科学探究：为激发学生思考而设计

陈安顺

[摘 要]科学教学领域中一直倡导探究性学习，这种探究性学习应是基于学生发现、质疑、思考、概括的过程。把活动、实验、跟着教师做模仿练习等同于探究的现象，歪曲了探究的真正涵义。科学探究应该“做思共生”。探究式教学设计要重视激发学生思考，努力提高学生的思维能力。

[关键词]科学探究；思考能力；思维训练

小学科学学科“做思共生”强调思考成就科学思维。科学思维是人类思维中一朵美丽而高贵的“花朵”，在人类思维发展中的地位不言而喻。但是在今天的科学探究教学中，有多少是为激发学生思考而设计的呢？

一、片断回眸：思考的火花未绽放

科学探究教学实施了几十载，教师理念已有了质的提高，教学活动各个环节、各个层次都在开展，但是呈现出的多是热热闹闹的场面，似乎是预定好的“剧本”。在科学活动中，学生们思考的内容太少，为做而做，头脑空白，对概念的转换就更不用提了。课后测试发现，学生们多停留在原认知上。是哪些方面出了问题，导致学生的思维发展如此缓慢？

1.高估预设问题的指向性

以“电磁铁”一课的教学片断为例。教师展示实验材料——指南针、导线、小灯泡、电池后，对学生说：“想想三年级学过什么相关内容吗？”有的学生说出指南针是怎么做的，有什么用；有的说小电灯可以亮起来。教师又问：“那么接下来，我们把这些材料合在一起玩，你们会怎么玩？”学生没反应。教师又问：“再想想，指南针与小灯泡在一起玩，可以怎么玩？”有个学生终于举手说：“可不可以把指南针与小灯泡用导线接在一起？”接着发言的学生就多了，又有学生说：“把指南针与小灯泡绑在一起，用导线绑。”学生的想法越来越离奇，教师引导了很久，最后总算是到位了，于是接通电路，把指南针放在小灯泡旁或导线边缘，观察反应。

在以上教学中，教师让学生回顾已有知识，是为了引导学生进行与本节课相关的活动探究，也是为了引导学生思考如何科学地以“玩”开启实验。然而，教师高估了学生的知识储备，时隔三年，学生忘记了很多具体的知识。教师希望学生想到与科学家奥斯特一样的“玩法”，但学生思维之火花却迟迟不能点燃教师准备的干柴。造成这种结果的原因有二。一是回顾知识不清、不细，推进速度过快。提问应更具体，材料应分开回顾，不能含糊。二是探究设计的目标不明确。如让学生想出怎样合在一起玩，但强调的不是组装的样式，而是想让学生想到通电电路可能会影响指南针。只有明确探究目标，提问才能有方向。因此，教师要探查学情，了解学生思维，站在学生的立场上预设[1]，使探究提问更具导向性。

2.对超出预设的情况缺乏深入思考

在“拱形的力量”一课，有以下师生对话：

师：拱形受力时向下向外传递，抵住拱足的力如果用书本来代替，该怎么放？

生：当然是一本一本地加，逐渐增多。

师：这样加太麻烦，现象也不明显。我们成倍成倍地加，实验现象会更明显。

以上，学生回答的内容不同于教师的预设时，教师没有进一步引导，而是直接说出“更好”的方法，“强迫”学生接受。虽然学生在教师的安排下，也能很好地完成教科书上的实验，得出正确的实验结论，可这还是真正的探究吗？严格地说，被动实验不是在探究，而是在完成教师布置的任务[2]。这样就束缚了学生探究思维的发展。因此，教师在设计探究问题时应深入思考，应站在学生的立场进行预设。当学生的思路不在预设范围内时，切不可生拉硬扯，讓学生脱离原来的思维，直接为“做”而做。

3.轻视概念生成而固化学生思维

在“做框架”一课，有如下的教学片断：

师：这是什么模型，认识吗？（拿出一个正方体模型）

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。老师这个是钢铁做的，所以比较坚固，那我们这节课用竹棒来做，会不会也坚固呢？（教师拿出小竹棒）

师：你们也拿出来，跟老师一步步做。

师：不会啊，很简单啊，皮筋要这么绕，看！（教师演示）

师：会了吗？还不会，我再做最后一遍。

师：很好，就是这样，我们继续。

以上教学设计毫无探究味道。教师把自己变成教科书，让学生照着书来做，这是典型的教授式。三角形稳定的概念在哪里？斜杆的概念在哪里？教师只重视框架做成，为了这个结果而忽略了学生生成概念的过程，把概念留到最后直接灌输给学生。学生思考的时间几乎没有，思维被固化了，这样的实验活动又有何意义？须知，课堂科学概念在学生脑中的生成是需要时间与空间的。

