小学科学在探究活动的过程中如何培养学生理性思维

钟明

[摘 要]科学探究活动的本质属性是学生思维的参与过程。如何在科学探究活动中促进学生思维参与，培养学生理性思维。本文从设疑猜想，要有深度，才能助燃思维火花；探究过程，要笃实严密，才能训练思维品质；实验结果，要会归纳分析，才能强化概念思维，等方面进行了阐述，意在科学探究中激活学生思维，促进学生思维的发展，从而促进学生科学素养的形成。

[关键词]：科学探究活动； 理性思维；思维品质；参与

探究既是小学生科学学习要达到的目标，又是小学生科学学习的主要方式。探究活动是一个行为参与的过程，是一个情感参与的过程，更是一个思维参与的过程。现在，在我们小学科学的课堂上可以看到处处是探究活动，气氛非常热闹。但在对这些活动耐心分析和研究之后，我们会发现学生行为参与和情感参与丰富，但是学生的思维参与却不足，科学探究等同于“动手做”，“探究活动”仅仅是停留在“活动”的阶段。一堂课结束之后留给学生最深的印象就是“很好玩”，在知识、能力和思维上却并没有得到真正意义上的提升。学生理性思维参与不足已经成为目前小学科学教学中的一个现实问题，这是与科学探究的本意是背道而驰的。在学生科学探究的活动中如何注重思维的参与，培养学生理性思维，笔者从以下几方面进行了尝试。

一、设疑猜想，要有深度，才能助燃思维火花

古人云：“疑是思之始，学之端。”巧妙设疑，是探究的起点，常常可以打开学生思维的大门，进入一片广阔的天地。科学探究活动中设置问题，可以是教师设计，也可以是学生提出，但设疑猜想要有深度，要与学生已有的知识产生激烈的碰撞，才能真正助燃思维火花。教师可根据不同的教学内容，利用思维方法的联系或矛盾进行多方设疑，当学生对研究的问题处于一知半解的状态时，就会鼓励自己积极思考。

有教师在教学《马铃薯在水中的沉浮》一课时的片段：

教师：“同学们，马铃薯在水中是沉是浮？”

学生：“沉。

教师将一个马铃薯放入盛有液体的A水槽中，发现马铃薯沉下去了，再将这个马铃薯取出擦干放入盛有液体的B水槽中，发现马铃薯浮在水面上。

这时学生感到非常奇怪，经过短暂思考后就有学生提出：“两个水槽中的液体可能是不同的，有可能B中的是盐水。”

教师：“你有什么方法来证明这是两种不同的液体吗？你能证明B水槽中就是盐水吗？”

学生又进行着激烈的讨论。……（后略）

又如：我在上《磁铁的两极》一课时，学生在前一课《磁铁的性质》的基础上，已经知道了磁铁能吸引铁质的物体。于是我取出一枚小的铁螺丝，用条形磁铁的中间部分去吸，发现并吸不起来。就有学生说：“这不是铁的。”我又用磁铁的一端去吸引，发现可以吸起来。学生就感到非常奇怪，作出了许多种不同的猜测。

在这两个例子中，学生看到的现象与他已有的经验严重不符，这就会激发学生探究的兴趣，提出种种的猜测，进而来验证自己的猜测，强化了思维的参与。因此，在教学中教师应该善于抓住学生思维的兴奋点和引发点，精心创设情景，设计有针对性、突破性的问题，助燃学生的思维火花。

二、探究过程，要笃实严密，才能训练思维品质

思维品质实质是人的思维的个性特征，反映了每个个体智力或思维水平的差异。在教学中，思维与活动应该是一对和谐的共同体，而不是一对矛盾体。关键在于怎样调节好思维与活动之间的关系。学生思维的真正参与可以训练良好思维品质的形成，良好的思维品质反过来又能够促进探究活动中的思维参与。科学探究的活动过程要笃实严密，要深入探究的本质，以学生思维参与为目的来指导活动过程。

1.设计“自己”的实验——训练学生的发散性思维

学生的思维是相当活跃的，在问题面前，学生会机智地去寻找解决问题的方法和途径，而不是教师简单地把答案告诉学生。给学生留出充分思考的余地，激起学生的好奇心，学生的发散性思维就会得到很好的训练。

如我在教学《热是怎样传递的》一课时，在提出“热会不会沿物体自体传递”的探究问题后，在设计实验时，用蜡烛给铜丝的一端加热，观察热会不会沿铜丝传递到另一端？很明显光用眼睛看是难以看到热的传递的。

教师：“那我们怎样能使看不见的热传递看得到？我们能借助一些其他遇热能改变形态的物体来看到热的传递吗？”

在教师的这两个问题之后，学生经过思考之后，就有学生提出：“可以用塑料纸。”

教师：“你说说看，为什么想到了塑料纸？怎么用？”

学生：“把塑料纸包在铜丝上，遇热塑料纸就会缩起来。”

教师：“很好，还有其他的方法吗？”

于是学生纷纷提出了可以用猪油、巧克力、冰、蜡烛油……

在学生提出了很多种方法后，教师再收一收：“这些物体都有什么共同的特点？”

学生：“遇热会改变形态。”

“那老师这里的蜡烛圈，你觉得可以吗？”教师。

“可以。”学生异口同声地回答。于是进入下一个环节。

在这个环节中，教师“除了塑料纸，还有其他的方法吗？”一问，虽然看似漫不经心，但开阔了学生的思路，促使他们寻求多种的答案。虽然最终因为课堂实验材料的原因，还是归纳到了蜡烛圈，但在设计实验时通过将生活经验、学过的知识迁移、渗透到新的研究中，促使学生的思维发散性、灵活性得到了锻炼。

