科學(xué)實(shí)踐促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維生長(zhǎng)的探索

李強(qiáng)

摘要：在小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)中，科學(xué)實(shí)踐、探究活動(dòng)和科學(xué)思維是相互促進(jìn)、無法分割的。基于科學(xué)實(shí)踐，在有趣情境中激活思維，在科學(xué)觀察中發(fā)展思維，在交流討論中提升思維，能有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)踐;科學(xué)思維;科學(xué)觀察;思維激發(fā)

“2011年，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）發(fā)布了《K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、跨學(xué)科概念和核心概念》，提出科學(xué)實(shí)踐的概念，并確立該概念在科學(xué)教育中的首要地位。”[1]科學(xué)實(shí)踐是學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，結(jié)合學(xué)科知識(shí)和學(xué)生已經(jīng)具備的數(shù)學(xué)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、科學(xué)解釋等能力，為解決科學(xué)問題而展開的研究活動(dòng)。科學(xué)實(shí)踐更加強(qiáng)調(diào)各種能力的發(fā)展及運(yùn)用，不再是按部就班的執(zhí)行，而是親身的參與，每一種能力都可能是實(shí)踐的開始;更關(guān)注主體和客體之間的互動(dòng)過程，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的親身體驗(yàn)和經(jīng)歷，在真實(shí)的活動(dòng)中形成科學(xué)素養(yǎng)。

筆者認(rèn)為，小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)應(yīng)該在科學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行，科學(xué)學(xué)習(xí)要與學(xué)生身邊的真實(shí)問題相聯(lián)系，挖掘?qū)W生所熟悉的生活中的真實(shí)情境，并加以利用，“不光包括客觀物質(zhì)性的‘動(dòng)手，也包括蘊(yùn)含大量創(chuàng)造性思維和科學(xué)理性的‘動(dòng)腦‘動(dòng)嘴‘動(dòng)筆?！盵2]科學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)該把促進(jìn)學(xué)生思維生長(zhǎng)作為教學(xué)的重要目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生想法如何形成和發(fā)展，促使學(xué)生主動(dòng)有意義地思考，發(fā)展學(xué)生的思維能力，使學(xué)生形成科學(xué)的思維方法，并用其指導(dǎo)整個(gè)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)新的思考，提升他們的探究能力和自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)他們科學(xué)素養(yǎng)的形成。

一、在有趣情境中激活思維

小學(xué)生對(duì)周圍世界具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，因此在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，教師要善于利用他們的這一特點(diǎn)，將科學(xué)知識(shí)融入真實(shí)、有趣而又神奇的情境活動(dòng)中，誘發(fā)他們的探究興趣，讓思維的“嫩芽”突破泥土。

如在學(xué)習(xí)蘇教版小學(xué)科學(xué)教材三年級(jí)“空氣占據(jù)空間嗎？”時(shí)，相對(duì)于固體和液體，空氣過于縹緲，學(xué)生看不見摸不著，很難理解“空氣占據(jù)空間”這一概念，學(xué)習(xí)起來就有點(diǎn)困難。學(xué)習(xí)的興趣不濃，就不利于學(xué)生思維的激發(fā)，因此本節(jié)課的實(shí)踐活動(dòng)就變得尤為重要。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在本節(jié)實(shí)踐活動(dòng)的一開始，教師將紙團(tuán)塞進(jìn)透明玻璃杯底部，快速將玻璃杯杯口朝下垂直按入水槽，然后問學(xué)生：“玻璃杯里的紙團(tuán)濕了沒有？”大部分學(xué)生都會(huì)很肯定：“濕了?！钡降子袥]有濕，要讓學(xué)生自己看結(jié)果。教師迅速將玻璃杯垂直向上拿出，然后讓學(xué)生上臺(tái)取出杯底的紙團(tuán)，并摸一摸，看看紙團(tuán)濕沒濕。這時(shí)，他們的好奇心就被極大地吊了起來：“為什么紙團(tuán)在水中沒有浸濕呢？”這時(shí)，教師不要急于給出答案，要讓學(xué)生自己動(dòng)手做一做，看紙團(tuán)會(huì)不會(huì)濕，想想為什么。學(xué)生會(huì)帶著巨大的疑惑，不停地思考，進(jìn)而解決疑問，收獲知識(shí)，同時(shí)提升了思維能力。

