科學(xué)課學(xué)生思維可視化的情境設(shè)置

蔣惠清　陸啟威

科學(xué)課上學(xué)生的學(xué)習(xí)是在一定的情境下進(jìn)行的，構(gòu)建適當(dāng)有效的教學(xué)情境，是引發(fā)學(xué)生主動思維，并促成學(xué)生持續(xù)深入探究的關(guān)鍵。設(shè)置有效的教學(xué)情境，需要了解學(xué)生的思維狀態(tài)和動向，讓學(xué)生思維可視化，并在此基礎(chǔ)上即時(shí)調(diào)整或改進(jìn)情境設(shè)置，使教學(xué)情境更好地服務(wù)于學(xué)生的思維發(fā)展。本文試以科學(xué)課上常見的教學(xué)情境為例，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)實(shí)踐和思考。

一、 設(shè)置問題情境，讓判斷思維可視化

設(shè)置問題情境是小學(xué)科學(xué)探究中常見的做法，通常是教師做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，引發(fā)出一種“出乎意料”的科學(xué)現(xiàn)象，讓學(xué)生作出初步的解釋或判斷。為了彰顯學(xué)生的思維動態(tài)，問題情境都是基于學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，這樣學(xué)生的判斷就有了自己的認(rèn)知“根據(jù)”。教師在了解了學(xué)生“可視化”思維動向的基礎(chǔ)上，進(jìn)行教學(xué)策略的調(diào)整和改進(jìn)，以便更好地服務(wù)于學(xué)生的探究。

比如《浮力》一課，教師設(shè)置的問題情境是：將木塊、塑料板、泡沫、石塊、鐵塊和蘋果等物體逐一放到水里，讓學(xué)生觀察它們或沉或浮。然后，教師問：“為什么這些物體有的上浮，有的下沉呢？”學(xué)生的回答多是“木塊、泡沫等輕，所以上浮”，“石塊、蘋果等重，所以下沉”。（暫且不探討比重問題）于是，教師再問：“這里的輕和重是誰跟誰比較的呀？”學(xué)生答：“木塊跟石塊比，木塊輕，泡沫跟蘋果比，泡沫輕……”可見，學(xué)生思維的關(guān)注點(diǎn)是這些材料之間輕重的比較，卻沒有想到這些材料與水比較輕重。或者說，學(xué)生只對這些材料感興趣，他們只想在這些材料上求解沉浮的秘密，并不曾想到與所處環(huán)境（水）進(jìn)行對比和思考。由此可見，學(xué)生判斷性思維的局限和不足主要表現(xiàn)在思維的孤立性，即只會在問題或現(xiàn)象本身求解，不能結(jié)合情境中相互作用的因素進(jìn)行分析研究。

面對學(xué)生的這種思維傾向，教師需要跟進(jìn)設(shè)置的問題情境表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是出示一塊大木塊和一塊小石子，很明顯大木塊比小石子要重得多，把它們依次放入水里，大木塊依然上浮，小石子還是下沉。從而把學(xué)生的思維引到“對相同體積物體的輕重進(jìn)行比較”，也就是“比重”。這樣的比較才是科學(xué)的。二是在水里放入并溶解一些鹽，然后再將原先的蘋果放進(jìn)鹽水里，蘋果上浮?！盀槭裁此锏奶O果下沉，鹽水里的蘋果上浮？”兩相對比，學(xué)生自然會將思維聚焦在“液體”上，于是很容易想到這些物體與液體比較，重的下沉，輕的上浮。從而將原先只進(jìn)行材料之間輕重的對比轉(zhuǎn)化為每一種材料與水比較，而且是相同體積的材料與水比較輕重。這才是揭示沉浮秘密的核心問題所在。

