可以用手慢慢地摸過去。(討論其可行性)

學(xué)生2說：可以用溫度計(jì)測(cè)量。(討論我們實(shí)驗(yàn)室的溫度計(jì)只能測(cè)量空氣或液體的溫度，固體的溫度不能測(cè)量)

學(xué)生3說：可以在金屬棒上涂一層蠟油，觀察蠟油融化的過程。

學(xué)生4說：可以在鐵棒上粘上一根根火柴，觀察火柴掉下的過程。

學(xué)生說的每一種方案，都有思維的積極參與，盡管有些方案并不可行，但在討論的過程中，學(xué)生的思維得到了激活，方法也進(jìn)一步明確。再如“點(diǎn)亮小燈泡”一課，當(dāng)引出探究問題后，教師先讓學(xué)生思考并嘗試畫出各種點(diǎn)亮小燈泡的方法，然后再根據(jù)圖畫檢驗(yàn)自己的想法，在此基礎(chǔ)上作出調(diào)整，理解電流連通的規(guī)律。筆者也見過很多“簡(jiǎn)潔”的科學(xué)課，拋出問題后就直接引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，雖然那樣實(shí)驗(yàn)也很成功，但這個(gè)看似完美的探究不是學(xué)生主動(dòng)探索的結(jié)果，而是在教師的牽引下學(xué)生做的被動(dòng)探究，學(xué)生的思維怎能得到真正的發(fā)展呢？

“先思后做”還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的猜想意識(shí)和質(zhì)疑精神，這里的“思”即猜想和質(zhì)疑的含義。猜想和質(zhì)疑是學(xué)習(xí)者研究、探索過程中非常重要的環(huán)節(jié)，也是思維訓(xùn)練的有效載體，教師要為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)和諧、民主、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生積極猜想，敢于質(zhì)疑，思維空間才能得以馳騁。

2 適時(shí)出示材料

材料具有很強(qiáng)的暗示性，一種材料就預(yù)示著一個(gè)現(xiàn)象，因此，教師要把握好材料出示的時(shí)機(jī)和方式，避免因材料呈現(xiàn)時(shí)機(jī)不當(dāng)而弱化學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，抑制思維的發(fā)展。

如在教學(xué)“聲音是怎樣產(chǎn)生”一課時(shí)，教師向?qū)W生提供了皮筋、尺子、試管、有水的水槽、鑼鼓、音叉、哨子等豐富的材料，可學(xué)生卻無所適從，又玩這又玩那，鑼鼓聲、哨子聲響成一片，根本聽不到皮筋、尺子發(fā)出的聲音?？瓷先?chǎng)面熱烈，事實(shí)上探究的效果很差。同樣教學(xué)“聲音是怎樣產(chǎn)生”一課，有教師給每個(gè)小組準(zhǔn)備了鋼尺和皮筋，又隨機(jī)給不同的小組準(zhǔn)備了音叉和水盆、鼓和小泡沫塊等材料組合，并允許小組間互相交換材料，通過這些典型材料的組合來豐富實(shí)驗(yàn)感知，并提供更多的證據(jù)來驗(yàn)證自己的假設(shè)，學(xué)生在活動(dòng)中既獲得了知識(shí)，又體驗(yàn)了探究的樂趣。

再如“液體的熱脹冷縮”一課，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧了上節(jié)課的內(nèi)容，說說水在受熱或受冷后，體積會(huì)怎樣變化，然后提問：我們能清楚地觀察到這種變化嗎？

學(xué)生說：不能。

教師：那么怎樣才能明顯地看到水的體積變化？

教師隨即投影出示了一組材料：帶細(xì)玻璃管的球形燒瓶、大號(hào)燒杯、紅墨水等。

教師：你能用這些材料來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)嗎？

學(xué)生紛紛舉手。

深入分析，這節(jié)課的思維訓(xùn)練點(diǎn)應(yīng)該落實(shí)在“試管受熱，氣球皮的變化不明顯，怎樣才能明顯看到水的體積變化”，學(xué)生可能會(huì)提出用更薄的氣球皮，更多的水，更細(xì)的試管等辦法，然后逐步引出最佳方案，如果沒有經(jīng)過充分討論，直接出示一組材料讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，則大大降低了活動(dòng)的思維含量。

材料出示的秩序代表著思維的層次性，材料的無序和發(fā)放的無結(jié)構(gòu)性使得學(xué)生的思維活動(dòng)始終處于模糊的狀態(tài)。所以在準(zhǔn)備材料的時(shí)候，我們就要考慮怎樣用材料駕馭學(xué)生的思維，準(zhǔn)確把握材料出示的時(shí)機(jī)和方式，懂得材料出示要“猶抱琵琶半遮面”。

