做思共生：小学科学实验教学的真谛

徐文涛　顾长明

【关键词】做思共生 实验教学

儿童发展 小学科学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）07A-

0071-02

《科学（3—6年级）课程标准》中明确提出，要“鼓励儿童通过动手动脑‘学科学。”心理学研究结果表明，对于孩子来说，他们的思维发展往往要依赖于动手操作，同时，动手操作可以有效促进他们的思维发展。小学科学实验教学的内容正好适合学生的这一心理发展特征。作为小学科学教师，要牢牢把握学生的心理发展特点，引导学生手脑并用，边做边思，以思导做，力求形成做思共生的科学实验教学状态。

一、以做促思——利用“做”的事实，促进“思”的转变

前苏联著名教育家苏霍姆林斯基曾说：“儿童的智慧在他手指尖上。”儿童发展心理学研究发现，动作是儿童心理发展的重要标志，不同的动作代表了儿童心理发展的不同阶段。动作在帮助儿童积累经验、促进儿童心理发展方面具有不可替代的作用。儿童动作技能的发展直接影响着心智技能的发展，心智技能反过来又会促进动作技能的形成和完善。小学阶段学生的思维特点以形象思维为主，对他们来说只有通过动手操作，在获取直接经验的基础上，通过对比、分析等思维活动，才能提高认识的深刻性，才能让获得的认识内化吸纳，从而拓展思维的广度和深度，促进思维的不断深化和发展。

[案例]研究“空气占据空间”

师：（手拿玻璃杯和纸巾）同学们，如果把纸巾塞到玻璃杯的底部，然后把玻璃杯倒扣，垂直插入水中，纸巾会湿吗？

生：（齐）会湿。

师：请同学们试过后，再来回答这个问题。做的时候，请同学们一定要把玻璃杯倒扣，垂直插入水中。

（学生分组实验，不时发出惊讶声。）

师：通过动手操作，同学们一定有了新的发现。请同学们分享一下自己的发现。

生：本来我以为纸巾会湿，结果发现只有很少的水进入到杯子里，杯子里的水面与纸巾的距离很远，所以纸巾没有湿。

生：我发现我们的猜想可能和事实是相反的。

生：水为什么不能进入玻璃的里面呢？

师：其他同学想过是什么原因吗？

生：杯子里面可能有空气，因为我们刚才杯子一歪，看到有气泡冒了出来。

生：玻璃杯中有空气。我想空气就像人一样，需要占一个地方。

生：因为空气被水挡住了出口，出不来，就只能呆在杯子里了，水就进不去了。我想，如果把空气放出来，水就会进入到玻璃杯中。

师：同学们的解释很有道理。现在就请你想办法把玻璃杯中的空气放出来，看看会发生什么现象。

（生操作，水进入玻璃杯，纸巾湿了。）

[分析]学生不是一张白纸，而是带着一定的知识经验来到课堂的，这就是我们所说的“前概念”。学生的前概念往往具有片面性，有些甚至是错误的，但又是“根深蒂固”的。如果只靠教师的凭空引导来改变学生的认识，可能一节课下来收效甚微。在教学中，教师要根据实验内容灵活地引导学生通过“先做”获得形象的理解，在此基础上进行思考，通过与片面甚至错误的前概念进行碰撞，从而形成科学的概念。《走向一种意义的逻辑》（皮亚杰著）一书中指出：动作是智慧的根源，是产生意义的基础，动作的意义是主体获得理解的唯一手段。也就是说，只有在“做”的基础上产生的“思”才更具有实际意义，才有助于学生新知识的建构与升华。上述案例中的教师正是基于此，通过“做”让学生发现自己已有知识经验中存在的错误，通过“做”认识到“空气要占据空间”，通过“做”让思维得到深化和发展。当然，这种先“做”应该是学生带有一定学习动机的自觉行为，是一种有实效的“做”，而不是盲目的“做”。科学教材中还有很多内容，完全可以让学生在充分“玩”的基础上，通过讨论、分析、概括等思维活动得出科学的结论。

二、以思导做——打开“思”的空间，提高“做”的效率

我们知道，儿童对物质世界的认识和思维依赖于动作和具体形象，因此在科学学习的过程中重视学生的操作体验是没错的。但是，如果没有适当的先“思”，只是让学生盲目的“做”，那么这种“做”的意义就不大。在实际教学过程中，教师要根据教学内容和学生特点，在动手操作前灵活地引导学生先动脑，打开学生的思维空间，让学生想一想：该如何设计？需要哪些材料？小组成员如何分工？需要控制哪些条件（变量）？……真正做到“想好了再做”。这样既可以发展学生的思维深度和广度，又可以提高学生“做”的效率。

[案例]研究“小车运动的快慢与什么因素有关”

