在探究過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

郝春麗

小學(xué)科學(xué)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，通過科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。小學(xué)科學(xué)教學(xué)，就是要在教學(xué)過程中實(shí)施基于科學(xué)思維的探究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。那如何在探究過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)呢？

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思維

科學(xué)研究始于問題，科學(xué)研究的過程是提出問題和解決問題的過程。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)鮮活的問題情境，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，從而在探索過程中激發(fā)他們主動(dòng)思維。

例如，教學(xué)《熱脹冷縮》一課時(shí)，教師演示銅球?qū)嶒?yàn)。起初，銅球可以很容易地通過線圈，可是當(dāng)教師把銅球放在酒精燈上加熱一段時(shí)間后，再把銅球放入線圈，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)，銅球竟然通不過線圈了！“怎么會(huì)這樣呢？”學(xué)生不約而同地發(fā)出了疑惑的聲音。正在他們充滿好奇之時(shí)，教師把銅球放入涼水中進(jìn)行冷卻，再次試驗(yàn)時(shí)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)銅球竟然又可以通過線圈了。“這又是怎么回事呢？”“難道跟加熱和冷卻有關(guān)？”教室里一片沸騰，試驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)思維，激起他們進(jìn)一步探究的愿望。

再如，教學(xué)《電磁鐵》一課時(shí)，教師拿出一顆螺絲釘告訴大家這是一顆沒有磁力的螺絲釘，但教師卻有辦法把它變得跟磁鐵一樣，可以吸起東西。緊接著，教師拿出一根較長(zhǎng)的導(dǎo)線，把導(dǎo)線繞在螺絲釘上，再把導(dǎo)線的兩頭分別接在電池的正、負(fù)極上，最后拿出一些針，把螺絲釘頭對(duì)準(zhǔn)那些針，只見一根根針像被施了魔法一樣，被螺絲釘吸了上去?！巴?！真的吸上來了！真的不可思議！”學(xué)生的新舊認(rèn)知產(chǎn)生沖突，由此激發(fā)他們學(xué)會(huì)主動(dòng)思維和積極探索。

問題是思維的起點(diǎn)，在課堂教學(xué)中，根據(jù)新舊知識(shí)間的聯(lián)系，巧設(shè)懸念，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)他們進(jìn)行主動(dòng)思考，產(chǎn)生進(jìn)一步探究的欲望，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

二、設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，引導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生積極思維

對(duì)于小學(xué)科學(xué)這門課程來說，最主要的內(nèi)容就是開展科學(xué)實(shí)踐。在科學(xué)實(shí)踐的過程中，學(xué)生進(jìn)行自主探究活動(dòng)，是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式之一。為此，在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師還可以通過設(shè)計(jì)實(shí)踐探究活動(dòng)來促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的形成。

例如，在教學(xué)《點(diǎn)亮小燈泡》時(shí)，教師先以美麗的燈光吸引學(xué)生，激起學(xué)生探究小燈泡秘密的欲望?！霸鯓硬拍茳c(diǎn)亮桌上的小燈泡呢？”以此來引導(dǎo)學(xué)生利用桌面上的材料大膽嘗試、自主探究，同時(shí)請(qǐng)學(xué)生把電路連接的情況用簡(jiǎn)單的符號(hào)畫出來。就在學(xué)生反復(fù)嘗試、不斷探究的過程中，腦中思維的運(yùn)轉(zhuǎn)就像電波一樣流動(dòng)著、閃亮著。在此基礎(chǔ)上，教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同的連接方法進(jìn)行對(duì)比。學(xué)生發(fā)現(xiàn)：電流必須從電池的一端經(jīng)過用電器流向另一端，才能建成一個(gè)完整的電路，由于電在電路中的流動(dòng)是看不見的，我們只有通過小燈泡亮與不亮來判斷電路中是否有電流通過。

再如，《測(cè)脈搏》一課，“人體心跳變化的一般性規(guī)律究竟是怎樣的呢？”“平靜狀態(tài)下的心跳次數(shù)是多少？”“運(yùn)動(dòng)后心跳會(huì)怎樣變化？”“運(yùn)動(dòng)后心跳次數(shù)需要多長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)？”學(xué)生一聽便開始毫無根據(jù)地亂猜，但科學(xué)需要證據(jù)，那些憑空想象出來的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過檢驗(yàn)，是沒有說服力的。這些都需要實(shí)際測(cè)量來驗(yàn)證，從而了解人體心跳變化的一般性規(guī)律。那怎么測(cè)量？如果操作的方法不對(duì)，收集到的數(shù)據(jù)就不可能是準(zhǔn)確的。如果數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，得出來的結(jié)論必然是錯(cuò)誤的，這樣的結(jié)論就失去了它的價(jià)值和意義。這樣啟發(fā)之后，學(xué)生開始開動(dòng)腦筋，積極地思考。開始規(guī)劃測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試對(duì)象，規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，從而確定先做什么，再做什么，確定每一環(huán)節(jié)收集什么數(shù)據(jù)？有哪些要引起注意的問題？經(jīng)過一番細(xì)致的準(zhǔn)備工作，學(xué)生終于明白了自己接下來的目標(biāo)，弄清了需要做什么，怎么做，先做什么，后做什么，實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題有哪些，大家怎樣分工合作，這樣一來，學(xué)生通過自主探究，形成積極的思維品質(zhì)，提升了科學(xué)素養(yǎng)。

