郭杰

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”，有的教師把“探究”片面地理解為活動(dòng)，因此只有“做”沒(méi)有“思”的科學(xué)課堂比比皆是?？茖W(xué)探究活動(dòng)是發(fā)展科學(xué)探究能力、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的載體。科學(xué)探究的能力，其核心是科學(xué)思維方式的形成，包括形成邏輯思維、辯證邏輯思維、批判性思維以及發(fā)散性思維等?？茖W(xué)探究的終極目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生這種理性的思維方式，從而形成科學(xué)研究的技能和方法。因此，科學(xué)探究過(guò)程就是用科學(xué)的思維方式獲取知識(shí)的過(guò)程。那么，如何在科學(xué)課上錘煉學(xué)生的思維能力呢？

一、廣開(kāi)“材”源，啟動(dòng)思維發(fā)展的“引擎”

科學(xué)課要準(zhǔn)備種種材料，這是科學(xué)課的一大特點(diǎn)，因?yàn)椴牧虾苋菀滓饘W(xué)生的心理期望。教師也許會(huì)感到把材料直接交到學(xué)生手中，可能造成無(wú)法容忍的混亂。事實(shí)上，把精心選配的材料交給學(xué)生，讓他們自主探究，是啟動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維的一個(gè)好辦法。

教師充分提供“有結(jié)構(gòu)”的研究材料。“有結(jié)構(gòu)的材料”是指精心設(shè)計(jì)、選擇的，有著豐富內(nèi)在聯(lián)系的材料，通過(guò)相互作用、聯(lián)系，蘊(yùn)含著某些關(guān)系或規(guī)律。學(xué)生通過(guò)操作材料，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，產(chǎn)生迫切需要知道的愿望，在腦海里產(chǎn)生“可能是什么原因才產(chǎn)生這樣的結(jié)果”，或者是“是不是因?yàn)檫@樣……才會(huì)這樣”的預(yù)想，形成初步的假設(shè)。

一種材料就預(yù)示著一個(gè)現(xiàn)象，可以設(shè)置一個(gè)情境，進(jìn)行一項(xiàng)探究。不管是有關(guān)，還是無(wú)關(guān)，每一種材料的出現(xiàn)都有很明顯的目的性。因此，把握好材料的呈現(xiàn)方式和時(shí)機(jī)，也就是調(diào)控了課堂的節(jié)奏，掌握了課堂的結(jié)構(gòu)。小學(xué)生有強(qiáng)烈的好奇心，如果過(guò)早發(fā)送探究材料，會(huì)分散學(xué)生的注意力，往往還沒(méi)有聽(tīng)清楚活動(dòng)要求，甚至還沒(méi)有明白要研究的內(nèi)容，就開(kāi)始動(dòng)手了，容易使探究范圍過(guò)于擴(kuò)大。而有層次地發(fā)送材料，就能調(diào)控探究的范圍和深度，提高探究的有效性。

例如教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)五下《物體在水中是沉還是浮》時(shí)，學(xué)生猜測(cè)物體是沉還是浮可能與物體的大小和輕重有關(guān)后，教師拋出了第一組材料：木塊、石頭、泡沫塑料、回形針、牙簽、橡皮泥、胡蘿卜、蠟燭，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)與自己猜測(cè)不相符的結(jié)果 —— 沉浮與物體的大小、輕重可能沒(méi)有關(guān)系，這就與學(xué)生前概念產(chǎn)生沖突。那么是不是這樣？教師又提供了一組特殊材料：大小相同的鐵塊、鋁塊、塑料塊、木塊、黏土塊，實(shí)驗(yàn)獲得了新的進(jìn)展 —— 輕的易浮重的易沉。第三次提供了重量相同，大小不同的物體：鋁塊、橡皮泥、蘿卜塊、木塊、泡沫塑料塊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在輕重相同的情況下，大的容易浮、小的容易沉。這樣分三次呈現(xiàn)，順應(yīng)了學(xué)生的思維方法，以材料來(lái)指引探究，有序而有效。

二、廣積薄發(fā)，尋找思維發(fā)展的“生長(zhǎng)點(diǎn)”

1.關(guān)注“誤差點(diǎn)”

學(xué)生在科學(xué)課堂上實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差是一種不爭(zhēng)的事實(shí)。究其原因是多方面的，有實(shí)驗(yàn)器材的因素，有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的外在人為因素，事實(shí)上就是科學(xué)家做實(shí)驗(yàn)也存在誤差。既然是事實(shí)，就沒(méi)有必要遮遮掩掩，去一味回避實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的誤差。作為教師就要關(guān)注誤差、積極引導(dǎo)，在某種程度上，學(xué)生出錯(cuò)的課堂才是對(duì)學(xué)生富有挑戰(zhàn)性、有真實(shí)收獲的課堂。

