科学探究活动的内核：学生问题思维

□江苏省苏州市吴江区七都中心小学 张芳

科学探究活动的内核：学生问题思维

□江苏省苏州市吴江区七都中心小学 张芳

实验是进行科学探究活动的一种重要方式。学生的科学实验过程是一个运用科学思维方式探究问题，建构知识的过程，思维贯穿于科学实验的全过程。学生的科学实验活动“动手做”与理性思维是紧密结合、融为一体的。教师应注重让学生在思维中探究，在探究中思维，有效把握学生探究过程的思维活动节奏，促进学生问题探究思维的发展。

科学探究实验 问题思维 过程生成

科学课程标准强调“科学学习要以探究为核心”。探究活动是发展科学探究能力、培养科学素养的载体。科学探究的能力，其核心是科学思维方式的建构。科学探究的终极目标是养成学生的这种理性的思维方式，从而形成科学研究的技能和方法。“科学思维是科学探究的核心和灵魂”，科学教育的过程要真正体现科学探究的本质，就必须把焦点置于发展学生的科学思维能力。

一、基于问题本质，展开科学探究思维空间

科学探究的本质是问题思维，探究活动的过程是问题思维的过程。探究活动由问题展开，思维就成为整个探究过程生成的决定因素。因而科学探究实验自始至终围绕着问题展开。根据小学生的心理特点、认知能力和思维特征，科学问题情境的设计要充分考虑问题情境与学生认知的兴趣性与亲近性，充分考虑探究与思维过程的生成性，追求学生在科学探究活动中思维的发展价值。这关系学生对探究活动的参与状态，也关系学生思维的活泼性与积极性。

对于感兴趣的问题，学生想问，想探个明白。问是一种思维能力，带着问题进行探究，才能激活思维，获得知识。问题可以是教师直接提出有启发性的问题，也可以是学生通过观察某种现象发现问题、由学生自己提出，等等。但应该注意引导学生探究和挖掘思维过程中所得到的那些可以继续拓展的思维结果，我们可以选择一个有价值的活动深入地把它做好、做足，设计活动时预设思维路径，并随着路径层层展开问题思维空间。如在教学《物质的混合》一课时，我通过四个逐层深入的提问：豆子和沙子能不能分离、可以用什么方法来分离、为什么可以用这些方法来分离、分离混合物时要注意什么问题，引发学生深层思考。于是学生提出根据它们的大小不同用筛子分离、根据它们的重量不同用敲打盒子底部的方法分离等方法。此时学生的探究思维沿着正确的发展方向前进：判断混合物能否分离应该根据混合物的不同特点来进行分离；分离还要注意保持分离物的原样。这样的问题设计，可以让学生在原有的思维基础上获得思维拓展的空间。

二、基于问题探究，细化理性思维活动

在科学课中特别强调“把手和脑都放在科学上面”的学习指导策略。实验的过程是既动手又动脑的过程。手脑并用是科学探究活动的显著特征，在思考中实践、探究，又在实践中反复思考、发现。只有细化实验的思维活动，才能使学生在动手中有所发现，生成问题，生成实验探究过程。

1.通过探究过程性，优化思维的过程性。科学探究的过程不仅是获取科学知识的过程，更是一个思维运动过程，教师不能代替学生的思维；“信息”可以灌输，但“理解”却不能，因为理解是由自己思维来实现的。科学问题探究直接指向理性的思考，所以在整个探究学习过程中，教师应让学生通过亲身的探究实践，依托同位互动、同思互动、异思互辩等多种思维互动，使学生的思维处于冲动状态，并丰富学生的认知体验，使情感与思维从一个高潮达到再一个高潮。如《马铃薯在液体中的沉浮》的课上，教师先让学生把马铃薯分别放入两杯液体中，观察它的沉浮情况。学生发现了一沉一浮两种现象，纷纷猜测第二杯是盐水，提出可以通过实验来验证：一种方法是重新调制一杯盐水，看马铃薯在盐水中的沉浮情况；另一种方法是将这种不知名的液体取一汤匙在酒精灯上加热，如果有白色粉末出现，则说明是盐水。学生通过两种方法同时进行实验。结束后，教师质疑展开思维互动：“你们能肯定这些液体一定是盐水吗？我现在给你们一些白糖和味精，你们调制一些白糖水和味精水，看马铃薯在这些液体中的沉浮情况。”学生再次实验。实验后，学生释疑：“马铃薯在浓糖水和浓味精水中都是浮的，而在淡盐水、淡糖水、淡味精水中是沉的。”结论还是确定不了。教师追问：“你们能说说使马铃薯沉的第一杯是什么液体吗？”在这个活动中，学生经历了一个推理的过程、实证的过程、质疑的过程，经历着一个个的矛盾冲突，他们在直观感知的基础上进行着理性思考，其思维表现出全面、周密、严谨、理性的良好状态。

2.开放质疑空间，张扬思维批判性。基于观察和实验的交流、讨论是形成科学解释的重要环节，学生思维往往在交流和讨论中最为活跃。所以应注重学生的交流汇报，通过小组交流、大组汇报等不同形式，引导学生表述时说出前因后果，对探究结果作出解释，并且引导他们学会在分析的基础上综合，在分析、综合的基础上比较、概括。

三、基于验证过程，提升问题思维层次

科学探究活动过程的互动是思维互动。有互动才有思维层次的提升。科学探究的验证过程就是思维互动过程。互动可以突破个体思维定势和局限，更见思维的发散性、广阔性、周密性、正确性。过程的互动能有效帮助学生进行探究全过程的整理、反思，形成科学问题探究思维方式的自我建构，问题思维的提升。

1.问题探究失败的验证。学生的科学问题探究有成功的，有失败的。成功与失败都与探究的问题思维过程相关。面对一个科学问题，一个前人作出的结论，一种自然界中发生的现象，首先思考的是如何求解，选择什么途径与方法获取想要得到的结果。如果上述问题的思维出了偏差，自然会导致探究结果的不成功。而学生个体往往受到思维局限，或思维定势的影响，对过程的验证不到位，不能清楚发现其中存在的思维、方法上的失误，找不出导致探究失败的原因。就一个科学问题，若涉及的内容范围、知识的相关性、事物之间的联系不明确，那么就会造成探究思维的不正确，探究途径、方法的不适合。一个实验要涉及材料、材料与知识的内在联系、操作的方法等，在这些问题上思维缺乏周密性和正确性，同样会导致实验的失败。对于探究实验失败的结果就需要教师搭建生生、师生的思维互动平台。在民主的、积极的、活泼的互动环境中，师生参与过程验证，对问题展开全面分析，对过程进行细致深刻反思，突破问题思维的盲点，冲出问题的“死角”，找准问题的“症结”，明白失败的原因，作出解决问题的正确结论。这样的验证过程可拉长科学问题思维，使学生对科学认知、科学问题探究思维、探究能力由验证过程上升一个层次。

2.问题探究成功经验的验证。学生科学问题探究成功经验的验证同样能收获提升问题思维层次的效应。学生探究问题的成功经验的验证具有亲近性，更具有启发性。对学生个体或小组对于问题探究，或科学实验的成功经验进行验证，可见识到一个探究科学问题的思维模型，追求探究问题结果正确途径的方式，有利于每个学生个体知识经验的自我积淀和提升，促进学生科学问题思维的发展。

张红霞.科学究竟是什么[M].教育科学出版社，2003.