二、 設(shè)置材料情境，讓聯(lián)想思維可視化

科學(xué)教學(xué)中的聯(lián)想思維，通常是在學(xué)生已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行新的探索和研究。這種探究性學(xué)習(xí)，由于有了一定的經(jīng)驗(yàn)積累，當(dāng)學(xué)生面對新領(lǐng)域的探索時(shí)，會自然聯(lián)想到已有的學(xué)習(xí)認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)，于是就會依據(jù)已有的知識經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思維的判斷、分析和信息處理，從而展開對未知領(lǐng)域的求知和探索。

比如蘇教版《簡單電路》一課，由于學(xué)生在生活中有了一些粗淺的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)，教師只要將導(dǎo)線、小燈泡、電池等材料分發(fā)到每個(gè)小組，學(xué)生聯(lián)想到曾經(jīng)的記憶和生活場景，就會想到連接、點(diǎn)亮小燈泡。但是至于怎么連，學(xué)生以前并未做過，也不明白其中的道理。他們只會結(jié)合生活中的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識，不斷嘗試各種連接方法。這期間，教師要做的就是指導(dǎo)學(xué)生隨時(shí)畫出每一次嘗試的連接方法。待學(xué)生終于點(diǎn)亮小燈泡后，要求學(xué)生將自己嘗試連接的各種電路圖（畫圖）進(jìn)行比較，分析并歸納出點(diǎn)亮小燈泡的正確方法。由于有了一定的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識，學(xué)生就有了嘗試的種種可能和動力。這一情境的設(shè)置，使學(xué)生能夠充分利用生活經(jīng)驗(yàn)，大膽嘗試，積極探索，試用的方法和途徑很多，思維也很活躍，完全打開了思路、激活了思維。但問題是學(xué)生雖然最后點(diǎn)亮了小燈泡，但卻不知小燈泡為什么會亮？即使教師作了一定的講解和描述，但關(guān)于電流怎么流經(jīng)小燈泡的，學(xué)生還是一頭霧水。這時(shí)教師可以將電池和小燈泡剖開，讓學(xué)生看到里面的結(jié)構(gòu)，這樣不需要教師講解，學(xué)生就會理出個(gè)頭緒，很容易明白電流的流動過程，從而弄清楚電路連接的本質(zhì)和規(guī)律。由此可見，對于學(xué)生的聯(lián)想思維，教師要注意的是，不僅要關(guān)注聯(lián)想得來的“做”，更要從“做”中抽出事物的內(nèi)在規(guī)律和要求。這是學(xué)習(xí)的歸結(jié)點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的本質(zhì)所在。

三、 設(shè)置話題情境，讓邏輯思維可視化

所謂話題情境，就是教師針對教材中的核心問題，拋出一個(gè)主題，然后引導(dǎo)學(xué)生就這個(gè)話題展開探討。這個(gè)話題的相關(guān)內(nèi)容是學(xué)生略有知曉的，或者說有一定的生活經(jīng)驗(yàn)和淺顯認(rèn)識，學(xué)生面對這個(gè)話題會有所談?wù)摵驼J(rèn)識。設(shè)置這樣的情境，要注意認(rèn)知的邏輯性和層次性，也就是說，話題不能太大，以免學(xué)生談及此話題時(shí)會信馬由韁不著邊際，而應(yīng)扣住問題的本質(zhì)和核心點(diǎn)去確定話題，以使學(xué)生的探討沿著一根主線向問題本質(zhì)引入。

