例谈小学科学教学中科学思维的培植

摘 要：科学实验探究与科学思维的培养是和谐的统一整体，科学思维引导着探究实验活动的行进与调整，而亲历完整的探究实验活动，才能使学生的科学思维能力得到更好的发展。教师可以从实验探究的不同环节以及实验探究能力发展的不同阶段对此进行有意识的引导，使学生的科学思维能力在科学实验探究过程中得到不断的渗透与提高。

关键词：科学思维;建构;探究

一、什么是科学思维？

科学思维是人脑有意识地对科学事务（包括对象、现象、过程、事实等）的本质属性、内在规律性及事物间的相互关系的抽象的反应。简单地说，借助探究的形式，人脑对各种信息进行加工处理的理性思维活动就是科学思维的过程。

科学实验探究与科学思维的培养是和谐的统一整体，科学思维引导着探究实验活动的行进与调整，而亲历完整的探究实验活动，才能使学生的科学思维能力得到更好的发展。教师可以从实验探究的不同环节以及实验探究能力发展的不同阶段对此进行有意识的引导，使学生的科学思维能力在科学实验探究过程中得到不断的渗透与提高。

二、为什么要强调科学思维的培植？

新课程倡导的探究式学习，其核心在于鼓励学生积极参与探究，逐步养成理性的科学思维习惯。作为科学老师我每天都在思考：究竟什么样的教育才能让孩子受益终身，真正提高孩子的科学素养？小学科学教育究竟能对学生的发展产生什么样的影响呢？回想我们童年的自然常识课，老师给我们讲了什么，做了什么实验，早已如沙滩上的足迹，被时间冲刷的一干二净了。能在脑中留下深刻烙印的，恐怕只有反复训练后的思维习惯了。因此在小学科学教学中，学生科学思维的培植是教师必须关注的问题。

随着对科学探究研究的深入，风靡大江南北的“做中学”理念至少存在以下不足之处：

1、学生立场的缺失，“做”是按老师的要求做，“学”是跟着老师学。

科学教学中教师往往对学生的前概念不够关注，置学生脑海逐渐丰富的那个“表象的世界”于不顾，过分追求活动的新颖与高效。这样的反客为主容易使学生的立场缺失。科学探究课只能是走马观花、流于形式的科学知识灌输课。在这样的课堂中，学生只是被动的参与者，谈不上科学思维的培植，更谈不上发展科学探究能力以及科学素养的提高。

2、重视“做”的过程，而轻视操作过程中学生理性思维的培植。

没有思维参与的科学课堂，难以称为真正的科学课堂。在现实的课堂上对于学生来说，他们对感性材料本身更感兴趣，很多科学教师干脆把科学课组织成了活动课，课堂气氛异常活跃，学生常常会因为一味地操作而忘记理性地分析与思考。“探究”止步于活动的层面上，学生的科学思维怎能得到培植？过分看重活动的作用而忽视科学思维的培植，容易让学生错误地看待科学学习，学生的思维能力和得不到锻炼，也就无法具备独立分析解决问题的能力。

3、“学”过于强调所学知识的运用，而忽视形成知识的过程。

“做中学”的理念虽然强调让学生学到具体的知识，但更重要的是培养学生会使用学到的知识。学以致用自然无可厚非，但是当今小学科学课时量非常少，着眼点放在应用知识解决实际问题必然会挤占知识建构的过程，也就是动手动脑的科学思维的过程。

越来越多的科学教师认识到：学生的探究过程主要发生在脑海中，由此我们的教学也要着眼于学生思维力的培植，变传统的“做中学”为“做中思”。

三、如何培植学生的科学思维

（一）利用有“结构”的材料，激发思维原动力

“有结构的材料”是经过教师精心选择的，既要具备趣味性，又要能体现教学过程的层次性与结构性。同时必须考虑儿童的年龄特征和认知规律，贴近孩子的日常生活。材料要由教师在实验前多次试验，要以相关的科学概念为基础，材料的组成要指向概念的建构才能使用。

