求异·求逆·求辩·求同

曹菊峰

随着课改的推进，小学科学的课堂上呈现了喜人的现象：围绕核心概念有效组织多个教学活动，或者围绕主要概念进行长时探究，抑或根据学生的前概念进行探究，对学生的前概念进行修正和补充，等等。小学科学的课堂教学已普遍重视提升学生的探究能力和思维能力。而这些可喜成绩，总离不开科学教材的重要组成部分——实验材料。由此可见，在科学教学中，科学概念的形成，探究能力的提升，学生思维的发展，离不开他们对实验材料的操作、摆弄。实验材料在科学教学中起到了至关重要的作用。笔者结合自己的教学实际和教学经验，对如何在探究活动中行之有效地利用实验材料，培养学生的科学思维策略作了以下的尝试与探索。

一、在材料中“求异”，找准求异思维的入口

求异思维也就是在思维中打破已有的思维定式、思维习惯或以往的思维成果，通过思维创造性活动，不仅揭露事物的本质及其内在联系，而且在这个基础上产生新颖的、超出一般规律的思维成果。在科学探究活动中，材料的供给会给学生创设提出问题的情境，同种材料的不同组合，有时会使学生的认识和眼前的材料产生冲突，造成思维矛盾，从而引导学生提出问题并积极地开展研究。教师应根据课堂教学的实际，挖掘实验材料的价值，在材料中求异，寻找求异思维的切入点，让材料更好地引领着课堂探究，发展学生的求异思维。

如《滑轮组》教学片段

教师请学生汇报滑轮组的作用。

生：我们发现滑轮组的作用既可以省力，又可以改变用力方向。

师：大家都同意吗？那么这个滑轮组呢？（教师出示另一个不同组装的滑轮组，见图B）

我们仔细观察这个滑轮组和你们之前研究的有什么不一样？你有发现吗？

生：第一次组装的是绳子挂在定滑轮的钩上，而现在却是挂在动滑轮的钩上。

师：其他组是这样吗？你们观察得真仔细。那么是不是滑轮组不同的组装方法，所起作用会不一样呢？接下去请大家展开研究，比较一下两种不同绕法的滑轮组的作用吧！

师：你们的研究有结果了吗？

生：我们发现第一种组装方法能改变用力方向，第二种组装方法，用力的方向跟物体运动的方向一样的，没有改变用力方向。

生：我们也同意第二种方法提升的方向没有变，不过从数据来看，第二种方法提升物体更加省力些。

师：其他小组同意吗？我们的研究发现第二种滑轮组的绕法确实不能改变用力方向，但是却能更加省力些。在生活中，我们要根据实际需要来选择不同的滑轮组为我们的工作提供方便。

以上片段，滑轮组的作用得出后，笔者并没有马上停止，因为材料结构之间具有多种组合关系。为了留给学生发现新问题的恰当空间，让学生能围绕一个中心去寻找多种支配的途径，我采取的是引导学生对实验材料进行了求异处理，寻找求异的突破口：“滑轮组不同的组装方式，作用一样吗？”学生通过对材料的操作、摆弄和思考，在结构中求异，殊途同归，形成对滑轮组作用的正确认识，学生的思维又推向另一个高潮，从而提高探究实效。显然，这样的求异处理，不仅使学生掌握了所学知识，更重要的是将有创造性的问题深入到了学生的头脑。学生通过独立支配具有求异结构的材料，不但获得了通向科学概念需要的感性材料，而且不断产生新构思，寻求新方法，大大拓宽了学生求异思维的空间，有效提高了思维的深度。

二、在材料中“求逆”，开启逆向思维的闸门

培养逆向思维是指引导学生顺着正常思维方式相反的方向开展思考的思维方式，是从一个相反的角度去思考，去探究。在科学探究过程中，教师更要依据材料发展学生逆向思维，让学生尝试依据材料反其道而思之，引导学生提出假设并验证假设，这就需要学生大胆使用逆向思维方式。当然，逆向思维并不是鼓励学生猎奇，不是任何情况都可以使用，它同样要求论之有理，述之有据，要有说服力。

如《电能从哪里来》教学片段

师：小电动机通电后，风叶会转动，（教师演示实验）此时，电能转化成什么能量？

生：电能转化成机械能。

师：其他同学同意吗？既然小电动机能把电能转化成机械能，那么反过来小电动机能否把机械能转化成电能呢？

生：能。

师：给你一个电动机，你打算怎么做才能使机械能转化成电能，发出电来？

生：用手快速转动风叶，就能发出电来。

师：快速转动风叶，是机械能，我怎么知道它发出电来？

生：用导线连接一个小电珠，亮了就发出电了，没亮就没有发出电。

师：没亮就没有发出电？是这样吗？

生：不是的，如果小电珠没有亮，可能是发出的电量不够。

师：除了用小电珠来检测，我们还可以用什么来检测？

生：可以用小磁针，因为通电导线接近小磁针，磁针会发生偏转。

师：想得真周到，能够学以致用，那让我们一起试试吧！

该教学片段，笔者引导学生观察思考小电动机通电使风叶转动起来后能量的转化，得出电能转化成机械能，然后紧扣核心材料——小电动机，让小电动机成为开启学生逆向思维的闸门。引导学生以小电动机为中心，逆向思考，大胆假设：小电动机能把机械能转化为电能吗？在学生假设的基础上，又引导学生充分讨论、交流，说出根据：怎么做才能让小电动机发出电？怎么证明小电动机发出电来了？一石激起千层浪，学生思维活跃，跃跃欲试，最后通过实验来验证，解决了心中的疑惑。学生在这种轻松愉悦的氛围下，经历了科学探究，发展了逆向思维，从而更有效地建构了科学概念。