比如《摩擦力》一課，通常教師會以“什么叫摩擦力？”“關(guān)于摩擦力，你想了解哪些知識？”等作為學(xué)生研討的話題。這樣一來，前一個(gè)問題，學(xué)生無從入手，或者說依靠自己原有的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生根本總結(jié)不出摩擦力的概念。第二個(gè)話題太過空泛，對這個(gè)問題的想法學(xué)生有很大的隨意性，想說的東西也太多，很難切入“摩擦力”的根本問題。我們需要調(diào)整的是，將抽象的“摩擦力概念”轉(zhuǎn)化成具體的生活和實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過具體的物象去感知和體驗(yàn)，理解和認(rèn)識概念就容易多了。同時(shí)，對于一個(gè)過于寬泛的問題，學(xué)生很難抓住要領(lǐng)和核心問題，使學(xué)生對問題的設(shè)想缺乏縝密的結(jié)構(gòu)、層次性和邏輯性。對此，需要注意的是，在設(shè)置話題情境時(shí)，最關(guān)鍵的是選準(zhǔn)問題的切入點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)上的問題解決了，相關(guān)話題的知識都會迎刃而解。所以，對于“摩擦力”這一課，可以引出“生活中哪些地方有摩擦力？”“這些摩擦力有什么不同？”這一話題，這個(gè)話題的好處在于：一是學(xué)生依照經(jīng)驗(yàn)可以說出很多摩擦力存在的地方，可以在實(shí)踐和生活中回顧并鞏固自己的認(rèn)知。另外，對于“比較不同地方摩擦力的不同”，可以引發(fā)學(xué)生聚焦并探討“有的摩擦力大，有的摩擦力小。為什么摩擦力會有大?。磕Σ亮Υ笮∨c哪些因素有關(guān)呢？”等一連串的問題。這些問題不光指向摩擦力的內(nèi)涵和本質(zhì)，更是以一組層層深入的邏輯關(guān)系出現(xiàn)的，形成了探究摩擦力的一條邏輯主線。這才是需要我們關(guān)注的話題情境。循著這條路徑展開的問題探討才是有效的。

四、 設(shè)置分析情境，讓推理思維可視化

科學(xué)探究是一個(gè)手腦并用的學(xué)習(xí)過程，既有尋求“事實(shí)”真相的動手實(shí)驗(yàn)，也有做什么實(shí)驗(yàn)以及怎樣實(shí)驗(yàn)的考量和分析。而且，從某種程度上說，“分析”是探究活動中最重要的手段和方法，它全面融入探究活動，并為探究活動提供有力的鋪墊和支撐。對問題的分析，學(xué)生慣常的思維方式是推理。設(shè)置分析情境，就是引發(fā)學(xué)生不斷的推理思維，提高學(xué)生自我探究的深度和準(zhǔn)確性。

比如《電磁鐵》一課，“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有哪些？”學(xué)生會根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電磁鐵磁性強(qiáng)弱變化的場景，很容易推導(dǎo)出磁性強(qiáng)弱與“電流強(qiáng)度”和“線圈匝數(shù)”這兩個(gè)因素有關(guān)。依據(jù)是：電磁鐵具有磁性是因?yàn)橥ㄉ狭穗?，斷了電就會失去磁性，所以電磁鐵具有磁性的關(guān)鍵是要有電。按照從無到有、從少到多、從弱到強(qiáng)的思路，學(xué)生自然會想到電流強(qiáng)磁性強(qiáng)。另外，一根平常的導(dǎo)線接上電池后是沒有磁性的（以前學(xué)生做過“簡單電路”實(shí)驗(yàn)，通電的導(dǎo)線并沒有磁性），只有繞成了線圈才有磁性，所以磁性肯定與線圈有關(guān)。進(jìn)而推導(dǎo)出一根導(dǎo)線彎成一個(gè)線圈有磁性，彎成多個(gè)線圈磁性就會更大。由此可見，推理是探究中的主要思維方式，也是通向正確結(jié)論的重要保證。

學(xué)生思維的可視化，可以讓教師時(shí)時(shí)了解學(xué)生的思維軌跡和思維動向，為教師調(diào)整教學(xué)策略并改進(jìn)教學(xué)提供鮮活可感的依據(jù)。讓學(xué)生的思維充分發(fā)揮并真實(shí)地呈現(xiàn)出來，教學(xué)情境尤為重要，它是引發(fā)學(xué)生思維的誘因，更是促成學(xué)生深入思維的關(guān)鍵，需要教師精心推敲和設(shè)計(jì)。

【責(zé)任編輯：陳國慶】