让学生在科学探究活动中体悟思维的魅力

夏晓峰

[摘 要]小学科学教学主要是让学生亲身经历科学探究活动的过程，发展学生科学思维，提升学生科学素养。然而，现在很多科学课堂存在这样一些问题：教学过程过于形式化，存在为探究而探究的现象，从根本上忽略了科学本质和科学思维。而合理的科学探究活动应该是指向科学思维的，是运用科学的思维方式获取知识的过程。科学的探究与科学思维是密不可分的，失去科学探究活动的科学思维是没有根的，失去科学思维的探究活动是没有魂的。

[关键词]思维;探究活动;对比实验

[中图分类号] G623.6[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068（2021）06-0078-03

科学探究的活动不能只停留在形式上，在关注学生观察、操作等能力的同时，更要关注学生的思维发展，通过科学探究活动引发学生的科学思维，从而发展学生的科学思维。从三年级开始，学生第一次接触科学探究活动，科学探究活动的主要目标是从提出问题、做出假设、制定计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价这八个要素进行描述的。“把盐放到水里”一课，让学生充分经历科学探究活动的基本过程，让学生主动参与、积极体验，从而发展学生的科学思维能力，提升学生的科学素养。

一、提出问题，引发积极思维

思维是由问题开始的，而科学探究活动也是从提出问题出发的，提出一些符合学生认知的科学问题，是发展学生科学思维的前提。因此，教师要善于设计问题，激发学生的认知冲突，引发学生的思维。当学生有了需要解决的问题，自然就会调动思维的积极性与主动性。在三年级时，要求学生能在教师的指导下，能从具体现象与事物的观察比较中，提出可探究的科学问题。

师：课前老师用显微镜拍下了盐在水中溶解的过程，我们来看一看吧。

提问：关于溶解，你们有没有什么想研究的问题呢？

生：水中可以溶解多少克盐？除了盐以外，还可以溶解其他的物质吗？怎样才能让盐在水中溶解得更快？……

师：大家提出了很多科学问题，科学探究都是从提出问题开始的。

教学中，通过演示把盐和沙子分别放到水里的实验，让学生充分观察盐在水中“溶解”的现象，让学生结合生活中知道的关于“溶解”的现象，提出值得探究的科学问题。学生提出问题的过程中，一定是结合自己的前概念，针对观察到的溶解现象做出思考的。而且学生提出的问题也一定是学生所感兴趣的，为后面的活动打下了坚实的基础。

二、做出假设，辩证科学思维

在提出问题之后，要让学生根据问题，依托自己的前概念做出合理的假设。当然，在教学中，我们发现，学生的假设不一定是正确的，因此在做出假设的环节中，重点不是放在学生的假设是否正确，而是要把重点放在为什么要做出这样的假设。如果学生能够做到有依据的假设，那他一定是有自己的科学思维存在的。

课件出示：探究影响盐在水中溶解快慢的因素。

提问：你们猜猜可能與什么有关？

小组交流讨论。

预设：与水的温度有关、与搅拌的速度有关……

师追问：你为什么觉得会与水的温度有关或者与搅拌的速度有关呢？（重点让学生说出做出假设的原因）

当提出“盐在水中的溶解快慢与什么因素有关”的问题后，让学生在小组中讨论，然后说说自己的假设，并加以说明。有的学生认为：盐在水中的溶解快慢与温度有关，因为平时在冲泡奶粉等时，都是用热水去冲泡的。还有的学生认为：盐在水中溶解的快慢与搅拌有关，因为在生活中冲泡奶粉时，都会用勺子进行搅拌，这样溶解得快，所以猜测盐在水中得溶解情况与之相似。也有一部分学生认为：盐在水中的溶解快慢与盐的粗细有关，等等。学生做出了很多假设，我们发现，学生的假设都是有自己的想法的，不是凭空臆想出来的，在假设之前，进行了充分思考。同时，当众多假设在全班进行交流时，又会再次唤醒学生的生活经验，诱发学生的科学思维。

三、设计方案，发展科学思维

在不同的学段，设计实验方案的目标也是不一样的。1-2年级是要在教师的指导下，了解科学探究需要设计试验方案;3-4年级是要在教师的指导下，能基于所学知识，设计简单的探究方案;5-6年级是要能基于所学的知识，设计比较完整的实验方案，初步具备实验设计的能力和控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。无论在哪个学段，设计实验方案的过程都是发展学生科学思维的能力的重要时机。

