对小学生科学思维能力培养的探索与实践

许水勇

浙江省绍兴市上虞区长塘镇中心小学(312352)

科学思维是科学探究的核心，正如江苏省特级教师曾宝俊所说：“应该让科学探究发生在学生的头脑里，让思维体现在手指尖，而不能为做实验而做实验。”那么如何提高小学生科学探究活动的思维含量，寻找思维发展训练的着力点呢？

1 强调先思后做

所谓“先思后做”，就是要在动手实验前先经历思维的过程，通过有目的地创设载体，给予学生思考的机会，使学生明白实验的目的和意义，而不是在教师牵引下盲目地“为实验而实验”，“为探究而探究”。

如“热是怎样传递的”一课，在引出问题后，教师没有急着引导学生做实验，而是先出示材料：一根金属条和酒精灯，讨论在金属条的一端加热，有什么方法可以帮助我们“看”到热传递的过程？

学生1说：可以用手慢慢地摸过去。(讨论其可行性)

学生2说：可以用温度计测量。(讨论我们实验室的温度计只能测量空气或液体的温度，固体的温度不能测量)

学生3说：可以在金属棒上涂一层蜡油，观察蜡油融化的过程。

学生4说：可以在铁棒上粘上一根根火柴，观察火柴掉下的过程。

学生说的每一种方案，都有思维的积极参与，尽管有些方案并不可行，但在讨论的过程中，学生的思维得到了激活，方法也进一步明确。再如“点亮小灯泡”一课，当引出探究问题后，教师先让学生思考并尝试画出各种点亮小灯泡的方法，然后再根据图画检验自己的想法，在此基础上作出调整，理解电流连通的规律。笔者也见过很多“简洁”的科学课，抛出问题后就直接引导学生开展实验，虽然那样实验也很成功，但这个看似完美的探究不是学生主动探索的结果，而是在教师的牵引下学生做的被动探究，学生的思维怎能得到真正的发展呢？

“先思后做”还强调培养学生的猜想意识和质疑精神，这里的“思”即猜想和质疑的含义。猜想和质疑是学习者研究、探索过程中非常重要的环节，也是思维训练的有效载体，教师要为学生创造一个和谐、民主、宽松的学习氛围，引导学生积极猜想，敢于质疑，思维空间才能得以驰骋。

2 适时出示材料

材料具有很强的暗示性，一种材料就预示着一个现象，因此，教师要把握好材料出示的时机和方式，避免因材料呈现时机不当而弱化学生独立设计实验的能力，抑制思维的发展。

如在教学“声音是怎样产生”一课时，教师向学生提供了皮筋、尺子、试管、有水的水槽、锣鼓、音叉、哨子等丰富的材料，可学生却无所适从，又玩这又玩那，锣鼓声、哨子声响成一片，根本听不到皮筋、尺子发出的声音。看上去场面热烈，事实上探究的效果很差。同样教学“声音是怎样产生”一课，有教师给每个小组准备了钢尺和皮筋，又随机给不同的小组准备了音叉和水盆、鼓和小泡沫块等材料组合，并允许小组间互相交换材料，通过这些典型材料的组合来丰富实验感知，并提供更多的证据来验证自己的假设，学生在活动中既获得了知识，又体验了探究的乐趣。

再如“液体的热胀冷缩”一课，教师引导学生回顾了上节课的内容，说说水在受热或受冷后，体积会怎样变化，然后提问：我们能清楚地观察到这种变化吗？

学生说：不能。

教师：那么怎样才能明显地看到水的体积变化？

教师随即投影出示了一组材料：带细玻璃管的球形烧瓶、大号烧杯、红墨水等。

教师：你能用这些材料来设计实验吗？

学生纷纷举手。

深入分析，这节课的思维训练点应该落实在“试管受热，气球皮的变化不明显，怎样才能明显看到水的体积变化”，学生可能会提出用更薄的气球皮，更多的水，更细的试管等办法，然后逐步引出最佳方案，如果没有经过充分讨论，直接出示一组材料让学生设计实验，则大大降低了活动的思维含量。