可見，在課堂教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)一系列探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生展開科學(xué)實(shí)踐，并在科學(xué)實(shí)踐過程中進(jìn)行自主發(fā)現(xiàn)，最為直接有效地推動(dòng)了他們科學(xué)思維的形成和發(fā)展，從而進(jìn)一步提高了學(xué)生解決問題的能力，提升了他們的科學(xué)素養(yǎng)。

三、“做”“思”融合，共生共進(jìn)，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

對(duì)于小學(xué)科學(xué)教學(xué)來說，探究與思維，猶如鳥之雙翼、車之雙輪，二者相輔相成，相互融合，教師必須同等關(guān)注，才能使學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)從“有意思”走向“有意義”，“思”催生“做”的動(dòng)機(jī)，“做”促進(jìn)“思”的發(fā)展。

例如，在教授《定滑輪和動(dòng)滑輪》這一課時(shí)，學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)：使用定滑輪不省力，而使用動(dòng)滑輪則可以節(jié)省一半的力，于是產(chǎn)生這樣的困惑：“滑輪結(jié)構(gòu)相同，只改變組裝的方式，為什么一個(gè)不省力，而另一個(gè)卻可以節(jié)省一半的力呢？”這時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察這兩種滑輪，并進(jìn)行分析：在使用定滑輪時(shí)，如果把這個(gè)固定的不動(dòng)點(diǎn)看成是一個(gè)支點(diǎn)，那么哪個(gè)點(diǎn)是力點(diǎn)，哪個(gè)點(diǎn)是重點(diǎn)呢？學(xué)生經(jīng)過觀察后發(fā)現(xiàn)：滑輪一邊的鉤碼使滑輪承重，可以看作是阻力點(diǎn)，那么，測(cè)力計(jì)掛的地方就應(yīng)該是動(dòng)力點(diǎn)。從而發(fā)現(xiàn)：定滑輪實(shí)際上就是變了形的杠桿，這種杠桿的支點(diǎn)在中間，在圓心位置，而阻力點(diǎn)和動(dòng)力點(diǎn)在輪子的兩邊。

進(jìn)一步研究又發(fā)現(xiàn)：在重點(diǎn)和力點(diǎn)距離支點(diǎn)一樣近的情況下，定滑輪是不省力也不費(fèi)力的特殊杠桿。接下來對(duì)于動(dòng)滑輪研究，也引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，觸類旁通。發(fā)現(xiàn)動(dòng)滑輪竟然也是一個(gè)變了形的杠桿。這樣，通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行比較，并在比較中進(jìn)行分析，在探索知識(shí)的過程中，無形地深化了學(xué)生的思維。

如，教學(xué)《使沉的物體浮在水面上》時(shí)，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)沉入自己水槽里的土豆放入教師的水槽中時(shí)卻浮在水面上，不由得產(chǎn)生疑惑：

“同樣的土豆，怎么會(huì)是這樣不同的結(jié)果？”

“難道我們的水和老師的水不一樣？”

“老師，我聽說過死海不死是因?yàn)樗篮５暮}量高，您不會(huì)用的是鹽水吧？我得嘗一嘗，檢驗(yàn)檢驗(yàn)！”

這時(shí)，教師“納悶”了，反問道“你怎么這么肯定老師用的是鹽水，而不是其他物質(zhì)呢？”“莫非你有證據(jù)？”此時(shí)，教室里一片寂靜……

“老師，您有鹽嗎？我們可以用鹽試試看呀！”

“你們確定要用鹽試試嗎？你們打算用多少鹽呢？”

在學(xué)生確定要用鹽試驗(yàn)來證明自己的猜測(cè)后，他們開始往自己小組的水槽里加食用鹽，并稱量、攪拌……不一會(huì)兒，同學(xué)們發(fā)出了歡呼聲：容器中的土豆真的浮起來了！這可真是一個(gè)小小的奇跡！

科學(xué)探究活動(dòng)意義重大，作為科學(xué)教師，我們有責(zé)任為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境，有責(zé)任為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)“場(chǎng)”——一個(gè)充滿了科學(xué)奧秘的“場(chǎng)”，一個(gè)能啟發(fā)學(xué)生知性和靈性的“場(chǎng)”，一個(gè)能激發(fā)學(xué)生堅(jiān)持去學(xué)習(xí)、去探究的“場(chǎng)”。在這里，學(xué)生的探究活動(dòng)既是學(xué)習(xí)方式，更是學(xué)習(xí)習(xí)慣，在探究的過程中，學(xué)生將獲得學(xué)習(xí)的快樂。

總之，科學(xué)思維作為科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一，教師必須立足課堂創(chuàng)設(shè)鮮活的問題情境，同時(shí)針對(duì)要解決的實(shí)際問題，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)他們自主探究，在探究中主動(dòng)思維，將探究與思維相互融合，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)方法，提高能力，發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：山西省太原市小店區(qū)八一小學(xué)校）

（責(zé)任編輯 ?張妤）