例如教科版小學(xué)科學(xué)五下《熱單元》的起始課《熱起來(lái)了》。有一位老師對(duì)該課的結(jié)構(gòu)作了如下安排：先讓學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際對(duì)“要讓身體熱起來(lái)該怎么做”進(jìn)行探討，學(xué)生討論有許多不同的方法可以使人的身體熱起來(lái)，如吃東西、活動(dòng)身體、多穿衣服等?！岸啻┮路婺苁股眢w熱起來(lái)嗎？”老師很自然地將問(wèn)題引到“衣服會(huì)不會(huì)產(chǎn)生熱量”上來(lái)。問(wèn)題一提出，學(xué)生就七嘴八舌發(fā)表了自己的看法（猜測(cè)）：認(rèn)為會(huì)的32人，認(rèn)為不會(huì)的16人。究竟會(huì)還是不會(huì)，學(xué)生自然想到用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。老師設(shè)計(jì)了一張實(shí)驗(yàn)記錄表供學(xué)生研究，記錄測(cè)量衣服的溫度。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于五年級(jí)同學(xué)來(lái)說(shuō)并不是很難，學(xué)生根據(jù)自己的猜測(cè)，設(shè)計(jì)好了實(shí)驗(yàn)方案，也講了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的注意要點(diǎn)。再接下去長(zhǎng)達(dá)12分鐘的時(shí)間里學(xué)生分別作了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：測(cè)一件衣服時(shí)溫度是多少，兩件衣服、三件衣服，而后進(jìn)行匯報(bào)交流。

實(shí)驗(yàn)不難，結(jié)論也明顯：衣服不會(huì)產(chǎn)生熱量，也就是溫度計(jì)的溫度是始終不變的。但學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可不是這樣：全班12組，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明有兩個(gè)組在測(cè)一件衣服時(shí)，幾個(gè)數(shù)據(jù)是始終不變的，一組的數(shù)據(jù)都是22℃，另一組的數(shù)據(jù)都在21.8℃，其余各組測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)都是不一樣的。面對(duì)這樣的數(shù)據(jù)，先匯報(bào)的兩個(gè)小組說(shuō)：“衣服不會(huì)產(chǎn)生熱量?！币?yàn)樗麄儨y(cè)出的溫度都沒(méi)有上升，老師對(duì)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很滿意，大大表?yè)P(yáng)了他們。當(dāng)?shù)谌M同學(xué)用膽怯的聲音告訴大家，衣服會(huì)產(chǎn)生熱量時(shí)，這位老師當(dāng)即就告訴他們：你們的實(shí)驗(yàn)可能出錯(cuò)了，衣服是不會(huì)升溫的。

作為科學(xué)教師一定要關(guān)注誤差，加強(qiáng)對(duì)驗(yàn)證過(guò)程的指導(dǎo)，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度得出結(jié)論。在驗(yàn)證過(guò)程的指導(dǎo)中，教師務(wù)必要掌握好指導(dǎo)的度，不可過(guò)分牽制又不能太過(guò)放任自流，既要有針對(duì)性又要有層次性。針對(duì)剛接觸科學(xué)的三年級(jí)學(xué)生，一定要指導(dǎo)到位。至于高段學(xué)生，實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)的要求相對(duì)來(lái)說(shuō)有一定程度的提高，所以教師要既完全尊重學(xué)生的主觀意愿，又要不失時(shí)機(jī)的進(jìn)行指導(dǎo)以彌補(bǔ)學(xué)生行為及認(rèn)知的缺失。

2.瞄準(zhǔn)“解釋點(diǎn)”

有效的科學(xué)學(xué)習(xí)是一種在教師引領(lǐng)與指導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)。規(guī)范的實(shí)驗(yàn)，形象的記錄讓學(xué)生獲取了大量真實(shí)的數(shù)據(jù)。有了數(shù)據(jù)，就有了比較，就有了發(fā)現(xiàn)。但是我們知道科學(xué)解釋過(guò)程中所運(yùn)用的邏輯思維方法與手段，對(duì)于小學(xué)生而言，是較難獨(dú)立進(jìn)行的，只能在教師的引導(dǎo)下共同完成，對(duì)于高段學(xué)生，也應(yīng)該根據(jù)具體情況循序漸進(jìn)。

為了幫助學(xué)生了解如何對(duì)信息進(jìn)行分析，尋找事物的共同特征，教師科學(xué)獨(dú)特的指導(dǎo)在這里就發(fā)揮了重要作用。可以介紹一些簡(jiǎn)單的直觀形象的信息處理圖表，通過(guò)多種形式的概念圖表等有用的工具，進(jìn)行加工整理，如唯恩圖、網(wǎng)狀圖、氣泡圖、柱狀圖等。繪制全班的記錄匯總表，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的規(guī)律。對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)比較也是一種好方法。

