科学探究应为激发学生思考而设计

浙江省玉环市芦浦镇中心小学(317600) 陈安顺

依稀记得,2015年末小学科学界刮起了一股“做思共生”的科学思潮。虽是“做思共生”但更多的是强调思考。但是有思考才有思维,而科学思维更是人类思维中最美丽、最高贵的“花朵”,它在人类思维发展中的地位不言而喻。但是在我们今天的科学探究中,有多少是为激发学生思考而设计的呢?

1 片断回眸——思考的火花未绽放

科学探究教学践行几十载,教师理念已有了质的提高,科学活动在各个地方、各个层次开展,通常看到的都是热热闹闹的场面,似乎是预定好的“剧本”,但思考的地方太少,学生为做而做,头脑空白,对概念的转换就更不用提了,课后一测试,一大部分学生都停留在原有认知上。是哪些方面出了问题,导致学生的思维发展如此缓慢?

1.1 高估问题的指向性——学生思维的预判失误

教学片断:《电磁铁》教学。

教师呈现实验材料:指南针、导线、小灯泡、电池。“认识吗?能回想起来以前3年级学过什么内容吗?”学生想了想,纷纷举手。有的说指南针是怎么做的,指南针有什么用;有的说小灯泡可以亮起来。“那么接下来,我们把这些材料合在一起玩,你会怎么玩?”学生没有反应。“再想想,指南针与小灯泡在一起玩,可以怎么玩?”有个学生终于举手:“可不可以把指南针与小灯泡用导线接在一起?”这个提议,引发了学生的思考。有学生说:“把指南针与小泡绑在一起,用导线绑。”学生的想法越来越离奇。教师引导了很久,终于将学生的思路引到:接通电路,把指南针放在小灯泡旁或导线边缘,观察有什么反应。

分析:教师回顾已有知识,是为了引导学生进行本节课的活动探究。而教师的提问也是为了引导学生思考:如何去科学地“玩”这个实验。从本片断来看,教师期望学生能够回顾3年级学习过的磁铁的性质,又希望学生回顾电路相关知识。然而,恰好相反,学生时隔3年,遗忘了很多知识。教师高估了学生的知识储备。基于此,再提问题,学生的思维之火就是不能点燃教师准备的干柴。影响结果的基本因素有:①回顾知识不清不细,回顾时推进速度过快;②探究设计目标不明确。教师让学生想怎么将指南针和灯泡合在一起玩,并没有明确通过电路来影响指南针的探究目标。只有树立这个探究目标,提问才有方向。所以教师要探学情,了解学生的思维,站在学生的立场上设问,这样设计的探究之问才更有指向性。

1.2 缺乏探究设计的深入思考——学生思维是生拉硬扯

教学片段:《拱形的力量》探究设计。

师:拱形受到力时向下向外传递,抵住拱足的力如果用书本来代替,你怎么放?

生:当然是一本一本地加,逐渐增多。

师:这样加太麻烦,现象不明显,我们要成倍成倍地加,这样实验现象才更明显。

分析:师生对话实录中发现,学生回答的内容不是教师的预设时,教师没有进一步引导,而是直接斩断了学生的思考,强迫学生接受教师的探究方式。学生虽然在教师的引导下,也能很好地完成教科书上的实验,得到实验结论,可是这就是真正的探究吗?答案是否定的。被动的实验严格地说不是在探究,而是在完成教师布置的任务。这样对学生的思维发展是一种束缚。教师应当在探究设计时深入思考,站在学生的起点,完成预设。当学生的思路没有在预设范围内时,切不可生拉硬扯,让学生脱离自我的思维,直线式地为做而做,这样对学生的思维发展又有何好处。

1.3 轻视概念生成——教材固化学生思维

教学片断:教师拿出一个立方体模型。

师:这是什么模型,认识吗?

生:正方体。

师:是的,这个正方体模型就是我们今天做框架的内容了。这个是钢铁做的,所以比较坚固,如用竹棒来做,会不会也坚固呢?

师:(教师拿出小竹棒)你们也拿出来,跟老师一起做。

分析:《做框架》这样的教学设计毫无探究味道。教师完全成全了一本教科书,学生照着书本来做就行,这是典型的教授式教学。三角形稳定性的概念在哪儿?斜杆的概念在哪儿?教师只重视做框架,忽略了学生的概念生成,概念都留到了教学最后,成了知识的灌输。需知课堂科学概念的生成,在学生脑中是需要时间与空间的。否则,学生的思维就被固化了,思考的时间都没有,这样的实验活动又有何意义。

2 捻须推敲——设计激发学生思考的探究教学

通过思考促进思维发展。教师的教学任务应是帮助学生发展成为一个思考者,那样学生才有独立自主学习探究的能力和信心。科学的思维并不能一味地通过模仿练习、反复练习形成,应该在学生自我观察、自我思考的基础上逐步形成。如果教师囿于教材,固化学生思维,牵着学生鼻子走,强迫学生接受式的学习,那学生的思考能力就会停滞不前。对于此,教师应在探究教学设计中重视激发学生的思考。

2.1 多角度预设探究方向,点燃学生思维之火

预设的结果绝对不能是一种,更不应该是理想的结果。教师多角度预设探究方向,充分了解学生学情,以最差的结果进行预设方案,这样才能让课堂充满灵动与自然,学生思考之门才会打开,思维活动将达到最理想的状态。

教学片断: 《物体在水中是沉还是浮》探究学习。

师:一块石头,放入水中是沉还是浮?

