聚合思维力量提高探究品质

陆新丽

小学科学课的主要学习方式是科学探究，科学探究的成败与否，关键在于思维方法的应用。科学探究既注重操作的规范和完整，更注重思维的深度参与。教师在组织学生开展科学探究活动时，不仅要关注学生探究的进程，更要关注他们在探究活动中的思维参与与发展，努力促成学生探究性学习的迁移和应用。教师可以从互补性思维、差异性思维、关联性思维和程序性思维等四种思维的设计和运用入手，帮助学生聚合思维力量，提高科学探究的品质。

激发互补性思维，促进学生全面探究

每一个学生都是独特的，他们在科学探究中呈现的思维状态、思维方式都是不同的。互补性思维是学生从不同角度、不同观察点对同一事物得到不同的认知结果，通过全面梳理后，能进行互相补充。

互补性思维的呈现，必须基于教师提供的有效教学情境。教师在组织学生开展探究式学习时，借助有结构的材料，给予学生充足的时间，积极鼓励他们大胆呈现，并及时给予他们深入探究的机会，这些具有互补性的思维成果能对学生的探究式学习产生积极的影响。

比如，在执教《植物的花》一课时，为了使学生有不同的观察角度和不同的思维呈现，我为每一个研究小组提供了油菜花，让他们进行解剖和观察，要求每一位学生选择观察部位，并将自己认为最有趣的那部分画出来，再向本组同学介绍观察结果。因为每个学生的视点不同、认知不同、感知不同，他们认真观察后，通过交流就会有更多的发现：同样是花蕊，形态和结构却不同;同样是花蕊，有的花蕊上有花粉，有的花蕊没有花粉;同样是4片，花瓣和萼片形态、颜色的差别都很大;长在同一朵花上，花瓣易破碎，萼片却很柔韧等。学生在此过程中认知了油菜花结构相同，更感知了花的各部分的千差万别，同时促使他们进一步思考，产生了更多的问题：所有的油菜花或者其他花都像我们所解剖的这朵油菜花一样有4个部分吗？所有的花都同时具有雄蕊和雌蕊吗？雄蕊和雌蕊都有什么样的作用？所有的花瓣都像油菜花的花瓣这样易破碎吗？所有的花都一定有花瓣吗？在此基础上，教师提供给学生各种各样的常见花朵进一步探究，互补性思维能够促使他们自觉地进行更全面、深入的探究。

激发差异性思维，引发学生深度探究

学生的独特性决定了差异性思维的普遍存在。这些差异性思维主要表现在学生在展开科学探究时呈现的思维习惯、思维品质的不同，它具有鲜明的个性特质。学生可以从同伴的不同思维中获取更多对于科学探究活动中的各个细节的不同感知，并引发进一步的思考，促进深度探究的发生。

我在执教《电磁铁》一课时，向学生展示电磁铁吸铁后，让他们观察电磁铁的材料、结构，并提供给各小组丰富的有结构的材料：一些长短不一的导线、一些不同型号的铁钉、几节电池。学生在选择材料展开制作时，需要对制作的方法以及过程进行思考。此时，差异性思维就对他们的科学探究活动产生了很大的作用，由于每个学生的思维方式、思维路径、表达方式的不同，他们产生了一系列个性化的思考：导线的长短、绕线的疏密是否影响电磁铁磁力的大小？绕线到铁钉尽头时回绕是否会影响电磁铁的磁力大小？铁钉的长短、粗细是否会影响电磁铁的磁力大小？在同一个活动中，学生的差异性思维使得他们的探究程序、探究目标、探究结果都不相同，有效促成了深度探究的发生。让探究有了更多可供选择的方向，让学生更明晰科学探究活动的程序，关注控制的定量和需要重点观察的变量，这样的探究更具科学味。

激发关联性思维，促成学生持续探究

利用典型的同类实验材料、同类事物，可以促使学生对这些材料或事物进行特征化，并在已有的感知、经验中将这些特征化的事物相联系，形成关联。教师如果能促使这些关联性思维呈现，可以让学生的科学发现变得全面、科学、系统，能够有效促成他们的持续性探究。

《变色花》一课中，为了让学生的关联性思维促成持续性探究，我提供给学生柿子汁和番茄汁，学生利用紫甘蓝汁检测这两种液体的酸碱性时发现：柿子呈碱性，番茄呈酸性。但由于柿子汁弄到手上时皮肤会有生涩的感觉，而番茄汁有酸味，因此学生会潜意识地将物质的碱性和生涩，酸性与酸味建立起联系。当学生再检测其他物质时，会下意识地去关注皮肤“生涩”的感觉，关注物质是否有“酸味”。学生检测更多生活中常见的物质时，常见的碱性物质如洗衣粉、肥皂，接触后有“涩”感;常见的柠檬汁、白醋等有“酸”味，虽然这样的认知不够全面，但能激发学生进一步思考：所有有“涩感”的物质都是碱性的吗？所有有“酸味”的物质都是酸性的吗？没有“涩感”和“酸味”的物质一定是中性的吗？学生的探究目标不再局限于课堂，而是将目光放眼于生活中的各种物质，他们通过这样简单的检测，寻找更多的答案和新的发现。

学生的关联性思维的呈现，能够很好地激发他们的持续性探究。在组织学生进行探究活动时，教师一定要注重选择具有典型特征的材料，激发学生的关联性思维，学生对持续性思维产生的连锁效应会促使持续性探究的展开。

激发程序性思维，引领学生有序探究

程序性思维是指学生在探究活动中思维的连贯性、逻辑性和渐进性，探究活动的过程不光有横向展开的对比，更有纵向建构的过程。对于小学生而言，横向展开的比较探究是通过“跳一跳”即可完成的，而纵向建构的过程却是极富挑战的。这样的纵向建构不仅需要学生能够有条理地深入探究活动，更需要有序的操作作为保障。而激发学生的程序性思维，需要教师对探究活动预先进行考量，关注探究活动中每一个环节的逻辑性和递进性以及各环节之间的程序性，并根据学生的探究进程设计合理的问题和适切的活动，激励他们程序性思维的发生。

我在执教《搭支架》一课时对学生的探究活动进行了全新设计：学生通过实验认识了“三角形的框架最稳定”，并给四边形加上更多竹签，以增加三角形结构来使其更稳固。我再给学生布置任务：利用20根纸棒、透明胶带搭建一个能承重20本科学书的立体支架。学生从平面框架的感知到立体支架的搭建，需要一定的思维突破，思维的构建存在着一定的層次性和渐进性的关联，学生在对平面框架结构有了基础认知后设计了锥形、台形的立体支架结构。他们的这种程序性思维的呈现，让科学探究变得有序而高效：有梯度的要求促使学生思考“我所设计的立体支架中，哪些纸棒是用来放书的，哪些纸棒是负责承受书的重量的，哪些纸棒是用来增加三角形结构使立体支架更稳固的”。我要求学生将不同作用的纸棒用不同颜色的笔标注出来，这样，学生的设计不再是盲目无措的，他们对于材料的选择、加工、处理会有更多的思考。

与以往《搭支架》的教学相比，同样是设计再搭建，我通过激发学生的程序性思维，让探究活动就变得更有序，可操作性大大提高。让每个学生都经历了从认知到设计、完善、制作、测试的过程，体会到这种程序性思维所带来的成功、高效。