材料出示的秩序代表着思维的层次性，材料的无序和发放的无结构性使得学生的思维活动始终处于模糊的状态。所以在准备材料的时候，我们就要考虑怎样用材料驾驭学生的思维，准确把握材料出示的时机和方式，懂得材料出示要“犹抱琵琶半遮面”。

3 提供思维脚手架

当学生缺乏某些操作方法和能力经验，思维陷入停顿时，教师不能简单地布置任务让学生自行探究，而应创造条件，搭建合理的思维脚手架，帮助学生顺利完成探究任务。

如还是“液体的热胀冷缩”这节课，教师在备课时就考虑到观察气球皮的变化现象不明显，怎样才能明显看到水的体积变化，让学生独立设计实验有一定的难度，因此笔者在教学中设计了以下环节：

出示两个装有差不多水的杯子，问：这两杯水哪杯多，哪杯少？

学生猜测后，教师提问：有没有更好的办法来判断？

学生回答用有刻度的杯子来测量等办法。

教师给予肯定后，出示两个杯口直径小一点的杯子，并把两杯水分别倒入杯中，再请学生来判断。这时学生能比较清楚地判断水的多少。

教师：为什么用杯口直径小一点的杯子可以比较清楚地判断？

教师：如果用杯口直径更小的杯子来比较，能看得更清楚吗？

学生给予肯定的回答。

有了这样的思维铺垫后，再请学生来设计如何能明显看到水的体积变化的实验就容易了许多。教师先提供一张画有圆形烧瓶的设计稿，让学生在图上画一画实验改进的方案，然后交流评议，确定实验方法。

再如“电能从哪里来”这节课，学生在理解了水力、风力的发电原理后，对火力、核能发电，学生理解有困难，难点在于是什么力来驱动发电机的转子。这时教师可以给学生演示水烧开时壶盖被顶起的情形，帮助学生理解火力、核能发电原来是利用水加热产生的蒸气的膨胀力来驱动发电机的。

小学生的思维能力还有限，在遇到具有思维跳跃性的探究项目时，教师应适时创设解决问题的情境或提供有联系的材料，构建思维的桥梁，搭建思维的脚手架，达到“跳一跳摘到桃子”的效果。

4 重视研讨交流

实验后的研讨是思维火花碰撞交流的重要时刻，也是思维训练的有效时机，教师要善于引导学生把自己对问题的见解和相关依据说出来，可以经常性地提示学生：“你是怎么想的？”“为什么这么说？”“你的证据呢？”切不可为了尽快得出既定的结论而过多地控制和打断学生的思维。

如在教学“摆的研究”一课时，学生完成了“改变摆锤重量”的实验后有一个小组根据他们的实验结果发表了不同的看法，教师看了他们组的数据，向着全班同学说：“出现这样的数据有可能吗？”“不可能！”其他组的同学大声说。“对！你们组的结果与其他组相差很大，说明你们的实验是不正确的。”接着教师在黑板上板书正确的结论。

课堂上出现不一致的数据和现象，原因是多方面的，教师要给予学生充分的交流时间和机会，抓住契机对特定的问题进行深层次的思考，尤其是不同观点的交锋更能引发学生积极的思维活动，促进对问题的深层理解，指引思维向更高的水平迈进。

教学中要形成深入研讨的氛围，教师还应注意以下一些细节：

(1)有条件座位可以围成圆形，实验证明，一排排的座位和围成圆形的座位，后者的交流参与度更高。

(2)适当延长提问之后的等待时间，留足学生思考的时间。

(3)要求发言者目光转向同伴，使更多的学生参与到交流中来。

科学思维的培养不是一朝一夕就能完成，需要每堂课的精心设计和细心指导，要坚决摒弃“为探究而探究”作秀的观念，用思维的发展来检测学生的探究行为，真正实现提升学生科学素养的目标。