师：刚才同学们已经确定了实验中需要的材料。那你们能用这些实验材料证明假设是否正确吗？

生：（异口同声）能。

师：下面请两位同学上来和老师共同做一做“可能和拉力的大小有关”这个实验，其他同学认真观察实验中的操作是否科学。

（演示：用1个钩码时，小车起点到终点的距离近；用2个钩码时，小车起点到终点的距离远；用3个钩码时，小车起点到终点的距离更远。实验结果说明，拉力越大，用的时间越多。）

生：我认为这样做是不公平的。每一次的起点和终点应该保持不变。如果拉力和距离都变化了，那么最后的结果就不知道是什么原因造成的。

（其他学生纷纷附和。）

师：好，行驶的距离要相同。请同学们再次观察，下面这样做行不行？

（教师确定好了起点和终点，再次实验。第一次实验时小车内不放重物，第二次实验时小车内放入重物。）

生：老师，小车的重量也应该是一样的。

师：你们觉得还有哪些条件也应该一样？

生：拉车的线也应该一样。

生：每次走的路面也应该一样。

师：看来同学们确实聪明，要验证“和拉力的大小是否有关”，需要注意这么多方面，那么，要验证“和小车的载重量是否有关”“和路面的光滑程度是否有关”时，又该注意什么呢？

（学生交流后，分组实验，实验活动有序而高效。）

[分析]“动手之前先动脑。”“思”是“做”的前提，只有当学生明确了“该干什么”“该怎么干”时，这样的动手才能达到预期的目标。上述教学片段中，教师在学生似懂非懂之时，并没有直接告诉学生哪些条件是需要改变的，哪些条件是需要保持不变的，而是及时而巧妙地引导学生先“思”，通过一个参照实验，引导学生在观察的同时进行理性的思考。学生通过自己的一番思考发现：如果不控制变量，实验就不公平，也就很难得出科学的结论。这样，教师就把实验变量控制这一难点问题，化解于学生的先“思”之中。动手之前的先“思”，不但培养了学生的理性思维，而且可以把学生的理性思维逐渐引向深入，使后续的实验活动变得水到渠成，提高了“做”的效率，践行了“以活动促学生发展”的教学理念。

三、边做边思——“做”“思”融合，提高“做”与“思”的质量

脑科学研究的结果告诉我们，在学习活动中如果人的大脑左右半球同时被激活，学习效率将大大提升。因此，在科学学习过程中注意“做”“思”的有机融合，做到“做”中有“思”，“思”中有“做”，可以有效地激活学生大脑的左右半球，从而使学生对实验操作过程中获得的知识经验体会得更加深刻。

[案例]研究“磁铁的性质”

师：同学们知道磁铁有什么性质吗？

生：磁铁能吸铁。

师：（看到学生说不出其他性质）请同学们拿出两块磁铁玩一玩，看谁的发现更多。

（学生拿出磁铁研究。）

生：我发现磁铁两端分别标着“S”和“N”，不知道表示什么意思。

师：这是磁铁的两个极，“S”表示南极，“N”表示北极。

生：我发现把两块磁铁放在一起，有时候会吸在一起，有时候会相互推开。

生：我发现把两块磁铁的两极分别靠近时，相同的极会相互推开，不同的极会相互吸引。

师：这叫同极相斥，异极相吸。

生：磁铁隔着物体也能吸东西。

师：同学们的发现可真不少，还有什么问题吗？

生：条形磁铁每一部分的磁力都一样大吗？

生：磁铁还有别的性质吗？

师：看来同学们在边做边思考，这很好，我们就要边做边思考，边思考边操作。下面老师再给你们提供一根线和一部分大头针，看能不能找到问题的答案。

（学生利用材料进行研究，并找到了问题的答案。）

[分析]心理学研究表明，人的手不只是劳动的器官，还是认识事物的重要器官。大脑处理的外界信息主要来自视觉和触觉，而触觉首先来源于手。因此，儿童的动手操作，可以直接引发大脑的思维活动，促进大脑思维能力的发展，思维的发展可以促进操作活动有效进行。从这个意义上说，学生的“做”与“思”在心理发展的过程中往往是相互交融、不可分割的。上述教学片段中完全根据这个规律开展教学活动：当学生的“思”处于“山穷水尽疑无路”的时候，教师鼓励学生动手做，在“做”的过程中，学生豁然开朗，恰如“柳暗花明又一村”。这种有发现、有思考、有操作的教学活动，把学生的“思”和“做”有机地融合起来，完全符合儿童的认知特点，务实而且高效。

“做”是指尖的思维，“思”是头脑的操作。“做”和“思”是儿童心智发展过程中不可或缺的“两件宝”。在教学实践中，也许会因教学内容、学情等因素而有所侧重，但二者不可分割，要把它们有机融合起来，以“做”促“思”，以“思”导“做”，在科学实验教学中真正实现“做思共生”。

（责编 周翠如）