教師還要注重給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)輕松愉悅的課堂氛圍，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)課的未知性和趣味性，使他們產(chǎn)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，逐漸培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力。比如，在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)教材二年級(jí)“玩玻璃紙”時(shí)，教師先通過一段舞臺(tái)上演員裙子顏色發(fā)生變化的視頻，讓學(xué)生產(chǎn)生裙子為什么會(huì)變色的疑問，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心。在這個(gè)好奇心的驅(qū)使下，學(xué)生會(huì)更專注于課堂上玩玻璃紙的實(shí)驗(yàn)，帶著疑問和好奇心，想要弄清楚裙子變色的秘密。這既能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，又能讓學(xué)生體會(huì)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的樂趣，也進(jìn)一步提高了學(xué)生探究奧秘的思維能力。

“興趣是最好的老師”，興趣是思維發(fā)展的第一步，只有邁出這第一步，思維才能在接下來的實(shí)踐活動(dòng)中生長(zhǎng)、開花和結(jié)果，才能讓實(shí)踐活動(dòng)更具有實(shí)際意義。

二、在科學(xué)觀察中發(fā)展思維

科學(xué)觀察是促進(jìn)學(xué)生思維的有效方法。學(xué)生在觀察之前先思考要觀察哪些方面，為什么要這樣觀察，在觀察過程中可能會(huì)遇到哪些問題，如何解決這些問題。針對(duì)觀察結(jié)果和自己預(yù)想不同之處，學(xué)生也會(huì)積極進(jìn)行思考，對(duì)觀察結(jié)果綜合科學(xué)分析比較……整個(gè)科學(xué)觀察活動(dòng)可以促使學(xué)生主動(dòng)思考，拓展延伸學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)不能僅僅局限于課堂和教師的講授，而應(yīng)在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中讓學(xué)生有目的地自主觀察，并在觀察中進(jìn)行持續(xù)思考，從而提升他們的思維能力。

最近特別受歡迎的“頭腦奧林匹克活動(dòng)”就主張通過實(shí)踐和體驗(yàn)讓學(xué)生成為知識(shí)的實(shí)踐者和探索者。通過實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)平時(shí)經(jīng)?？吹玫健⒚弥臇|西好像與之前不一樣了。因?yàn)?，他們看事物的“眼”發(fā)生了變化：在以前他們只會(huì)用眼睛去看，現(xiàn)在學(xué)會(huì)了觀察。通過觀察，學(xué)生可以在實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)更多知識(shí)，同時(shí)通過實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生的觀察變得更為科學(xué)。

如在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)教材一年級(jí)“樹葉變黃了”時(shí)，學(xué)生知道秋天很多樹葉會(huì)變黃或者變紅，甚至有很多學(xué)生能說出樹葉變黃的原因，這是因?yàn)樗麄儭翱础钡枚啵@并不是“觀察”。因此在本課的實(shí)踐活動(dòng)中，教師帶領(lǐng)大家先去尋找校園中“開始變黃的銀杏葉”，引導(dǎo)他們觀察這些樹葉，去發(fā)現(xiàn)變黃的樹葉有什么相同和不同的地方。學(xué)生帶著這樣的問題，認(rèn)真有目的地去觀察，很容易發(fā)現(xiàn)：變黃的程度不同，但是都是從一個(gè)部位開始變黃的。帶著這樣的初步結(jié)論，學(xué)生思維進(jìn)一步擴(kuò)展：銀杏樹葉是不是都是以這樣的順序變黃的？其他的樹葉是不是也跟銀杏葉一樣的順序？這樣的問題讓學(xué)生自主思考，發(fā)散思維，選取合適的方法，解決問題，驗(yàn)證自己的疑問。在這樣一個(gè)有目的的觀察過程中，學(xué)生的思維能力一直在生長(zhǎng)，同時(shí)這樣思維能力的生長(zhǎng)有助于幫助學(xué)生進(jìn)行后續(xù)的類似實(shí)踐活動(dòng)。

有“觀”才有“思”，實(shí)踐活動(dòng)中的觀察讓學(xué)生的思維在整個(gè)過程中一直生長(zhǎng)，學(xué)生的思維能力也在一次次科學(xué)觀察中變得越來越強(qiáng)，這些都是實(shí)踐活動(dòng)帶來的?！敖虩o定法，但教必有法”，教師有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生的思維，讓課堂從校內(nèi)走向校外，讓學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)，讓科學(xué)實(shí)踐更具有意義。

