張軍霞

2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱“新課標”）中有關(guān)科學探究的總目標指出，要使學生能“初步了解分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法，發(fā)展學習能力、思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，以及運用科學語言與他人交流和溝通的能力”。這一段話中特別提出了多種在科學學習過程中會應用到的科學思維方法，強調(diào)了科學思維能力的培養(yǎng)。在《義務教育小學科學課程標準解讀》（以下簡稱“課標解讀”）中建構(gòu)了科學學科的核心素養(yǎng)，更是重視科學思維的培養(yǎng)，將科學思維與創(chuàng)新作為科學學科核心素養(yǎng)的4個方面之一。在中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)課題組提出的“中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)”框架中，科學精神是6大核心素養(yǎng)之一，其基本要點包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究。其中理性思維、批判質(zhì)疑都與科學思維直接相關(guān)。所有這些文件都高度重視科學思維能力的培養(yǎng)，因此，小學科學教材應該將科學思維融入科學實踐活動的設計之中。

目前，基于新課標的小學科學低年級教材教育部已經(jīng)審定，在2019年春季全部進入學校。本文嘗試探討如何通過低年級科學教材培養(yǎng)學生的科學思維能力，希望能與科學教師們共同研究。

科學概念的形成過程要與思維活動緊密聯(lián)系

新課標的課程內(nèi)容是圍繞大概念、核心概念組織的，其中的主要概念可以理解為核心概念，其上位概念為大概念。在科學教材設計中，既要考慮主要概念與學生頭腦中可能的原有概念之間的聯(lián)系，也要考慮新課標設定的學段學習目標，保證科學概念的發(fā)展是進階的、有層次的。此外，在教材編寫中，還要適當?shù)乜紤]跨學科的概念聯(lián)系。

由于概念是一種思維形式，所以概念不是獨立于人之外的客觀存在，概念的本質(zhì)屬性需要通過人腦的思維，即通過比較、分析、綜合等思維過程才能回答。概念源于對客觀事物的認識，具有客觀性。但是用文字表達的概念，其內(nèi)在的意義，只能靠思維理解和建構(gòu)。因此概念教學重在理解和意義建構(gòu)，是思維的教學。學生由于經(jīng)驗、思維能力的差異，對概念的建構(gòu)會有不同的水平，概念教學的目的就是幫助學生在原有基礎上在自己頭腦中盡量建構(gòu)更高水平的概念。

新課標中低年級段的概念學習目標多為具體概念，要通過對概念例證的觀察（用感覺器官感知）而獲得關(guān)鍵特征。在教學中，學生需要觀察大量直觀、具體的事例，通過積極的思維，獲得充分的事實性的基礎概念，為中高年級的概念進階打下基礎。科學思維有多種方法，如比較與分類、分析與綜合、歸納推理與演繹推理、因果推理、類比推理等。在低年級段，獲得事實性的基礎概念所用的思維方法主要是比較與分類、分析與綜合、判斷與簡單歸納推理等。

比較與分類

概念有內(nèi)涵和外延。內(nèi)涵描述的是事物的特有屬性；外延是一類事物，解釋一個概念時，我們可以采用列舉具體事物的方式。概念外延涉及的事物，有的數(shù)量少，可以一一列舉出來；有的數(shù)量很多，此時，我們可以將外延分成若干小類，這就是概念的劃分。分成小類時，要使用同一個分類標準。如果只是根據(jù)實踐的需要選擇任何一種屬性分，以方便使用，就是簡單的劃分；如果根據(jù)事物的本質(zhì)屬性或顯著特征分，有利于知識的系統(tǒng)化，就是分類。

在小學科學教學中的分類，既有將一些事物分成不同類別的思維傾向，也有將大類分成小類的思維傾向。如果將大類分成小類，可以層層下分，形成母類、子類等。課標在高年級段的學習目標“對常見植物進行簡單二歧分類”，就是層層下分的形式。在低年級段，分類主要是前一種，即將一些事物分成不同的類別。因為學生可以使用任何一種屬性作為分類標準，所以其中有一些是劃分，而不是嚴格意義上的分類。

分類是在比較的基礎上進行的。在《現(xiàn)代漢語詞典》中，比較的意思為“就兩種或兩種以上同類的事物辨別異同或高下”和“用來比較性狀和程度的差別”。在科學教材中，提供學生分類的事物，在大類上是同一類的，學生通過比較，找出它們的不同點和相同點，根據(jù)相同點進行分類。

