◇王思宇（北京：中國人民大學(xué)附屬小學(xué)）

科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。學(xué)界對科學(xué)思維有不同的定義。有研究學(xué)者認(rèn)為科學(xué)思維就是具有意識的人腦對自然界中事物（包括對象、過程、現(xiàn)象、事實(shí)等）的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及自然界中事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系的間接的、概括的和能動(dòng)的反映。

小學(xué)科學(xué)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生具有良好的科學(xué)思維能力。在科學(xué)課堂上，教師不僅要讓學(xué)生獲取知識，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維?？茖W(xué)思維的產(chǎn)生和發(fā)展是在學(xué)生的頭腦中發(fā)生的，這個(gè)過程不容易被察覺和捕捉。因此，如何讓學(xué)生的科學(xué)思維有效外顯，教師應(yīng)具有什么樣的教學(xué)策略？是本研究重點(diǎn)關(guān)注的問題。

一、設(shè)計(jì)“問題鏈”，注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

教師提出的問題可以引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展，因此課堂問題的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。每一節(jié)科學(xué)課幾乎都會圍繞著一個(gè)核心問題進(jìn)行探究，如果在課堂上直接將核心問題拋給學(xué)生，學(xué)生可能會摸不著頭腦，不知如何解決。所以，教師首先要善于將一節(jié)課的核心問題分解為一個(gè)個(gè)主要問題，設(shè)計(jì)成問題鏈，接下來引導(dǎo)學(xué)生自主探究，將主要問題逐一解決，最后讓核心問題迎刃而解。在此過程中，學(xué)生能夠體驗(yàn)解決問題的喜悅，在課堂上獲得成就感。

以《水能溶解多少物質(zhì)》一課為例。本節(jié)課的核心問題是：如何對比食鹽和小蘇打在水中的溶解能力，怎樣公平嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。三年級的學(xué)生基本上沒有接觸過對比實(shí)驗(yàn)，因此并不懂得應(yīng)該如何控制變量，所以筆者將本節(jié)課的核心問題拆解為三個(gè)主要問題，讓學(xué)生逐一解決。

問題1：怎樣保證每次在水中加入的食鹽/小蘇打的量保持一致。

問題2：后一份食鹽/小蘇打什么時(shí)候加入。

問題3：為什么要一份份地加入食鹽/小蘇打。

學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行思考和交流，將主要問題逐個(gè)攻破，最后教師提出本節(jié)課的核心問題：“如何對比食鹽和小蘇打在水中的溶解能力，怎樣公平嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？”學(xué)生頭腦中有了對前面幾個(gè)主要問題的思考和理解，很容易將控制變量的思維方式加以應(yīng)用。這樣，通過問題鏈的形式，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。

二、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展

在小學(xué)科學(xué)課上，學(xué)生將頭腦中原有的知識和經(jīng)驗(yàn)與教師和同學(xué)產(chǎn)生思維的碰撞，通過一系列的交互作用，提升自己的科學(xué)思維水平。在課堂上，教師要通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境充分調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，了解學(xué)生的前概念，為后續(xù)課堂做充分準(zhǔn)備。

例如，在《運(yùn)動(dòng)和位置》一課中，筆者通過前測了解到，學(xué)生對于運(yùn)動(dòng)并不陌生，有豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，但其中也有一些不完善甚至是錯(cuò)誤的認(rèn)知。為了引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突和深度思考，筆者基于真實(shí)情境，將學(xué)生之前外出參觀時(shí)拍攝的兩段小視頻作為導(dǎo)入。第一段視頻是在行進(jìn)的大巴車上拍攝的，隨著車子向前行進(jìn)，路邊的樹看起來像是向后移動(dòng)的；第二段視頻是在路邊靜止站立拍攝的，大巴車向前行進(jìn)，而路邊的樹并沒有移動(dòng)。由此，學(xué)生提出問題：“為什么兩輛大巴車都在向前行進(jìn)，而當(dāng)人處于不同的位置時(shí)，會有不同的感受呢？”通過認(rèn)知沖突，激發(fā)了學(xué)生的探究欲，引發(fā)學(xué)生深度思考，這就是學(xué)生頭腦中科學(xué)思維的一次發(fā)展。