三、在材料中“求辩”，碰撞批判思维的火花

培养批判性思维就是鼓励学生以事实为根据，用事实说话，抓住事物的本质，用科学的态度和审视的眼光观察事物和思考问题，并主动探究，解决问题。在小学科学课堂教学中，教师要善于捕捉同种材料蕴含的多种特点，激发学生的疑惑，激活学生的思维，引发学生多种见解，多种思考，促进学生主动学习，从而达到培养学生批判性思维能力的目的。对培养学生的科学精神、探索能力、解决问题能力、处理信息能力、理性思考能力，以及养成自主学习习惯都能起到至关重要的作用。

如《工具和机械》教学片段

师：剪刀是省力杠杆吗？说说你的理由。

生：是。因为用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离。

师：大家同意吗？（大部分学生同意）

生：不一定是。（众生笑）

师：哦？你为什么会这么认为？

生：普通的剪刀是省力的，但有的剪刀用力点到支点的距离和阻力点到支点的距离几乎差不多，或者还有小于阻力点到支点的距离的。所以我觉得有的剪刀是不省力的。

生：我觉得就算同一把剪刀有时省力有时是费力的，要看剪东西时阻力点的位置来判断。

生：我也同意，阻力点离支点近就省力，阻力点在刀尖处，应该是费力的。

师：这样吧，老师这里有一把剪刀，有谁可以上台给大家演示并解释一下。

学生上台演示并说出根据。

“剪刀是省力杠杆”，很多学生的前概念中都是这样认为的。以上片段中学生大胆质疑，敢于说出自己的看法，我对他们的想法表示欣赏，鼓励他们上台实验验证，说出自己的根据，结果证实他们的想法恰恰是合理的、正确的。学生对同种材料下所产生的不同见解，作为科学教师当报之以真诚的欣赏和赞扬，并引导学生开展探究。这样，学生大胆怀疑的精神，良好的批判思维品质的培养才不会成为一纸空谈。

四、在材料中“求同”，延伸创新思维的触角

教师为学生准备的有结构的材料，往往和学生生活中的材料紧密联系在一起，有许多共同点，相通性，材料中蕴含着许多创新思维的因素。在科学探究活动中，教师要善于从现有材料出发，设疑激思，启发诱导，引导学生寻找现有材料与生活材料之间的相互联系，鼓励学生利用材料的相通性大胆创新，尝试用生活材料代替实验室里的材料来探究科学问题，让学生通过参与、思考、探究，让思维碰撞出创新的火花。

如《液体的热胀冷缩》教学片段

师出示液体热胀冷缩检验装置。

师：是不是所有的液体都具有这样的性质呢？我们在课后也可以对其他的液体做一些研究。我们可以用生活中的哪些材料来制作一个液体热胀冷缩的检验装置，从而代替今天实验室中的材料？

生：用塑料吸管来代替玻璃管。

生：用花露水瓶来替代烧瓶。

生：用饮料瓶来代替烧瓶。

师：废物二次利用，很环保，低碳。不过饮料瓶有很多种，你要有所选择，找到最合适的。

生：用橡皮泥来代替橡皮塞，密封效果也很好的。

生：很多酒的瓶口也用了橡皮塞，我想密封效果也不错的。

师：想法不错。

生：用我妈妈喝的太太口服液中的吸管，效果会更好。（众生笑）

师：这你也知道啊！你很留意生活中的点滴发现，为什么你觉得这里面的吸管效果更佳呢？

生：它很细，热胀冷缩现象可能会更明显。

师：不错的选择，这根细吸管，还会出现美丽的“喷泉”呢！

教师利用水的热胀冷缩装置随机演示奇妙的“喷泉”。学生惊呼并鼓掌。

该教学片段，笔者根据液体热胀冷缩装置，组织学生开展讨论，引导学生比较两类材料的相同点，鼓励学生到生活中去发现、创新，并在关键点加以点拨、引导，启发学生用生活中的材料代替实验材料，如用吸管代替玻璃管，用花露水瓶代替烧瓶，用橡皮泥代替橡皮塞等。引导学生在材料中创新，举一反三，触类旁通，从多角度去思考问题，拓展了思维的广度，在互动交流中碰撞出创新思维的火花。

总之，教师要依据实验材料，认真挖掘材料中的价值，用“材”促“思维”，讲究用“材”之道，将材料的价值得到最大程度的发挥，进一步激发学生的认知冲突和探究热情，引导学生用材料来经历活动，用活动来带动思维，用思维来改善活动，使探究活动层层推进，有序进行。

（浙江省长兴县夹浦镇中心小学 313100）