师：但我们该怎么设计实验来验证猜想呢？（板书：设计方案）

（课件出示两张报告单的半成品）师：请大家在小组内交流讨论打算怎么做这个实验。

展示小组的实验设计，寻找最优化的方法。（重点强调为什么要用相同体积的水和相同质量的盐？）

实验1的方案汇报环节：

师：哪个小组和大家交流一下关于第一个假设的设计方案？

学生汇报。

师相机提问：要想证明与水的温度有关，我们可以准备温度不一样的一杯冷水和一杯热水，那这两杯水能不能一杯多，一杯少呢？为什么？

师：准备的两份盐能不能一份多，一份少呢？为什么？

师：这两份盐能不能一份先放到水里，另一份后放呢？为什么？

师：能不能用搅拌呢？为什么？

师：那我们怎么样才能比较出哪杯中的盐溶解得更快呢？

师小结：我们要想证明盐在水中溶解的快慢是否与水的温度有关，那我们只能改变水的温度这一个条件，其他的条件都不能改变，科学上把这样的方法称为对比实验。（板书：一个条件改变、其他条件不变——对比实验）

实验2的方案汇报环节：

师提问：要想证明是否与搅拌有关，我们应该改变哪个条件？哪些条件又是不能改变的呢？

当学生针对影响盐在水中溶解快慢的因素做出了很多的假设后，这时教师引导学生设计相应的实验方案来验证假设。比如：怎么样设计实验来验证盐在热水中比在冷水中溶解得快？教学中，首先让学生在小组中进行充分讨论、思考，当学生提出将盐分别放到热水和冷水中进行比较时，教师要引导学生思考：冷水和热水的体积是否要相同？准备盐的质量是否要一致？把盐放到水里的时间是否要相同？能不能搅拌？等等。如果学生提出要将相同质量的盐分别放进相同体积的热水和冷水中时，教师依然要引导学生思考：为什么要准备相同质量的盐？为什么要准备相同体积的热水和冷水？在这样的过程中，教师不断地引发学生思考，渗透对比实验的概念，同时针对“是否与搅拌有关”这个假设，则是放手让学生根据刚才对比实验的经验，思考哪个条件要改变，哪些条件不能变，从而不断发展学生的科学思维。

四、实验验证，激活科学思维

实验是科学教学的主要阵地，学生通常是在有效的科学实验中获得科学认知的，科学素养逐渐得到有效提升。实验验证是科学探究活动中的重要一环，同时也是验证假设的基本途径。对于小学生而言，如何掌控科学實验操作的环节，是教师研究的主要方向。科学探究活动中，学生经历了提出问题、做出假设、设计方案等环节，从而再进行实验验证。科学实验不能仅仅是实验操作，而是要让学生根据实验中的现象和发现，对之前做出的假设进行验证，从而思考做出的假设是否正确，不正确的假设中有没有科学的要素。只有真正地经历有效的实验验证过程，才能真正地激发学生的科学思维。

提问：这是一杯100毫升的水，大家猜猜能溶解多少克的盐呢？

（重点提问：如果一直往水中加盐，会不会一直溶解呢？）

师：老师给大家准备了一些实验材料，那我们怎么根据提供的实验材料设计实验方案呢？

【出示材料：一杯100毫升的水、盐若干（10克*4）、一根搅拌棒】

小组内讨论后全班交流。

在研究100毫升的水中可以溶解多少克盐的问题时，首先让学生进行猜测，猜测的重点是“如果一直往水里加盐会不会一直溶解”，然后再提供学生相应的实验材料，让学生根据老师提供的材料，有目的地设计实验方案，当然对于三年级的学生来说，并不要求学生能得出精确的结果，重点是通过实验让学生知道一定体积的水中溶解的盐的质量是有限度的。紧接着再提出“100毫升的水中可以溶解多少克糖”，学生猜测时的重点是溶解的糖和盐会不会一样，并让学生根据刚才实验的方案设计来研究，最终得出“相同体积的水中溶解的盐和糖的质量不同”的结论。

五、交流评价，增强批判思维

学生思维活动最活跃的时候往往是发生在他们讨论、交流时，这是培养他们思维活动最好的时机。但现在的科学课中，教师们还是习惯于让学生在探究的活动中获取某一个科学结论，而且仅仅是得到这个结论。甚至有时教师为了让学生得到科学结论，想尽一切办法引导学生的思维向教师想要的方面去，然而这样的课堂就不存在科学思维。

我们在教学中，3-4人为一组，列举出小组内的全部观点，给每个小组记录纸，把自己小组的观点按照顺序记录下来，然后组内开始排除，强调每一次排除都要说出理由，最后教师可以记录下所有小组的排序，展开广泛的讨论，直到筛选出核心观点为止。课堂中需要大量观点进行归纳分析时都可以采取这样的方法。

培养学生的科学思维是一个系统而复杂的过程，科学教师应该结合课堂教学悉心呵护学生的主动思考的品质，积极培养学生科学思维的技能并且强化科学思维的意识，通过科学探究活动，促使学生科学思维得到充分发展，从而达到提升学生科学素养的目的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 费志明，郎微波. 议科学探究中学生思维的不可替代性[J]. 中学课程辅导（教学研究），2017（11）.

[2] 廖冠彬，李萍. 让思维插上科学的翅膀——浅谈如何通过发展学生思维促进学生对科学的主动探究[J]. 新课程·小学，2013（12）.

（责编 韦淑红）