例如，人教·鄂教版（以下舉例均為本套教材）1年級上冊“相同和不同”一課中，學生用5種感覺器官觀察不同的水果，比較水果有哪些相同與不同，按照相同點給水果分類。1年級上冊“它們是用什么做的”一課中，讓學生觀察不同的材料，對材料初步形成類別的認識。這2課用于分類的觀察對象，在大類上屬于水果或材料。

分析與綜合

分析是在思維過程中把對象的整體分解為各個部分、各個方面、各個環(huán)節(jié)、各個因素加以考察的邏輯方法。綜合則反之，是在思維過程中把對象的各個部分、各個方面、各個環(huán)節(jié)、各種因素聯(lián)結(jié)起來進行考察的一種邏輯方法。思維在反映事物時，既要對它進行分析，又要對它進行綜合，因此，分析與綜合是在同一研究活動中既相互對立又相互聯(lián)系的2種不同的思維過程。

在低年級教材中，分析思維有3種形式。①感覺分析，即利用5種感覺器官逐一觀察描述。如1年級上冊“相同和不同”一課中的觀察描述水果。②簡單分析，即將事物各個部分、各個方面分解開來，分別觀察。如1年級上冊“貓和兔”一課中將貓和兔的身體分成不同的部分進行觀察。③辯證分析，即從實際情況出發(fā)，將事物分解進行調(diào)查和研究。如1年級上冊“它們是用什么做的”一課中調(diào)查家中的物品分別用什么材料制成。

由于分析與綜合是對立統(tǒng)一的，相應地，在本套低年級教材中，綜合思維也有3種形式。①知覺綜合，通過感覺分析反映的事物的個別特征，通過大腦的綜合產(chǎn)生知覺，形成對事物各種特征的整體反映。如1年級下冊“校園‘尋寶”，在活動之前，需要觀察并形成對校園建筑物整體分布的基本認識。②簡單綜合，將通過簡單分析產(chǎn)生的對事物各個部分、各個方面的認識綜合為一個整體。如1年級下冊“指南針”一課，學生通過簡單分析指南針由幾部分組成、各部分有什么特點，從而綜合認識指南針的功能并使用指南針找方向。③辯證綜合，把通過辯證分析揭示的事物的特征、內(nèi)在聯(lián)系組合起來，揭示在分解狀態(tài)下不曾顯現(xiàn)的特征。如1年級下冊“觀察校園里的植物”一課調(diào)查校園里的植物，通過分析校園里不同地方種的不同植物，綜合形成對校園植物種類的整體認識。

判斷與歸納

學習了科學概念后，學生可以運用概念進行判斷和推理。

判斷需要對事物的情況有所斷定，不是肯定，就是否定；判斷有真假之分，即有對的，也有錯的。如2年級上冊“推力和拉力”單元中，學生要判斷哪些力是拉力，哪些力是推力。

科學教師們比較熟悉的推理方法有歸納推理和演繹推理。歸納推理是從特殊或個別性前提推出一般性的結(jié)論；演繹推理是從一般性前提推出特殊或個別性結(jié)論。由于演繹推理是在掌握一般性的知識，即概念性、規(guī)律性知識基礎上進行的推理，低年級學生的知識儲備和思維水平不足，難以進行有意識的演繹推理，因此，在低年級教材中，所用到的推理方法主要為歸納推理，并且基本上是簡單枚舉歸納推理。

簡單枚舉歸納推理是根據(jù)一些事物中部分對象具有（或不具有）某種屬性，并且沒有發(fā)現(xiàn)相反的情況（可能會有反例，只是沒有發(fā)現(xiàn)），從而推出該類事物全部對象都具有（或不具有）這一屬性的歸納推理。例如1年級下冊“多彩的花”一課中要觀察幾種植物的花，發(fā)現(xiàn)這些花都有花瓣和花蕊，因此概括出花都有花瓣和花蕊。又如2年級下冊“天氣早知道”一課“收集天氣諺語”的拓展與應用中，我國民間的天氣諺語“日暈三更雨，月暈午時風”等，也是人們運用簡單枚舉歸納推理從經(jīng)驗中概括總結(jié)出來的。

在每節(jié)科學課上，在概念學習過程中，需要運用幾種科學思維方法。例如1年級下冊“東南西北”一課，就運用了分析、歸納和判斷：分析太陽升起的方向、落下的方向；歸納太陽一天中在天空中的位置變化規(guī)律；判斷某地點，如操場的東南西北各有什么。