總之，對(duì)不同的資料有不同的分析和解釋辦法，找準(zhǔn)了恰當(dāng)?shù)姆椒?，便能找?zhǔn)科學(xué)規(guī)律。

3.挖掘“意外點(diǎn)”

許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明是從意外情況中獲得靈感的，我們?cè)谟^察、實(shí)驗(yàn)中，要像科學(xué)家那樣，高度敏感地留意意外情況。教師研究意外情況，適時(shí)更改或增加教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣、引發(fā)好奇心、引起問(wèn)題、引發(fā)思維碰撞生動(dòng)有效的途徑。

在教科版小學(xué)科學(xué)三下《磁鐵的兩極》教學(xué)中，一位教師對(duì)一次意外事故的處理就值得我們借鑒。當(dāng)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了磁鐵有南北兩極，探究中還發(fā)現(xiàn)了同極相斥、異極相吸的現(xiàn)象。教師把手中的磁鐵遞給一位學(xué)生，但是放手太快了，學(xué)生沒(méi)有拿住，磁鐵掉在地上，斷了。說(shuō)來(lái)也湊巧，剛好從紅藍(lán)中間斷開(kāi)。

有個(gè)學(xué)生叫起來(lái)：“老師，你的磁鐵南北極分家了，一塊只有南極，一塊只有北極，哈哈……”其他同學(xué)一聽(tīng)這話也哄堂大笑起來(lái)。這時(shí)，教師舉起兩塊磁鐵，對(duì)大家說(shuō)：“磁鐵斷了以后，真的是南北分家嗎？”有的學(xué)生點(diǎn)頭，有的學(xué)生搖頭，還有的不知所措。

見(jiàn)同學(xué)的意見(jiàn)不統(tǒng)一，教師靈機(jī)一動(dòng)，讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來(lái)辨別斷的磁鐵的南北極。只見(jiàn)他將斷的磁鐵的一端（紅色的）與完好無(wú)缺的磁鐵（標(biāo)明磁極）的南極接近，吸在一起，又與北極接近卻不能相吸。這時(shí)，學(xué)生說(shuō)“這塊紅磁鐵斷的那端變成了南極”。教師趁機(jī)提醒他用藍(lán)磁鐵（同學(xué)們認(rèn)為只有南極）試一試，結(jié)果，藍(lán)磁鐵斷的一端是北極。沒(méi)等教師說(shuō)什么，有的同學(xué)就嚷起來(lái)了：“奇怪，這磁鐵摔斷后居然能長(zhǎng)出南北極。”

可是，有的同學(xué)還是不相信，提出要用別的方法實(shí)驗(yàn)。教師請(qǐng)了一個(gè)同學(xué)上來(lái)做實(shí)驗(yàn)，他用線系在斷磁鐵的中間，等它靜止后，果然又指南北了。他連聲說(shuō)：“真的呀，有點(diǎn)像蚯蚓，斷了頭長(zhǎng)頭，斷了尾能長(zhǎng)尾！”多么形象的比喻呀。

就在教師點(diǎn)頭的同時(shí)，又有學(xué)生提出：“如果把磁鐵再連接在一起，南極會(huì)變嗎？”教師興奮地邀請(qǐng)他來(lái)為大家演示。他小心地將斷開(kāi)處接近，高興地叫起來(lái)：“老師，它們又吸在一起了?！蓖瑢W(xué)們睜大眼睛看著，他又將注明南北極的磁鐵的一端接近斷磁鐵的兩端，“哈，斷磁鐵合在一起，南北極不變”。

這是個(gè)典型的課堂意外，教學(xué)設(shè)計(jì)中根本就沒(méi)有預(yù)料到這樣事情的發(fā)生，但教師憑借自己的教學(xué)機(jī)智捕捉到開(kāi)啟學(xué)生創(chuàng)造性思維的“金鑰匙”，及時(shí)進(jìn)行課堂調(diào)控，掀起了課堂教學(xué)高潮。

三、廣開(kāi)思路，提供思維發(fā)展的“羅盤(pán)”

1.在想象中增強(qiáng)思維的創(chuàng)造性

創(chuàng)造性思維更偏重于發(fā)散性思維，是一種從多角度、多方位探索問(wèn)題尋找答案的思考方式，往往有想象和幻想成分的參與。因此，要鼓勵(lì)學(xué)生異想天開(kāi)、標(biāo)新立異。

