在探究过程中培养学生的科学思维

郝春丽

小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，通过科学课程的学习，学生能够体验科学探究的过程，实现自我学习能力的发展。小学科学教学，就是要在教学过程中实施基于科学思维的探究式学习，培养科学素养。那如何在探究过程中培养学生的科学思维，发展学生的科学素养呢？

一、创设问题情境，引发认知冲突，激发学生主动思维

科学研究始于问题，科学研究的过程是提出问题和解决问题的过程。在小学科学课堂教学中，教师可以创设鲜活的问题情境，引发学生认知冲突，从而在探索过程中激发他们主动思维。

例如，教学《热胀冷缩》一课时，教师演示铜球实验。起初，铜球可以很容易地通过线圈，可是当教师把铜球放在酒精灯上加热一段时间后，再把铜球放入线圈，学生惊奇地发现，铜球竟然通不过线圈了！“怎么会这样呢？”学生不约而同地发出了疑惑的声音。正在他们充满好奇之时，教师把铜球放入凉水中进行冷却，再次试验时，同学们发现铜球竟然又可以通过线圈了。“这又是怎么回事呢？”“难道跟加热和冷却有关？”教室里一片沸腾，试验激发了学生主动思维，激起他们进一步探究的愿望。

再如，教学《电磁铁》一课时，教师拿出一颗螺丝钉告诉大家这是一颗没有磁力的螺丝钉，但教师却有办法把它变得跟磁铁一样，可以吸起东西。紧接着，教师拿出一根较长的导线，把导线绕在螺丝钉上，再把导线的两头分别接在电池的正、负极上，最后拿出一些针，把螺丝钉头对准那些针，只见一根根针像被施了魔法一样，被螺丝钉吸了上去。“哇！真的吸上来了！真的不可思议！”学生的新旧认知产生冲突，由此激发他们学会主动思维和积极探索。

问题是思维的起点，在课堂教学中，根据新旧知识间的联系，巧设悬念，引发学生的认知冲突，激发他们进行主动思考，产生进一步探究的欲望，有利于培养学生的科学思维。

二、设计探究活动，引导科学实践，促进学生积极思维

对于小学科学这门课程来说，最主要的内容就是开展科学实践。在科学实践的过程中，学生进行自主探究活动，是学生学习科学的重要方式之一。为此，在小学科学课堂教学中，教师还可以通过设计实践探究活动来促进学生科学思维的形成。

例如，在教学《点亮小灯泡》时，教师先以美丽的灯光吸引学生，激起学生探究小灯泡秘密的欲望。“怎样才能点亮桌上的小灯泡呢？”以此来引导学生利用桌面上的材料大胆尝试、自主探究，同时请学生把电路连接的情况用简单的符号画出来。就在学生反复尝试、不断探究的过程中，脑中思维的运转就像电波一样流动着、闪亮着。在此基础上，教师及时引导学生对不同的连接方法进行对比。学生发现：电流必须从电池的一端经过用电器流向另一端，才能建成一个完整的电路，由于电在电路中的流动是看不见的，我们只有通过小灯泡亮与不亮来判断电路中是否有电流通过。

再如，《测脉搏》一课，“人体心跳变化的一般性规律究竟是怎样的呢？”“平静状态下的心跳次数是多少？”“运动后心跳会怎样变化？”“运动后心跳次数需要多长时间恢复？”学生一听便开始毫无根据地乱猜，但科学需要证据，那些凭空想象出来的数据没有经过检验，是没有说服力的。这些都需要实际测量来验证，从而了解人体心跳变化的一般性规律。那怎么测量？如果操作的方法不对，收集到的数据就不可能是准确的。如果数据不准确，得出来的结论必然是错误的，这样的结论就失去了它的价值和意义。这样启发之后，学生开始开动脑筋，积極地思考。开始规划测试项目、测试对象，规划实验流程，从而确定先做什么，再做什么，确定每一环节收集什么数据？有哪些要引起注意的问题？经过一番细致的准备工作，学生终于明白了自己接下来的目标，弄清了需要做什么，怎么做，先做什么，后做什么，实验中需要注意的问题有哪些，大家怎样分工合作，这样一来，学生通过自主探究，形成积极的思维品质，提升了科学素养。

可见，在课堂教学中，教师设计一系列探究活动，引导学生展开科学实践，并在科学实践过程中进行自主发现，最为直接有效地推动了他们科学思维的形成和发展，从而进一步提高了学生解决问题的能力，提升了他们的科学素养。

三、“做”“思”融合，共生共进，发展学生科学思维

对于小学科学教学来说，探究与思维，犹如鸟之双翼、车之双轮，二者相辅相成，相互融合，教师必须同等关注，才能使学生的科学学习从“有意思”走向“有意义”，“思”催生“做”的动机，“做”促进“思”的发展。

例如，在教授《定滑轮和动滑轮》这一课时，学生探究发现：使用定滑轮不省力，而使用动滑轮则可以节省一半的力，于是产生这样的困惑：“滑轮结构相同，只改变组装的方式，为什么一个不省力，而另一个却可以节省一半的力呢？”这时，教师引导学生观察这两种滑轮，并进行分析：在使用定滑轮时，如果把这个固定的不动点看成是一个支点，那么哪个点是力点，哪个点是重点呢？学生经过观察后发现：滑轮一边的钩码使滑轮承重，可以看作是阻力点，那么，测力计挂的地方就应该是动力点。从而发现：定滑轮实际上就是变了形的杠杆，这种杠杆的支点在中间，在圆心位置，而阻力点和动力点在轮子的两边。

进一步研究又发现：在重点和力点距离支点一样近的情况下，定滑轮是不省力也不费力的特殊杠杆。接下来对于动滑轮研究，也引导学生自主学习，触类旁通。发现动滑轮竟然也是一个变了形的杠杆。这样，通过引导学生进行比较，并在比较中进行分析，在探索知识的过程中，无形地深化了学生的思维。

如，教学《使沉的物体浮在水面上》时，当学生发现沉入自己水槽里的土豆放入教师的水槽中时却浮在水面上，不由得产生疑惑：

“同样的土豆，怎么会是这样不同的结果？”

“难道我们的水和老师的水不一样？”

“老师，我听说过死海不死是因为死海的含盐量高，您不会用的是盐水吧？我得尝一尝，检验检验！”

这时，教师“纳闷”了，反问道“你怎么这么肯定老师用的是盐水，而不是其他物质呢？”“莫非你有证据？”此时，教室里一片寂静……

“老师，您有盐吗？我们可以用盐试试看呀！”

“你们确定要用盐试试吗？你们打算用多少盐呢？”

在学生确定要用盐试验来证明自己的猜测后，他们开始往自己小组的水槽里加食用盐，并称量、搅拌……不一会儿，同学们发出了欢呼声：容器中的土豆真的浮起来了！这可真是一个小小的奇迹！

科学探究活动意义重大，作为科学教师，我们有责任为学生创设一个情境，有责任为学生创设一个“场”——一个充满了科学奥秘的“场”，一个能启发学生知性和灵性的“场”，一个能激发学生坚持去学习、去探究的“场”。在这里，学生的探究活动既是学习方式，更是学习习惯，在探究的过程中，学生将获得学习的快乐。

总之，科学思维作为科学素养的重要内容之一，教师必须立足课堂创设鲜活的问题情境，同时针对要解决的实际问题，引发学生认知冲突，引导他们自主探究，在探究中主动思维，将探究与思维相互融合，从而促进学生发现方法，提高能力，发展科学思维，提升科学素养。

（作者单位：山西省太原市小店区八一小学校）

（责任编辑  张妤）