理性思考 科学探究

邱玉福　张建

摘要 理性是科学的基本特征之一，也是科学探究活动的本质属性。探究活动不是简单地动手实验，科学探究强调动手做，但更强调思维探究。在小学科学教学中，只有学生的思维参与了，才能实现真正意义上探究，才能实现学习上的发展。

关键词 探究活动；思维；发展

《科学（3-6年级）课程标准》指出：“科学探究是科学学习的中心环节。科学探究可以使学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成正确的思维方式。”教育家陶行之先生曾言：“真正的教育必须培养出能思考、会创造的人”。学会思考、发展思维对一个人的成长是极其重要的，而理性是科学的基本特征之一，也是科学探究活动的本质属性。动手动脑学科学、发展学生的科学思维能力，是培养学生科学素养的重要基础。

有学者认为科学探究过程可分为认知活动和实证活动两大系统，认知活动系统由提出问题、预测与猜想、解释交流、结论几个环节组成；实证活动系统主要由观察（实验、查阅资料）、信息的收信与分析环节组成。总体而言，无论是认知活动还是实证活动，都存在着大量的理性思维活动，科学探究的过程实际上就是引导学生不断展开理性思维的过程。但是，不少教师在引导学生开展科学探究时，关注的是课堂教学的热闹氛围。课堂上，学生的思维参与度极低，更多的是一种机械的回应，这对学生的发展帮助不大。因此，我们认为要真正实现科学探究活动的意义，必须关注学生的思维参与。

1 注重探究活动的预测

预测（猜想或假设）既是科学发展的一个重要环节和思维形式，也是科学研究的基本程序。《科学（3-6年级）课程标准》在引导学生预测方面也提出了具体要求：“能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题；能运用已有知识做出自己对问题的假想答案；能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划”。预测作为学生科学探究活动的一个重要组成部分，对培养学生的科学思维能力、掌握探究的方式等方面具有独特的功能。

然而，现实中，许多教师对预测环节并不重视，有的教师虽然也让学生预测，但多是一种走过场的形式，止于热闹的气氛，学生所得甚少。科学的预测绝不是随意性的乱说。预测必须要有依据，教师应引导学生说出预测的理由，充分调动学生已有的知识和生活经验，从而激发他们的探究兴趣。

如教学教科版五年级上册《物体在水中是沉还是浮》，教师引导学生对所提供的材料在水中的浮沉情况作出预测，并说出浮沉的理由。学生根据已有的生活经验，大胆猜测，提出四个方面的假设：一是大的浮、小的沉（体积的大小）；二是轻的浮、重的沉（物体的轻重）；三是空心的浮、实心的沉（物体的形状）；四是材料软的浮、硬的沉（材料的质地，即密度）。这些假设充分展示了学生判断物体浮沉的初始概念。通过进一步实验，学生的初始认知与实验结果产生了冲突，这极大地激发了学生的探究热情，为后续的学习奠定了良好的基础。

由此可见，有效引导预测，不仅为教学内容的延续作好了铺垫，还将对学生的探究兴趣和思维发展产生积极的影响。科学探究强调动手做，但更强调思维探究。启发学生多进行有效的预测，是学生智力和语言发展的一个重要的心理动因，对培养学生的科学思维能力起着至关重要的作用。

2 保障探究活动的有序

在学生动手探究之前，应先让他们想清楚如何设计实验、需要什么器材、在实验过程中如何控制无关变量、做的时候注意些什么、同伴间如何合作等，这些都是在动手之前需要完成的一项重要任务——掌握规则。学生只有明确了探究规则，才能有的放矢、有序地开展探究活动。目前科学课上的动手探究存在两种倾向：一是盲动：简单地认为探究就是动手做实验，问题一出示，教师就让学生“自主”探究，一阵忙乱之后学生却一无所获；二是被动：一些教师喜欢起“温馨提示”，其提示内容大多是对操作方面的要求和一些注意事项等等，或通过多媒体放映在荧幕上，或打印在纸上每组发一张，殊不知，这样的“温馨提示”俨然教师下达的指令，学生的探究也由此变主动为被动了。因此，引导学生开展科学探究必须要形成一条铁律：动手之前先动脑，而且探究的规则应该让学生自己动脑筋想，再通过师生互动加以完善、合理化。

如讨论“摆摆动的快慢可能与摆绳有关”这一问题时，教师可引导学生思考：

一是初步感知探究规则。

（1）可变量是什么，不可变量是什么？

（2）如何控制这些变量？

二是归纳细化探究规则。通过师生共同研讨，以下表的形式进行归纳整理，使探究规则更加全面、一目了然，有效引导学生的探究活动。

这样，教师舍得花时间，在学生动手探究之前对“摆绳长短影响摆动快慢”的探究规则以及各方面的事项进行周全的考虑，再辅以教师的及时指导，就能保证动手操作是在理性思考的前提下有序展开。如此潜移默化，学生就会养成科学地想事情、科学地做事情以及有条理地去考察事物的良好行为习惯。同时，学生的动手操作能力、科学思维能力以及综合素质也会得到有效提高。

3 深化探究活动的分析归纳

让学生动手实验探究的目的，是为理性思维提供有效的分析依据，并从事实数据的分析中对探究的问题作出理性的解释。但事实数据不等于结论，两者之间存在“此岸”与“彼岸”的关系，必须在两岸之间架设一条思维的“彩虹桥”。然而，不少教师往往把这个“架桥”的环节给省略了，由教师代劳问题的解释或结论，学生坐享其成。虽然，这样也能让学生记住结论，但从学生的发展而言其意义不大。

我们认为，教师在此环节绝不能松手，应创造条件，引导学生积极展开理性思维，让学生确实有所思、有所悟。如教学教科版六年级上册《杠杆的科学》，通过学生实验探究，收集到了丰富、翔实的实验事实数据（记录表略）后，作为开启理性思维的最真实的依据，在这个数据表上教师应做足文章，可通过以下四个问题引导学生思考：

问题一：阻力点到支点的距离与用力点到支点的距离之间存在什么关系？

（经过研讨，学生发现记录表中的数据可归为三类：第一类，阻力点到支点的距离<用力点到支点的距离；第二类，阻力点到支点的距离>用力点到支点的距离；第三类，阻力点到支点的距离=用力点到支点的距离。）

问题二：重物与拉力之间存在什么关系？

（经过分析，学生发现同样也可将其对应地归为三类：第一类，重物重量>所用力；第二类，重物重量<所用力；第三类，重物重量=所用力。）

问题三：上述关系说明了什么问题？

（由于之前的数据分析，学生很容易归纳出：阻力点到支点的距离<用力点到支点的距离省力；阻力点到支点的距离>用力点到支点的距离费力；阻力点到支点的距离=用力点到支点的距离不省力也不费力。）

问题四：通过上述分析，你能找出使用杠杆工作的规律吗？

（引导学生思考，在现实生活中，什么情况下使用杠杆省力，什么情况下费力。）

这样，学生通过教师提供的桥梁顺利地从此岸到达了彼岸，通过理性思考自己得出了解释或结论，从而充分磨练了学生综合分析的思维能力。