興趣是最大的學(xué)習(xí)原動(dòng)力。小學(xué)生對很多事物都有強(qiáng)烈的好奇心和探究欲。在課堂教學(xué)中，教師作為引導(dǎo)者，要保持學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過課堂觀察，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在后續(xù)的課堂學(xué)習(xí)中，變得更加積極主動(dòng)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，基本上能夠通過描述方向的詞匯、距離、參照物比較準(zhǔn)確地描述位置，在探究中提升了自己的科學(xué)思維能力。

為了更加貼近學(xué)生的生活，促使學(xué)生將科學(xué)思維外顯出來，筆者將拓展環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成為校外來賓設(shè)計(jì)一份校園導(dǎo)覽圖。通過圖示和講解相結(jié)合的方式，讓學(xué)生通過思維碰撞，進(jìn)行深度思考，邏輯清晰、條理清楚地解決生活中真實(shí)存在的問題，鞏固頭腦中科學(xué)思維的發(fā)展成果。

三、巧設(shè)學(xué)習(xí)單，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的外顯

學(xué)習(xí)單是學(xué)生在科學(xué)課堂上重要的腳手架，學(xué)習(xí)單的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了教師對本節(jié)課的理解，能夠影響學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展。筆者認(rèn)為，真正的學(xué)習(xí)要發(fā)生在學(xué)生的頭腦中，讓學(xué)生在頭腦中進(jìn)行一系列有邏輯的思考，經(jīng)歷思維參與的過程，而不僅僅是動(dòng)手去做。學(xué)習(xí)單的使用，不僅有利于課堂教學(xué)，還能將學(xué)生的科學(xué)思維外顯出來。

以《食物中的營養(yǎng)》一課為例。在“檢測脂肪”這一實(shí)驗(yàn)中，教材偏向于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，忽略了學(xué)生的思維發(fā)展過程。筆者在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)單時(shí)，應(yīng)用了學(xué)習(xí)圈理論，讓學(xué)生經(jīng)歷具體經(jīng)驗(yàn)、反思性觀察、抽象概念化、主動(dòng)實(shí)踐這四個(gè)過程。首先，利用食用油和水在紙上留下痕跡，讓學(xué)生認(rèn)識脂肪，觀察其留下的痕跡；然后，讓學(xué)生停下來回憶自己的生活經(jīng)驗(yàn)，調(diào)取對食物中脂肪的前概念，提出自己的問題和猜想；接下來，讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測某種食物中是否含有脂肪，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)切實(shí)可行的檢測方法；最后，學(xué)生基于自己的問題進(jìn)行探究，親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，判斷食物中是否含有脂肪。以下案例是學(xué)生對比食用油和水在紙上留下的痕跡不同后，繼續(xù)深入探究食物中是否含有脂肪，在學(xué)習(xí)單上呈現(xiàn)的科學(xué)思維過程。

我的問題：怎么證明食物中有脂肪？

我的猜想：在紙上摩擦，看是否出現(xiàn)像食用油那樣的透明油漬。

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：檢測核桃、地瓜、肥肉三種食物。

觀察現(xiàn)象：核桃、肥肉能夠在紙上留下油漬，地瓜沒有留下油漬。

得出結(jié)論：核桃、肥肉中有脂肪。

提出新問題：其他營養(yǎng)成分怎樣檢測？

學(xué)生有了學(xué)習(xí)單的輔助，在實(shí)驗(yàn)和探索的過程中，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性更強(qiáng)，親身經(jīng)歷提出問題、進(jìn)行猜想、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、得出結(jié)論、提出新問題這幾個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)思維得到了發(fā)展，并通過學(xué)習(xí)單將科學(xué)思維有效外顯出來。

四、運(yùn)用“課堂四聲”語言，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的準(zhǔn)確表達(dá)