3 提供思維腳手架

當(dāng)學(xué)生缺乏某些操作方法和能力經(jīng)驗(yàn)，思維陷入停頓時(shí)，教師不能簡(jiǎn)單地布置任務(wù)讓學(xué)生自行探究，而應(yīng)創(chuàng)造條件，搭建合理的思維腳手架，幫助學(xué)生順利完成探究任務(wù)。

如還是“液體的熱脹冷縮”這節(jié)課，教師在備課時(shí)就考慮到觀察氣球皮的變化現(xiàn)象不明顯，怎樣才能明顯看到水的體積變化，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有一定的難度，因此筆者在教學(xué)中設(shè)計(jì)了以下環(huán)節(jié)：

出示兩個(gè)裝有差不多水的杯子，問：這兩杯水哪杯多，哪杯少？

學(xué)生猜測(cè)后，教師提問：有沒有更好的辦法來判斷？

學(xué)生回答用有刻度的杯子來測(cè)量等辦法。

教師給予肯定后，出示兩個(gè)杯口直徑小一點(diǎn)的杯子，并把兩杯水分別倒入杯中，再請(qǐng)學(xué)生來判斷。這時(shí)學(xué)生能比較清楚地判斷水的多少。

教師：為什么用杯口直徑小一點(diǎn)的杯子可以比較清楚地判斷？

教師：如果用杯口直徑更小的杯子來比較，能看得更清楚嗎？

學(xué)生給予肯定的回答。

有了這樣的思維鋪墊后，再請(qǐng)學(xué)生來設(shè)計(jì)如何能明顯看到水的體積變化的實(shí)驗(yàn)就容易了許多。教師先提供一張畫有圓形燒瓶的設(shè)計(jì)稿，讓學(xué)生在圖上畫一畫實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方案，然后交流評(píng)議，確定實(shí)驗(yàn)方法。

再如“電能從哪里來”這節(jié)課，學(xué)生在理解了水力、風(fēng)力的發(fā)電原理后，對(duì)火力、核能發(fā)電，學(xué)生理解有困難，難點(diǎn)在于是什么力來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。這時(shí)教師可以給學(xué)生演示水燒開時(shí)壺蓋被頂起的情形，幫助學(xué)生理解火力、核能發(fā)電原來是利用水加熱產(chǎn)生的蒸氣的膨脹力來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的。

小學(xué)生的思維能力還有限，在遇到具有思維跳躍性的探究項(xiàng)目時(shí)，教師應(yīng)適時(shí)創(chuàng)設(shè)解決問題的情境或提供有聯(lián)系的材料，構(gòu)建思維的橋梁，搭建思維的腳手架，達(dá)到“跳一跳摘到桃子”的效果。

4 重視研討交流

實(shí)驗(yàn)后的研討是思維火花碰撞交流的重要時(shí)刻，也是思維訓(xùn)練的有效時(shí)機(jī)，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生把自己對(duì)問題的見解和相關(guān)依據(jù)說出來，可以經(jīng)常性地提示學(xué)生：“你是怎么想的？”“為什么這么說？”“你的證據(jù)呢？”切不可為了盡快得出既定的結(jié)論而過多地控制和打斷學(xué)生的思維。

如在教學(xué)“擺的研究”一課時(shí)，學(xué)生完成了“改變擺錘重量”的實(shí)驗(yàn)后有一個(gè)小組根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表了不同的看法，教師看了他們組的數(shù)據(jù)，向著全班同學(xué)說：“出現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)有可能嗎？”“不可能！”其他組的同學(xué)大聲說?！皩?duì)！你們組的結(jié)果與其他組相差很大，說明你們的實(shí)驗(yàn)是不正確的?！苯又處熢诤诎迳习鍟_的結(jié)論。

課堂上出現(xiàn)不一致的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，原因是多方面的，教師要給予學(xué)生充分的交流時(shí)間和機(jī)會(huì)，抓住契機(jī)對(duì)特定的問題進(jìn)行深層次的思考，尤其是不同觀點(diǎn)的交鋒更能引發(fā)學(xué)生積極的思維活動(dòng)，促進(jìn)對(duì)問題的深層理解，指引思維向更高的水平邁進(jìn)。

教學(xué)中要形成深入研討的氛圍，教師還應(yīng)注意以下一些細(xì)節(jié)：

(1)有條件座位可以圍成圓形，實(shí)驗(yàn)證明，一排排的座位和圍成圓形的座位，后者的交流參與度更高。

(2)適當(dāng)延長(zhǎng)提問之后的等待時(shí)間，留足學(xué)生思考的時(shí)間。

(3)要求發(fā)言者目光轉(zhuǎn)向同伴，使更多的學(xué)生參與到交流中來。

科學(xué)思維的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成，需要每堂課的精心設(shè)計(jì)和細(xì)心指導(dǎo)，要堅(jiān)決摒棄“為探究而探究”作秀的觀念，用思維的發(fā)展來檢測(cè)學(xué)生的探究行為，真正實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。