三、在交流討論中提升思維

科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)不是讓學(xué)生簡(jiǎn)單動(dòng)手操作，而要抓住學(xué)生的好奇心，適當(dāng)設(shè)置一些有趣的問題，鼓勵(lì)學(xué)生思考并動(dòng)手解決疑問，證實(shí)想法，探尋結(jié)果。在動(dòng)手操作中，會(huì)出現(xiàn)許多與預(yù)想相矛盾之處，這些矛盾能夠引發(fā)學(xué)生的積極思考和討論，最終會(huì)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，獲取知識(shí)，提升能力。

比如，在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)教材三年級(jí)“把鹽放到水里”時(shí)，學(xué)生根據(jù)生活常識(shí)已經(jīng)知道鹽放到水里會(huì)慢慢化開，即“溶解”，這時(shí)教師提出問題：“鹽在水中溶解快慢和什么因素有關(guān)？”影響的因素有很多，這是讓學(xué)生帶著教師提出的問題，積極思考，小組討論。通過本次討論，學(xué)生大膽猜測(cè)影響的因素：水溫、攪拌速度、鹽的多少、水的多少、杯子的大小等。這個(gè)討論的過程就是學(xué)生思維的第一次發(fā)散，集思廣益。

接著，在確定好探究的因素后，學(xué)生繼續(xù)討論：為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和公平性，我們需要注意哪些，實(shí)驗(yàn)步驟有哪些。本次討論讓學(xué)生明白“控制單一變量”這一概念，雖不需要明確講出這一概念，但它已經(jīng)慢慢深入學(xué)生的內(nèi)心。畢竟學(xué)生通過討論得到的知識(shí)比教師的干講要印象深刻得多。這次討論讓學(xué)生思維更加嚴(yán)謹(jǐn)，思考的方式也更加成熟。最后，教師通過讓學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論分析，總結(jié)不同組的結(jié)論，使學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐中獲得更多的收獲。

再如，學(xué)習(xí)教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級(jí)“物體在水中是沉還是浮”時(shí)，教師不要讓學(xué)生急于動(dòng)手操作，而是先讓學(xué)生大膽假設(shè)，到底哪些物體會(huì)浮在水面，哪些物體又會(huì)沉入水底，從而引發(fā)學(xué)生思考。教師讓學(xué)生將自己的預(yù)測(cè)寫下來，然后動(dòng)手操作，看實(shí)驗(yàn)結(jié)果與自己的猜測(cè)有什么不同，為什么會(huì)這樣。如此，不僅學(xué)生的動(dòng)手操作更有目的性，記錄也更完整準(zhǔn)確，還更多地引發(fā)思考，鍛煉了思維能力。然而在實(shí)際操作過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)同一種物體，形狀不同，它們的沉浮情況也不一樣。于是，教師讓學(xué)生分組討論。結(jié)合眾多實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生得出結(jié)論：重的物體沉，輕的物體浮;體積大的物體浮，體積小的物體沉。是不是就是這樣的呢？教師讓學(xué)生針對(duì)這個(gè)結(jié)論再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，結(jié)果又發(fā)現(xiàn)物體的沉浮好像與輕重并無關(guān)系。因?yàn)楸容^重的文具盒并沒有沉入水底，而比它輕的鋼筆卻沉入了水底，這又是為什么呢？教師引導(dǎo)學(xué)生再次討論。這些不斷出現(xiàn)的矛盾一次又一次引發(fā)了學(xué)生的思考，讓學(xué)生在討論中不斷改進(jìn)看待問題的視角和方法，使學(xué)生對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)更有興趣，同時(shí)也為提升他們思維能力提供了更好的鍛煉機(jī)會(huì)。

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》強(qiáng)調(diào)，小學(xué)科學(xué)教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和科學(xué)思維能力，培養(yǎng)他們良好的科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而讓他們學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維方式解決問題，成為未來型人才?！啊茖W(xué)實(shí)踐是學(xué)生主動(dòng)參與、富有個(gè)性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過程，在這一活動(dòng)中，學(xué)生的思維活動(dòng)貫穿始終?！盵3]不管是實(shí)踐之前的預(yù)測(cè)，還是動(dòng)手操作過程，抑或科學(xué)觀察記錄、試驗(yàn)結(jié)果分析討論與總結(jié)，這些都離不開學(xué)生的積極思維，都是學(xué)生思維與實(shí)踐活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合。以思維指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)，以實(shí)踐促進(jìn)思維發(fā)展，才是真正體現(xiàn)了科學(xué)探究的本質(zhì)，亦是對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的激發(fā)，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯：石萍