學(xué)生的科學(xué)思維外顯，最簡單直接的方式是借助語言表達(dá)出來。但有研究者提出，小學(xué)生的語言表達(dá)大致有以下幾點(diǎn)不足：1.缺乏準(zhǔn)確性。2.缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性；3.缺乏簡潔性；4.缺乏自愿性。我校提倡的“課堂四聲”是學(xué)生表達(dá)自己科學(xué)思維的腳手架，“課堂四聲”包括掌聲、笑聲、質(zhì)疑聲和辯論聲，能夠提高學(xué)生的課堂參與度和語言表達(dá)能力。

在《運(yùn)動(dòng)和位置》一課中，為了讓學(xué)生體驗(yàn)參照物在判斷位置中的重要性，教師提出問題：“我們坐在行駛的汽車上，車上的座椅是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的？你的判斷依據(jù)是什么？”

生A：座椅是運(yùn)動(dòng)的，因?yàn)樽卧诤蛙囈黄疬\(yùn)動(dòng)。

生B：我質(zhì)疑你的想法，我認(rèn)為座椅是靜止的。

師：兩位同學(xué)都表達(dá)了自己的想法，能說說你們是以什么為參照物，做出判斷的嗎？

生A：我以地面為參照物，因?yàn)樽魏蛙囈黄鹣蚯靶羞M(jìn)，相對于地面，座椅是運(yùn)動(dòng)的。

生B：我同意他的想法，但我想表達(dá)自己的見解，我是以汽車作為參照物來進(jìn)行判斷的，座椅相對于汽車，方向和位置都沒有發(fā)生改變。因此，我判斷座椅是靜止的。

眾生鼓掌表示贊同。

師：是的，當(dāng)我們選擇的參照物不同，物體的狀態(tài)也是不同的。所以當(dāng)我們判斷一個(gè)物體的狀態(tài)時(shí)，首先要明確參照物，再進(jìn)行判斷。

“課堂四聲”讓課堂更加真實(shí)、生動(dòng)、高效。學(xué)生在思考和表達(dá)的過程中，借助邏輯清晰的“課堂四聲”語言，表達(dá)自己的想法，實(shí)現(xiàn)課堂上的多邊交流，即：“師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、生師互動(dòng)”，改變了傳統(tǒng)課堂中“教師提問、學(xué)生回答”的模式。充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。學(xué)生通過“課堂四聲”語言，表達(dá)自己的所思所想，在此過程中，邏輯清晰的語言表達(dá)體系是學(xué)生科學(xué)思維的有效載體，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生多角度辯證地分析問題、批判意識、勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神，還能使學(xué)生頭腦中看不見摸不著的科學(xué)思維外顯出來。

五、注重課堂筆記，體現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的過程

課堂筆記不能流于形式，教師要引導(dǎo)學(xué)生用眼睛觀察、用耳朵傾聽、動(dòng)腦思考，最后動(dòng)手記錄，而不是走形式。學(xué)生在建立科學(xué)筆記的過程中，經(jīng)歷眼、耳、手、腦的互相配合，獨(dú)立判斷、思考、記錄，將科學(xué)思維外顯出來。

以《我們來做“熱氣球”》一課為例。在做熱氣球升空實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生：“熱氣球”升空的高度并不重要，重要的是感受袋內(nèi)空氣的變化情況，記錄在筆記本上，發(fā)現(xiàn)熱氣球上升的根本原因。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，用手觸碰袋子，用眼睛觀察袋子變化情況，將袋子的變化和袋內(nèi)空氣及變化一一對應(yīng)，將自己的科學(xué)思維過程記錄在筆記本上，綜合得出結(jié)論：熱氣球上升的原因是袋內(nèi)空氣變熱—熱空氣體積變大—空氣受熱后會上升，最終使熱氣球成功升空。

教師要引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持做記錄，長此以往，學(xué)生能夠更好地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，融會貫通，建立系統(tǒng)完整的科學(xué)思維。

六、結(jié)語

學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)的、長期的過程。在此過程中，教師要通過多種教學(xué)策略，如利用學(xué)習(xí)單、“四聲”語言、巧設(shè)“問題鏈”、注重課堂筆記等，使學(xué)生的科學(xué)思維有效外顯，準(zhǔn)確及時(shí)地了解學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展情況，注重對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，為學(xué)生今后的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。