生:沉。

师:你会怎么放?

生:(演示了一个 “扔”的动作)。

师:你们也是这样子做吗?

生:不对,我们这样用力,不知道石头本身是沉还是浮了。

师:对,今天我们就来学习物体在水中是沉还是浮。

阐释:教学片断中学生的答案并不是理想中的轻轻放入水中,而是很糟糕的 “扔”,这个答案是让教师很 “头疼”。如果这时候,教师 “刹车”了,开始说教式教学,说这样的方式很不安全,也不科学,那探究课就索然无味了。显然教师已经预设好了这个情况,游刃有余地进行了处理,引导学生来当老师,而为下面的探究之路铺下了自由思考的基石。

2.2 以探究实验的连环设计,促科学思维的自然生成

如果教学中碰到有两个探究实验时,教师往往措手不及。考虑各种因素,最终会定一个实验为教师演示实验。但是演示实验的缺憾就是演示个体得不到深入思考,教师演示,学生观察,不“做”而思,思考不深入。第二种缺憾就是,实验缺乏连贯性。一节课的两个实验不是独立的个体,有的是并列实验得到同一个结论,有的是后一个实验存在于前一个实验的基础之上,存在逻辑联系。凡此种种都说明一点,实验应尽可能让学生动手去做,教师做好连贯设计,引导学生在实验时思考不断层,并有递升的层次。

教学片断:《马铃薯在液体中的沉浮》探究学习。

师:你们猜,马铃薯在液体中是沉还是浮(桌上摆着两杯透明的液体)?

生:(根据前面所学)沉。

师:(教师进行演示,结果为浮)现在你怎么说?

生:马铃薯在水中是浮的。

师:(教师又进行演示,结果为沉)现在你又怎么说?

生:两次实验时是不一样的液体。

师:不一样的液体,是什么液体?

生:清水和盐水。

师:怎么样才知道这一杯是不是盐水呢?

生:加热蒸发后观察。

师:加热蒸发,看到了白色的固体,它就一定是食盐吗?

师:你们调制一杯盐水,让马铃薯浮起来,就能证明两杯盐水一样吗?

……

师:都不能,那你们从实验中又得到了什么?

阐释:在这个片断中,有2个主要实验:一个是加热蒸发实验、一个是调制盐水让马铃薯浮起来实验,指向的目标都是 “什么因素影响马铃薯在液体中的沉浮”。教师在设计这2个实验时,充分考虑到了学生思维的连贯性。连环的问题,让学生的思考越来越深入。本片断中,学生最终并没有探究到这杯液体中是什么。但是留给他们的却是沉甸甸的收获。科学思维的严密,肯定、否定、再肯定、再否定。这样的科学探究给他们的感觉才是真正的研究,他们很享受这种深入思考带来的下一步骤的指示。教学片断中,教师做到了3点。一是探究设计的严谨。预计给学生两个实验,紧凑又实效,并且目标指向明确。二是每一个问题的探究不是蜻蜓点水泛泛而过,是学生主动深入探究的过程。三是教师始终充当引领者,学生自由思考,自由争辩,不断寻找论据来完善结论。学生之间的思维碰撞很激烈,在思维碰撞中得到了更多的收获。

2.3 以学生的视角,建构动态的概念

知识的灌输不称谓建构概念。“建构”意味着在学生的脑中有框架体系,这个是大脑思维下的产物,概念的构成是大脑经过一系列的思维加工的结果。基于此,在教学中,教师要尽可能地避免强迫性地教授知识,也应少用读教材的方式照本宣科的讲授。尽可能多的通过一些形象生动的教学方式,或直观实物来演示,从而让概念在学生的头脑中科学自然的形成。特别要注意的是,要以学生的视角来建构,遵循学生思维发展的方向,了解学生的最近发展区,让学生在主动探究中完善科学概念,在完善的过程中拓展科学思维。

教学片断:《食物在体内的旅行》探究学习。

教师在课前让学生品尝土特产,然后在人体轮廓图中画出食物的旅行路线;在认识人体器官时,发给学生阅读资料,并让学生拼装食物旅行路线。认识食道与胃时,采用了模拟消化蠕动实验;认识小肠时,出示了1条5 m有弹性的长布条。

阐释:谈概念就要提前概念,前概念的提出是基于学生的原有认知,是对学生原有生活概念的拓展,来源于科学探究活动的全过程,一个科学概念的建构是学生对自己原有的生活经验或认识的整合和再认识。片断中教师设计的探究活动,挖掘出了学生对于“食物在体内的旅行”的前概念,并进行重新整合。在整合过程中,以学生思维的特点为基点,更多地利用生动形象的教学方式和直观的物件进行教学,让学生在分析、观察、比较中生成了动态的科学概念。

3 饱含期待——让科学思考照亮学生成长之路

做中学,学中做。做不思,则学不到精髓;学不思,则在原地踏步,思维就得不到发展。所以,在科学探究中,思考才是推进探究的不懈动力。而学生科学探究的真正开始应当是他们思考后主动想找出事物的本质。在那时,他们才是利用自己的所学所思,去找寻、去发现。科学探究不只是外在的活动,科学探究更是学生思维的内在活动。只有重视科学思考,才能让思维之焰照亮学生今后的成长之路,这也是所有科学课教师的期待。