例如，教科版五年级下册《摆的研究》一课中，同时对几个变量控制对小学生而言颇具难度。如果实验材料选择不慎，就会直接影响到研究结果。因此，选择合适的实验材料的，把干扰因素对实验结果的影响降到最小是本课成败的关键。对于摆锤，教材上选择了大小螺帽来代表轻重不同的摆锤。在两根一样长的摆线上分别系上大小不同的螺帽后，摆长会发生变化，大螺帽的摆长要比小螺帽长（因为大螺帽直径更长）。我将材料换成了小吊桶（大、小、高、低都一样），在吊桶里分别装大小相同的螺帽，很好地解决了摆长不能精确控制问题。

（二）引导合理性的猜想，培养思维逻辑性

科学探究以思维的逻辑性作为起点，科学思维是由许许多多的小问题构成的，科学教学就是要使这些零散的问题形成有序的整体。科学课堂教学不仅要求学生能够对一些科学问题作出假设，还要求他们能区分什么是假设，什么是事实。同时要对自己提出的假设的逻辑性进行判断，给学生留有足够的思维空间，同时给学生质疑的机会，这个过程实际上就是思维逻辑性的过程，由此培养学生的思维逻辑性。

例如，苏教版五年级上册《解释》一课中，教材中有一张印有雪地里动物足迹的图片，先問学生：“你观察到了什么？”学生纷纷对提出自己的想法。如“两只鸟走过留下的脚印”、“某种动物走过的脚印”这时候就要追问“你怎么知道是鸟或者动物留下的脚印？”经过讨论后，学生发现看到的足迹是事实，而是谁留下的足迹是我们的一种假设。接下来引导合理性的猜想“这两只动物为什么走向同一地点？”对于学生提出的“可能是动物间的攻击”“幼年动物向成年动物靠近”等假设，在鼓励他们作出更多假设的基础上，还要求他们由已知事实考虑思维的逻辑性。在本课中就仅有的证据而言，大多数学生的假设都是合理的。但是假设并不是凭空的任意想象，而是对客观事实合乎逻辑推理的解释。

（三）通过有组织的测量，彰显思维客观性

科学思维是从实际出发的，它应能如实反映事物的本质规律，并真实地去认识研究的对象。这是进行科学思维的基础，如果从书本出发或某个既定的理论、原则出发，不尊重事实或实践的结果，就不可能是科学思维。“科学课既强调学生亲历探究的过程，还重视在实验过程中搜集和积累数据，强调对事物的认知，不仅要在质上，更要从量的分析中得出结论。”这就需要我们做好进行有组织的测量。

在教科版六年级上册《杠杆的科学》一课的教学中，教材只要求学生清楚地认识到“杠杆所挂钩码离支点越远，所需的利钩码数越少，也越省力”，但是这种抽象的规律往往超出六年级学生的认知水平。我设计了寻找杠杆尺平衡条件的测量实验，希望通过对实验数据的分析，得出只有当“左边的格数×钩码数=右边的格数×钩码数”的时候，杠杆尺才会平衡，这种以数学关系描述科学规律的方式，使抽象的规律变得具体。而在实践中学生往往会得出“格数+钩码数=格数+钩码数”，许多小组发现只要把够码数量和格数对换放到另一边就能平衡，如“左边：钩码数3，格数2;右边：钩码数2，格数3”，这当然是巧合，有了一次成功平衡的体验，下面的实验探究都会围绕检验这一错误结论展开，往往很少有孩子去尝试其他情况，在实践中我让孩子尝试“左边：钩码数1，格数4;右边：钩码数2，格数2”，学生发现平衡的方法还有很多，接下来的分析也会趋于理性。在一次次数据分析中让学生经历了一个尊重数据和事实的学习过程，正如牛顿所说“任何一门学科，只有和数学产生联系，才称得上是一门科学”。

科学的价值在于创新，科学的本质是思想，科学的学习不是一个遵照预设指令进行操作的过程，而是科学思维不断建构的过程，学生要做的不是复制老师或者前人脑海中的科学知识，而是在思维中建构自己的科学世界。

参考文献

[1]孙存良. 小学科学教学对学生科学思维培养的策略[J]. 小学科学（教师版）.

[2]杨丽玲. 小学科学探究活动中的科学思维体现与培养[J]. 基础教育研究.GB/T 7714.

作者简介：吴亮，汉，1987.05.14，中小学二级教师，小学科学实验教学与课堂细节研究