在科学探究中提高学生思维能力

任勇

科学思维是科学探究的核心和灵魂，缺少了科学思维的活动只是一种形式上的探究，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上。加强学生作为探究科学原动力的思维方式的培养，应该是我们对科学探究教学更深层次的思考。

一、合理安排探究，促进学生科学思维的形成

在探究各种科学现象的思维过程中，引导学生对于探究问题一个接一个地发现，好比在儿童面前点燃起思考的火花。只要点燃这种火花，学生就想知道得更多，就想更深入地思考新的现象。这种意愿就是加速思维过程的活动性和推动力。

例如一位教师在讲授《改变阳光的传播路线》时，就从培养学生的科学思维这一目的出发，在研究平面镜“反射”这一性质时通过有梯度的探究活动，来点燃其思维的火花 。

探究活动以“点亮绿灯”导入，教师在黑板上贴红绿两个圆形卡片，分别代表红灯绿灯，然后将光照向红灯，启发学生思考如何在手电筒方向与位子不变的条件下，把照在红灯上的光也照到绿灯上。这一活动让学生很容易想到了用平面镜，从而初步感知用平面镜改变太阳光的路线;“照亮阴影里的小球”这个活动通过照亮较暗的地方的物体，明确了平面镜可以改变光的传播路线;“暗箱寻秘”的活动告诉了学生：看到物体的科学本质是因为物体发出的或反射的光进入我们的眼睛。接下来“看脑后头发” 的活动是利用平面镜两次反射，提升了操作难度，也是对反射更深入的理解;最后“隔物看人” 是通過看被障碍物挡住的物体，引起学生对反射角度的思考，从而实现了对知识的进一步拓展运用。这样教学层层递进由浅入深，学生思维得到有效训练。

在教学过程中按学生思维发展的过程设置有研究价值的情境和活动，让孩子能够“模拟” 类似科学家进行科学发现的过程，充分调动学生科学思维的运用。

二、有意制造障碍，实现思维的深入展开

科学思维过程不是一个简单的“因为—所以”的过程，而是一个不断激起矛盾并解决矛盾，经历着“清晰—模糊—清晰”的复杂过程，从而达到的是一种思维的深入与明朗。

下面是一位教师在教学《铁钉生锈了》一课时的教学片段：

师：铁和铁锈有哪些不同呢？

生：颜色不同，我看到铁锈是有点红色的，而铁是白颜色的。

生：硬度不同，铁锈容易掰裂，而铁很硬。

生：重量不同。

师：重量不同，你怎么才能证明自己的观点呢？

生：找两块模样完全一样的铁和铁锈，然后称一称就行了。

师：很难找，是不是要用黄泥在铁锈上做一个模子，然后灌进铁水，冷却后，取出铁，再称称比较重量，我们还得找冶炼厂帮忙。有没有简单的办法？

生1：找一块铁块，然后平均分成两块，一块不生锈，另一块让它生锈，然后比较重量就可以了。

师：但是，还要切割，铁可不比纸张哦，要找专业工人帮忙。还有没有更简单的呢？

生2：找两个铁钉，重量一样的，然后让一枚生锈，一枚不生锈。这样方便多了。

师：还真是方便呢，这样大家都很容易做到了。

生3：老师，只要一枚铁钉就行了，先称出重量，记录下来，然后让它生锈，到锈蚀了，再称出这枚铁钉的重量，就能比较出来了。

师：这个方法更简便了。同学们真是厉害哦，原本复杂的方法，现在这么轻而易举就解决了。看来我们同学们的思维已经严谨了。

学生的思维不断地冲突与碰撞，驱动着研究活动不断深入，并随着引导，学生的思维伴随着活动一步步走向深入，逐渐认识到事物现象后面的本质，思维呈螺旋式上升。

三、在科学探究中延伸科学思维

科学探究不是局限于一个科学概念、一节课、一本教材。天文学家卡尔·萨根曾经说过：“每个人在他们幼年的时候都是科学家，因为每个孩子都和科学家一样，对自然界的奇观满怀着好奇和敬畏。”保持孩子的这种好奇心就成了老师的重大责任，而这种好奇心，往往是学生不断生成科学思维的摇篮。

在《冷水和热水》一课中有一个“让学生观察冷水在热水里受热发生了哪些变化”的教学环节，主要是关注冷水受热膨胀，体积变大，重量不变，沉浮改变的科学现象。这位教师处理得当：

师：由于水是透明的，不易观察变化过程，谁有好方法？

生：将塑料袋中的水染色。

师：对呀，这位同学很善于思考，会思考才会有进步。

（学生小组实验：将冷水袋放入热水杯中观察……只一瞬间，颜色消失了。）

学生惊叹起来，颜色变没了，真奇怪！

（“颜色消失之谜”出乎意料，也偏离了教学内容，但研究这个问题以他们的现有水平是无法达到的。不能重点研究，又不能置之不理。如何巧妙处理？）

师：颜色为什么会消失？你能有根据地推测吗？

生：颜色蒸发了。颜色被热水溶解了。钢笔水跑到热水中去了。

（对于这些猜想有学生马上给予了否定）

生1：不可能跑掉，小塑料袋是密封的。

生2：烧杯里的热水没有变蓝，如果跑出来不应该会变色吗？

师：看来我们一时还解释不清，我们还需要很多的证据。我们可以多做几个实验，也可以查阅资料或者咨询爸爸妈妈并把这个过程记录下来。看谁能揭开这个秘密！

课后，学生纷纷找教师汇报。

生：我们发现黑钢笔水颜色变浅了。

生：我查阅资料发现，纯蓝钢笔水颜色不稳定，我爸爸把他收藏的笔记给我看，发现好多字迹不清了。

生：我们推测颜色消失与热有关，上网查到，“物质由微粒构成，遇热后特别活跃，很不稳定……”

钢笔水遇热颜色消失真的很复杂，涉及了很多知识，这是学生暂时无法理解的，但他们通过探究，收获的不单纯是书面的科学概念。一个探究主动意识的形成，一个探究方法的运用，对学生思维发展更有效，科学知识就是在不断发现中不断积累丰盈的。

抓住科学课堂每一个探究契机，还原科学的本质。促进学生科学思维的养成，带给学生的是探索科学未知世界的浓烈兴趣和不竭动力，使他们不懈地追求在科学求知大道上！