科学实践促进学生科学思维生长的探索

李强

摘要：在小学科学教育教学中，科学实践、探究活动和科学思维是相互促进、无法分割的。基于科学实践，在有趣情境中激活思维，在科学观察中发展思维，在交流讨论中提升思维，能有效促进学生科学思维生长。

关键词：科学实践;科学思维;科学观察;思维激发

“2011年，美国国家研究委员会（NRC）发布了《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念和核心概念》，提出科学实践的概念，并确立该概念在科学教育中的首要地位。”[1]科学实践是学生在科学学习过程中，结合学科知识和学生已经具备的数学、科学推理、科学论证、科学解释等能力，为解决科学问题而展开的研究活动。科学实践更加强调各种能力的发展及运用，不再是按部就班的执行，而是亲身的参与，每一种能力都可能是实践的开始;更关注主体和客体之间的互动过程，更强调学生的亲身体验和经历，在真实的活动中形成科学素养。

笔者认为，小学科学教育教学应该在科学实践中进行，科学学习要与学生身边的真实问题相联系，挖掘学生所熟悉的生活中的真实情境，并加以利用，“不光包括客观物质性的‘动手，也包括蕴含大量创造性思维和科学理性的‘动脑‘动嘴‘动笔。”[2]科学实践中，教师应该把促进学生思维生长作为教学的重要目标，关注学生想法如何形成和发展，促使学生主动有意义地思考，发展学生的思维能力，使学生形成科學的思维方法，并用其指导整个科学实践活动，进而引发新的思考，提升他们的探究能力和自主学习能力，促进他们科学素养的形成。

一、在有趣情境中激活思维

小学生对周围世界具有强烈的好奇心和求知欲，因此在科学实践活动时，教师要善于利用他们的这一特点，将科学知识融入真实、有趣而又神奇的情境活动中，诱发他们的探究兴趣，让思维的“嫩芽”突破泥土。

如在学习苏教版小学科学教材三年级“空气占据空间吗？”时，相对于固体和液体，空气过于缥缈，学生看不见摸不着，很难理解“空气占据空间”这一概念，学习起来就有点困难。学习的兴趣不浓，就不利于学生思维的激发，因此本节课的实践活动就变得尤为重要。为了激发学生学习兴趣，在本节实践活动的一开始，教师将纸团塞进透明玻璃杯底部，快速将玻璃杯杯口朝下垂直按入水槽，然后问学生：“玻璃杯里的纸团湿了没有？”大部分学生都会很肯定：“湿了。”到底有没有湿，要让学生自己看结果。教师迅速将玻璃杯垂直向上拿出，然后让学生上台取出杯底的纸团，并摸一摸，看看纸团湿没湿。这时，他们的好奇心就被极大地吊了起来：“为什么纸团在水中没有浸湿呢？”这时，教师不要急于给出答案，要让学生自己动手做一做，看纸团会不会湿，想想为什么。学生会带着巨大的疑惑，不停地思考，进而解决疑问，收获知识，同时提升了思维能力。

教师还要注重给学生营造一个轻松愉悦的课堂氛围，让学生体会科学课的未知性和趣味性，使他们产生学习科学的兴趣，逐渐培养他们的创造性思维能力。比如，在教学苏教版小学科学教材二年级“玩玻璃纸”时，教师先通过一段舞台上演员裙子颜色发生变化的视频，让学生产生裙子为什么会变色的疑问，进而引发学生强烈的好奇心。在这个好奇心的驱使下，学生会更专注于课堂上玩玻璃纸的实验，带着疑问和好奇心，想要弄清楚裙子变色的秘密。这既能激发学生创造性思维，又能让学生体会运用科学知识解决实际问题的乐趣，也进一步提高了学生探究奥秘的思维能力。

“兴趣是最好的老师”，兴趣是思维发展的第一步，只有迈出这第一步，思维才能在接下来的实践活动中生长、开花和结果，才能让实践活动更具有实际意义。

二、在科学观察中发展思维

科学观察是促进学生思维的有效方法。学生在观察之前先思考要观察哪些方面，为什么要这样观察，在观察过程中可能会遇到哪些问题，如何解决这些问题。针对观察结果和自己预想不同之处，学生也会积极进行思考，对观察结果综合科学分析比较……整个科学观察活动可以促使学生主动思考，拓展延伸学生的思维，促进学生思维能力的提升。对学生思维能力的培养不能仅仅局限于课堂和教师的讲授，而应在科学实践活动中让学生有目的地自主观察，并在观察中进行持续思考，从而提升他们的思维能力。

最近特别受欢迎的“头脑奥林匹克活动”就主张通过实践和体验让学生成为知识的实践者和探索者。通过实践活动，学生会发现平时经常看得到、摸得着的东西好像与之前不一样了。因为，他们看事物的“眼”发生了变化：在以前他们只会用眼睛去看，现在学会了观察。通过观察，学生可以在实践活动中发现更多知识，同时通过实践活动，学生的观察变得更为科学。