如在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)六下《地球的衛(wèi)星——月球》時(shí)要求學(xué)生制作“月球卡”，我讓學(xué)生思考宇航員到月亮上去考察時(shí)，應(yīng)該給宇航員準(zhǔn)備哪些裝備？讓學(xué)生當(dāng)起設(shè)計(jì)師，紛紛展開(kāi)想象的翅膀。有的說(shuō)月球上沒(méi)有空氣，所以要接一個(gè)氧氣袋，我想制造一種像氣球一樣的壓縮氧氣件；還有的說(shuō)：月亮上沒(méi)有大氣壓，引力也很小，我就把食物、水壓縮后裝在胸前，要吃喝就用手捏一下……通過(guò)這樣的引發(fā)，學(xué)生不僅能更好地認(rèn)識(shí)月球的基本情況，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的想象力。

2.在反思和質(zhì)疑中增強(qiáng)思維的批判性

在如今的信息社會(huì)，信息是首要的資源，然而當(dāng)我們面對(duì)的是一個(gè)信息海洋，當(dāng)各種信息迎面撲來(lái)時(shí)，我們就必須具備選擇信息、評(píng)價(jià)信息、作出決策的能力。這就需要我們具有一種獨(dú)立的批判性思維，不然，我們就有可能被信息的汪洋大海淹沒(méi)，被各種似是而非的解決方案迷惑，被那些真實(shí)謊言誤導(dǎo)。

比如在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)五下《馬鈴薯在液體中沉浮》一課中，當(dāng)有學(xué)生指著那從溶液中燒出來(lái)的白色粉末狀物體說(shuō)是鹽時(shí)，老師往往用先在水中加鹽再燒的方式驗(yàn)證前一次實(shí)驗(yàn)中得到的白色粉末狀物體是鹽。這樣的驗(yàn)證真的可以說(shuō)明這是鹽嗎？這顯然是不科學(xué)的。若在此時(shí)能問(wèn)一句“你憑什么知道這就是鹽？白色的物體只有鹽嗎？”從而引導(dǎo)學(xué)生向書(shū)本挑戰(zhàn)，向自身批判。

3.在不斷延伸的后續(xù)活動(dòng)中保持思維的穩(wěn)定性

在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維穩(wěn)定性的最好辦法莫過(guò)于激發(fā)和保持學(xué)生的探究欲望。換句話說(shuō)，就是讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入教室，帶著新問(wèn)題走出教室。課堂上，要盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自由、寬松的思考氛圍，要堅(jiān)持提問(wèn)后的沉默，沉默不是浪費(fèi)時(shí)間，而是給學(xué)生積極思考的機(jī)會(huì)。課堂之外，也要讓學(xué)生的思維動(dòng)起來(lái)，小學(xué)生探究活動(dòng)往往不是一節(jié)課能完成的，因此不要把上下課的鈴聲作為思維的起點(diǎn)和終點(diǎn)。

如在教科版小學(xué)科學(xué)六下《米飯、淀粉和碘酒的變化》教學(xué)中，學(xué)生在大量的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)淀粉有遇到碘變藍(lán)的性質(zhì)。在臨下課時(shí)教師用“制作神秘信件”作為延伸，讓學(xué)生課外自己去尋找答案。這樣，學(xué)生的動(dòng)手操作和動(dòng)腦思考，從課堂中延伸出來(lái)，學(xué)生的思維將得到更大的發(fā)展。

4.在解決具體問(wèn)題的情境中鍛煉思維的靈活性

思維靈活性是創(chuàng)新思維的必要條件。思維的靈活性，表現(xiàn)在對(duì)具體問(wèn)題的解決能從實(shí)際出發(fā)，隨機(jī)應(yīng)變，能根據(jù)問(wèn)題的具體特點(diǎn)采取行之有效的解決方法，而不是墨守成規(guī)。

例如在三年級(jí)上“動(dòng)物單元”中“觀察螞蟻”、“觀察金魚(yú)”等活動(dòng)的最主要的目的不是讓學(xué)生觀察螞蟻、金魚(yú)是怎么樣的，而在于鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)腦筋，想出有效的方法去觀察螞蟻、金魚(yú)，在想方設(shè)法解決具體的問(wèn)題中去鍛煉學(xué)生思維的靈活性。

因此，筆者以為在科學(xué)課堂上，教師不必面面俱到，應(yīng)多給學(xué)生經(jīng)歷一些“風(fēng)口浪尖”的機(jī)會(huì)，讓他們自己想辦法解決問(wèn)題，完成探究，學(xué)會(huì)隨機(jī)應(yīng)變。

在科學(xué)探究的活動(dòng)中，發(fā)展學(xué)生的思維是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。我們?cè)诮虒W(xué)中，應(yīng)時(shí)刻帶著“發(fā)展學(xué)生思維”的理念指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展活動(dòng)，通過(guò)探究活動(dòng)讓學(xué)生獲得科學(xué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，形成正確的思維方式?？傊?，通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅會(huì)學(xué)到許許多多的科學(xué)知識(shí)，更重要的是能鍛煉思維，培養(yǎng)綜合能力，受益終生！