2.“做好”自己的实验——培养学生思维的严密性

科学探究是一个细致而严谨的过程，思维的严密性正是探究活动的基础和保障，缺乏了它，“探究”就往往会停留在“活动”的阶段。对比實验中变量的选取及不变量的控制；必要的重复实验；严格的实验操作流程，都在说明实验并非是简单的动手做，更要动脑做。

如我在教学《保护我们的听力》一课，控制发声罐发出的声音的活动时，我要各小组进行比赛，看哪个小组最后发出的声音最小。在这个活动中罐体材料、发声物（铃铛）大小、发声物数量、发声物材料等因素都应该一样，只有这样，活动才有可比性。比赛开始，学生想到了包毛巾、塞报纸、装棉花、灌水等各种方法。最终各小组的发声罐发出的声音都比原来的声音小了很多，但多少还有点声音。只有两组学生的发声罐一点声音都没有了。

我让这两组来说说看是怎么做的？一组学生：“我们小组在罐子中塞了报纸，但里面的铃铛却还是响，所以又用棉花把铃铛里的子儿也塞住了。”二组学生：“我们的做法和他们差不多，我们是这么想的：如果要控制声音就要控制物体的振动，因为声音是由物体振动产生的。”我忍不住对他们竖起了大拇指：“你们说得太好了，控制声音不是蛮干，不是比谁往罐子里报纸、棉花塞得多，我们需要动脑去思考发出声音的根本原因。”

又如在上《摆的研究》一课时，如何控制摆幅是个很难操作的事情，但在进行实验时，我看到各小组在想尽办法控制摆幅，其中有一组在摆绳上端夹上了量角器，用以精确地控制摆幅。学生在实验中严格控制不变量所想到的办法，另我对他们刮目相看，也让我欣慰地感到我的学生有具有优秀的科学素养。

实验的过程、实验的方法必须是严密的、科学的，得到的结论才是可信的。学生只有通过全面的观察、严密的分析才能得到科学结论，理解也就更加深刻了。这一切，都是不仅要动手，更要动脑才能完成的。

3.相信自己的实验——培养学生的实证意识

实证意识是指人的头脑对于能够证明某事物的真實性的有关事实或材料的反映，是感觉、思维等各种心理过程的总和，它强调的是反映和过程。实证意识是小学生重要的科学素养之一。对学生的任何想法，都要引导其通过事实来验证。观察是最直接的获取事实的途径，实验则是更有力的证明。

如三上《蜗牛》的研究中，蜗牛喜欢吃什么？有学生提出来“蜗牛吃纸的”。这引起了班上同学的轩然大波。“我养的蜗牛装在一个纸盒子里，因为养了很多天，也没喂吃的，昨天早上发现里面一个硬纸片被吃掉了一部分。”学生提出了自己的证据。“会不会是那里原来就少一部分的？”我问。“不会的，盒子是我特意找来的，当时看过完整的，而且蜗牛好像还拉了白色的粪便，可能白色的粪便是吃了白色的纸后拉出来的。”学生回答。于是我叫学生再去研究研究看。

不论事实和他们先前的想法是否一致，对学生来说都是很有意义的。如果学生发现事实证明了自己的想法，他们会得到一种惊喜的感觉，而当他们发现了和自己想法相反的事实，也许会感到很意外，但这种意外能给他们留下深刻的印象，并冲击其固有的想法。批判性思维得到了很好的训练。教师要不断地强化学生这样的价值观：相信事实！

三、实验结果，要会归纳分析，才能强化概念思维

小学生的年龄和认知水平特点决定了其科学思维需要经过多层次的比较、分析、综合，才能得到真正发展。因此，在教学中应充分引导学生分析、比较、抽象、概括，把学生的思维难度推向至高点，使其思维向深处发展。

比如《摆的研究》一课，在实验中我重点放在不变量的控制上，在设计好实验方案后，各小组按方案进行实验（我是用钩码作摆锤的）。实验过程中大部分小组分工明确、操作规范，很快实验数据出来了。

我们发现： 摆摆动得快慢与摆锤的重量无关。

在实验汇报反馈的环节，几个小组汇报了实验数据和得出的结论后，第9小组也进行了汇报。 针对表一的数据，我让其他小组进行评议。一位学生说：“我们第2组研究摆锤原来重量和两倍重量摆得次数的实验结果的数据是完全相同的，而他们第9小组有微小的差别，不知道是不是正常。”又有学生补充：“应该再做几次试试。”我没有让学生马上就做，而是让他们分析这里可能存在的原因。学生有的说是时间上掐表的同学可能稍微有点快慢；有的说是数数可能数错了；有的说是操作可能还有些不规范…… 经过短暂的研讨后，最后发现第9小组在增加摆锤的重量时，忘了实验前的提示，将摆锤上下连接了，导致摆绳长短变了，从而实验数据的不准确。此时我要求该组同学在课后再次通过实验进行验证。虽然课上学生的分组实验结束，但对摆的探究却还没有就此结束，学生的思维也就不会在此停滞！

造成科学探究活动学生思维参与不足的原因还有很多。我们需要认识到的是，任何原因造成的思维参与不足，都将使活动过程成为“舍弃灵魂、丢失精髓”的活动，使活动本身失去培养学生科学精神、科学态度、科学方法和全面发展学生科学素养的价值。

思维是建立在活动的基础上的。没有凭空想象的思维。科学课又是一门训练学生思维的重要学科，科学课利用观察、实验等科学探究活动来发展学生的思维品质，是一种发展学生思维的良好途径。因此，在科学教学中，教师要善于分析并抓住教学内容知识点间的内在联系，从而才能搭建起学生思维发展的链和思维训练的网。