如在教学苏教版小学科学教材一年级“树叶变黄了”时，学生知道秋天很多树叶会变黄或者变红，甚至有很多学生能说出树叶变黄的原因，这是因为他们“看”得多，但这并不是“观察”。因此在本课的实践活动中，教师带领大家先去寻找校园中“开始变黄的银杏叶”，引导他们观察这些树叶，去发现变黄的树叶有什么相同和不同的地方。学生带着这样的问题，认真有目的地去观察，很容易发现：变黄的程度不同，但是都是从一个部位开始变黄的。带着这样的初步结论，学生思维进一步扩展：银杏树叶是不是都是以这样的顺序变黄的？其他的树叶是不是也跟银杏叶一样的顺序？这样的问题让学生自主思考，发散思维，选取合适的方法，解决问题，验证自己的疑问。在这样一个有目的的观察过程中，学生的思维能力一直在生长，同时这样思维能力的生长有助于帮助学生进行后续的类似实践活动。

有“观”才有“思”，实践活动中的观察让学生的思维在整个过程中一直生长，学生的思维能力也在一次次科学观察中变得越来越强，这些都是实践活动带来的。“教无定法，但教必有法”，教师有意识地训练学生的思维，让课堂从校内走向校外，让学生从被动学习到主动学习，让科学实践更具有意义。

三、在交流讨论中提升思维

科学实践活动不是让学生简单动手操作，而要抓住学生的好奇心，适当设置一些有趣的问题，鼓励学生思考并动手解决疑问，证实想法，探寻结果。在动手操作中，会出现许多与预想相矛盾之处，这些矛盾能够引发学生的积极思考和讨论，最终会让学生发现问题，解决问题，获取知识，提升能力。

比如，在教学苏教版小学科学教材三年级“把盐放到水里”时，学生根据生活常识已经知道盐放到水里会慢慢化开，即“溶解”，这时教师提出问题：“盐在水中溶解快慢和什么因素有關？”影响的因素有很多，这是让学生带着教师提出的问题，积极思考，小组讨论。通过本次讨论，学生大胆猜测影响的因素：水温、搅拌速度、盐的多少、水的多少、杯子的大小等。这个讨论的过程就是学生思维的第一次发散，集思广益。

接着，在确定好探究的因素后，学生继续讨论：为了保证实验的准确性和公平性，我们需要注意哪些，实验步骤有哪些。本次讨论让学生明白“控制单一变量”这一概念，虽不需要明确讲出这一概念，但它已经慢慢深入学生的内心。毕竟学生通过讨论得到的知识比教师的干讲要印象深刻得多。这次讨论让学生思维更加严谨，思考的方式也更加成熟。最后，教师通过让学生对自己的实验结果进行讨论分析，总结不同组的结论，使学生在科学实践中获得更多的收获。

再如，学习教科版小学科学教材五年级“物体在水中是沉还是浮”时，教师不要让学生急于动手操作，而是先让学生大胆假设，到底哪些物体会浮在水面，哪些物体又会沉入水底，从而引发学生思考。教师让学生将自己的预测写下来，然后动手操作，看实验结果与自己的猜测有什么不同，为什么会这样。如此，不仅学生的动手操作更有目的性，记录也更完整准确，还更多地引发思考，锻炼了思维能力。然而在实际操作过程中，学生会发现同一种物体，形状不同，它们的沉浮情况也不一样。于是，教师让学生分组讨论。结合众多实验结果，学生得出结论：重的物体沉，轻的物体浮;体积大的物体浮，体积小的物体沉。是不是就是这样的呢？教师让学生针对这个结论再次进行实验操作，结果又发现物体的沉浮好像与轻重并无关系。因为比较重的文具盒并没有沉入水底，而比它轻的钢笔却沉入了水底，这又是为什么呢？教师引导学生再次讨论。这些不断出现的矛盾一次又一次引发了学生的思考，让学生在讨论中不断改进看待问题的视角和方法，使学生对科学探究活动更有兴趣，同时也为提升他们思维能力提供了更好的锻炼机会。

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》强调，小学科学教学要注重培养学生的科学探究精神和科学思维能力，培养他们良好的科学素养，进而让他们学会用科学的思维方式解决问题，成为未来型人才。“‘科学实践是学生主动参与、富有个性和创造性的学习过程，在这一活动中，学生的思维活动贯穿始终。”[3]不管是实践之前的预测，还是动手操作过程，抑或科学观察记录、试验结果分析讨论与总结，这些都离不开学生的积极思维，都是学生思维与实践活动的有机结合。以思维指导实践活动，以实践促进思维发展，才是真正体现了科学探究的本质，亦是对学生科学思维的激发，对学生科学素养的培养。

参考文献：

[1]卢姗姗，毕华林.从“科学探究”到“科学实践”——科学教育的观念转变[J].教育科学研究，2015（1）：65.

[2]唐小为，丁邦平.“科学探究”缘何变身“科学实践”？——解读美国科学教育框架理念的首位关键词之变[J].教育研究， 2012（11）：144.

[3]朱小琴.沿着学生的科学思维走[J].基础教育论坛， 2015（Z2）：106.

责任编辑：石萍