二、深入推敲：探究教学设计激发思考

教师的任务应是帮助学生发展成为一个思考者，拥有独立自主的能力和信心。科学思维不能一味地通过模仿练习和反复练习形成，应在学生自我观察、自我思考的基础上发展。学生的前概念或缺失或可笑，对教师来说，这恰恰是最宝贵的东西。教师应在此基础上设计探究教学，激发学生思考。

1.多角度预设探究方向，点燃学生思维火花

预设的结果不一定只有一种，教师多角度预设探究方向，充分了解学情，以最差的结果进行预设方案，可让课堂充满灵动与自然。如“物体在水中是沉还是浮”一课的教学。

师：一块石头，放入水中是沉还是浮？

生：沉。

师：你们会怎么放？（一名学生演示了“扔”的动作）

师：其他同学也这样做吗？

生：不对，这样子是我们用力，不知道石头本身是沉还是浮了。

师：对，今天我们就来学习。（板书：物体在水中是沉还是浮）

该片断中学生的答案并不是理想中的“轻轻放入水中”，而是“扔”，如果这时候教师刹车了，开始说教，指出这样的方式很不安全，也不科学，那么就没有探究味道了。显然教师已经想到了这种情况，进行了游刃有余的处理，继续让其他学生演示，为之后的探究活动铺路。

2.以连环设计促科学思维生成

如果教学中碰到两个探究实验，教师往往会考虑各种因素，最终会定一个实验来演示。缺憾是，演示主体可能深入思考了，但学生只观察演示，因为不“做”而使思考不容易深入。所以教师要考虑如何对两个实验无缝对接，引导学生思考不断层，并逐渐深入。如“马铃薯在液体中的沉浮”一课的教学。

师：你们猜，马铃薯在液体中是沉还是浮？（桌上已摆好两杯透明液体）

生：是沉的。

师：（演示后结果为浮）现在你们怎么说？

生：马铃薯在水中是浮的。

师：（又演示一次，沉了）现在你们又怎么说？

生：两杯是不一样的液体。

师：不一样的液体，你们猜是什么液体？（学生回答）

师：怎样才知道这一杯是不是盐水呢？你们有什么办法？（学生思考，回答）

师：加热蒸发，看到了白色的固体，它就一定是食盐吗？（学生思考，回答）

师：你们调制了一杯盐水，让马铃薯浮起来了，这杯跟老师那杯是那么地像，能证明两杯都是盐水吗？（学生思考，回答）

师：都不能，那你们从实验中又得到了什么？（学生思考，回答）

在这个片断中，有两个主要实验：一是加热蒸发，二是调制盐水让马铃薯浮起来，指向的目标都是“什么因素影响马铃薯在液体中的沉浮”。教师在设计这两个实验时，充分考虑到学生思维的连贯性，用一系列连环问题让学生的思考越来越深入。最终学生并没有探究到这杯液体是什么，但却有了重要收获，即科学的思维方式：肯定—否定—再肯定—再否定。这样的探究才是真正的科学研究，学生也很享受这样的深入思考。

3.以学生视角建构动态概念

建构，意味着在儿童的脑中形成框架体系，这是大脑高级思维的产物。概念的形成是大脑经过一系列思维加工的结果。基于此，教师应尽可能地避免照本宣科地灌输知识，而是以学生的视角，遵循学生的思维发展规律，让学生在主动探究中经历概念的形成过程，发展科学思维。如在“食物在体内的旅行”一课，教师在课前让學生品尝土特产，然后在人体轮廓图中画出食物的旅行路线；在认识各器官时，下发阅读资料，让学生拼装旅行路线；认识食道与胃时，采用了模拟蠕动实验；认识小肠时，出示了一条5米长的有弹性的灰色长布条。

前概念的提出是基于学生视角的，学生原有生活概念的发展发生于科学探究活动的全过程，一个科学概念的建构是学生对原有生活经验再认识的过程。以上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，并进行了重新整合。在整合过程中，以学生思维为基点，充分利用了生动形象的教学方式。学生在分析、观察、比较中，自然会生成动态的科学概念。

三、暗含期待：让科学思考照亮学生成长之路

做中学，学中做。做不思，则学不精；学不思，则原地走，思维得不到提高。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，应当是在他们于观察之后主动想要找出事物本质的时候，他们将利用所学，通过思考去探究和发现。科学探究不只是外在的活动，更是学生思维的内在活动。只有重视探究式活动设计，重视科学思考，才能让思维之火照亮学生的成长之路，这是所有科学教师的期待。

参考文献

[1]刘建强.基于科学隐喻的概念教学：意涵阐释与实践探析[J].课程教学研究，2016（11）：53-57.

[2]高国爱.如何利用课堂提问提高小学科学教学质量[J].科教文汇（下旬刊），2016（10）：129-130.

（责任编辑 郭向和）