張京通

小學(xué)科學(xué)課是義務(wù)教育小學(xué)階段的基礎(chǔ)課程之一，承擔(dān)著啟蒙和培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力以及科學(xué)素養(yǎng)的重要任務(wù)。在與很多一線科學(xué)教師的交流中總是不乏“學(xué)生思考問題的方法不對”“實驗設(shè)計方法不合理”“實驗結(jié)論有漏洞”等聲音，而這些聲音其實都說明了一個嚴(yán)峻的問題：科學(xué)課堂中學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)不足?？茖W(xué)思維，是形成并運用于科學(xué)認(rèn)識活動、對感性認(rèn)識材料進(jìn)行加工處理的方式與途徑的理論體系?？茖W(xué)思維有嚴(yán)密的邏輯性，經(jīng)過辯證和綜合的思維，最終達(dá)到歷史實踐與理論的統(tǒng)一。小學(xué)生科學(xué)思維尚處啟蒙和發(fā)展的階段，需要循序漸進(jìn)地培養(yǎng)。以下結(jié)合筆者的教學(xué)實踐，闡述對小學(xué)生“科學(xué)思維培養(yǎng)”的認(rèn)識。

一、尋找認(rèn)知沖突，提出問題，是科學(xué)思維的開端

小學(xué)生受限于年齡段的認(rèn)知特點，邏輯思維并不成熟，小學(xué)科學(xué)課在對學(xué)生的科學(xué)思維的培養(yǎng)上，提出問題是一個貫穿始終的重要環(huán)節(jié)。提出問題，看似是以觀察為主，實則是學(xué)生對現(xiàn)象和自身經(jīng)驗的對比后最終形成的認(rèn)知沖突，是歸納與演繹思維方法運用的開端。在小學(xué)科學(xué)教材青島版五四制五年級上冊《運動和靜止》一課中，讓學(xué)生觀察了坐車時馬路和綠化樹木快速后移的圖片，而在學(xué)生的生活經(jīng)驗里馬路和樹木應(yīng)該都是靜止的，學(xué)生通過分析現(xiàn)象和已有經(jīng)驗的矛盾，很容易得出“為什么馬路和樹木會動”。老師備課要做的就是根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，給學(xué)生提供認(rèn)知沖突的情境，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)矛盾，提出問題的科學(xué)思維能力。

二、解決問題是培養(yǎng)科學(xué)思維的核心

學(xué)生能否合理地解決問題，是一節(jié)科學(xué)課是否成功的關(guān)鍵。在小學(xué)科學(xué)課中常用的解決問題的策略有兩種：一是對比分析的策略。在小學(xué)科學(xué)教材青島版五四制五年級下冊《擺的秘密》一課中，學(xué)生根據(jù)自身經(jīng)驗?zāi)軌蚍治龀龅挠绊憯[動快慢的因素可能有擺幅、擺長和擺重，多因素影響的探究實驗設(shè)計就須要注意控制變量，每一步實驗設(shè)計單一變量，對結(jié)果進(jìn)行對比分析，得出最終結(jié)論。以下是該課實驗記錄單步驟的設(shè)計。

控制變量法是小學(xué)科學(xué)課中常用的一種方法，應(yīng)用于多因素影響結(jié)論的實驗設(shè)計中，能夠促進(jìn)學(xué)生辯證和綜合思維能力的提升，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的形成。

第二種常用的解決問題的策略是類比分析。類比分析多用于一些學(xué)生無法進(jìn)行直接實驗的對象，多用在工程和地理類目的相關(guān)內(nèi)容中，如仿生學(xué)、天文學(xué)中。在小學(xué)科學(xué)教材青島版五四制四年級下冊《白天和黑夜》一課中為了學(xué)生更形象的認(rèn)識地球上白天黑夜的形成 和交替現(xiàn)象，需要建立日地模型來類比，借助模型來分析晝夜以及晝夜交替現(xiàn)象的成因。在實際教學(xué)中以蠟燭 模擬太陽，以穿鐵絲的乒乓球模擬地球，能幫助學(xué)生更好地解決原本十分抽象的問題。在小學(xué)科學(xué)教材青島版五四制四年級下冊《生物的啟示》一課中，為了更準(zhǔn)確地探究筒形結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)的抗壓性能差異，運用了學(xué)生能經(jīng)常見到的A4紙作為實驗對象分別制作平面、筒形和其他形狀的結(jié)構(gòu)，通過模型性能的分析，類比得出筒形具有較強的承壓能力。類比的方法不但鍛煉學(xué)生的歸納、演繹、分析、綜合能力，還鍛煉了學(xué)生的抽象思維與概括能力，促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。

三、學(xué)會反思是培養(yǎng)科學(xué)思維的重要一環(huán)

在科學(xué)課上，學(xué)生在實驗設(shè)計和實驗操作的過程中往往有很多“差異”和“失敗”的案例，這些“差異”和“失敗”的案例往往是一節(jié)課中最能鍛煉學(xué)生的“種子”，對失誤和失敗的反思，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的絕佳時機?！稊[的秘密》一課中，在驗證擺錘重對擺動快慢的影響實驗時，有一個組做出了擺錘的重量也是影響擺動快慢的因素的結(jié)論，老師建議這個組的同學(xué)觀看了其他小組的實驗，之后他們總結(jié)了兩點失敗的原因：1、自己組做實驗時用的擺線比其他組明顯要短。2、自己組再掛鉤碼時采用了豎著掛的方式變相增加了擺長。該組學(xué)生根據(jù)自己的分析加長了擺線，鉤碼變成了并排掛，改進(jìn)實驗后就得出了正確的結(jié)論。當(dāng)學(xué)生分析自己實驗失敗的原因并據(jù)此不斷地改進(jìn)實驗設(shè)計的時候，他們的分析解決問題乃至整個科學(xué)思維能力都得到了進(jìn)一步提高。

相較于“失敗”，數(shù)據(jù)誤差和數(shù)據(jù)差異等在涉及數(shù)據(jù)測量的實驗中會更加普遍。《斜面》一課中老師讓學(xué)生自己試一試斜面是否能省力，學(xué)生在斜面上勻速拉動小車測出的拉力都小于豎直提起小車所用的力，但是數(shù)據(jù)五花八門。產(chǎn)生不同數(shù)據(jù)的原因是什么？這是“誤差”嗎？學(xué)生積極回憶實驗細(xì)節(jié)思考猜想的同時，對比教師拍的各小組斜面坡度照片，能夠推測出坡度是影響斜面省力程度的重要因素，進(jìn)而自然過渡到后面“坡度越小越省力”的驗證實驗。在不斷對數(shù)據(jù)誤差分析的過程中學(xué)生通過不斷地自我修正提高了動手能力和尊重事實、尊重數(shù)據(jù)的科學(xué)態(tài)度，也通過不斷對比、思考鍛煉和提升了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

小學(xué)科學(xué)課的最終目標(biāo)是在啟蒙和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)思維是科學(xué)素養(yǎng)形成的關(guān)鍵要素，是學(xué)生認(rèn)識世界的邏輯和方法，也是學(xué)生好奇心和求知欲的來源?？茖W(xué)思維的培養(yǎng)看似漫無邊際、無從下手，卻真實存在于每節(jié)科學(xué)課的細(xì)微之處，老師上課時要做一面“放大鏡”，抓住每一個能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的小細(xì)節(jié)，讓學(xué)生在思維的學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、受益于科學(xué)。

【作者單位：淄博市淄川區(qū)羅村中心小學(xué) 山東】