蹲下处处见风景——从儿童视角来看科学思维

文/袁月

水能溶解多少物质？

有位老师把孩子分成5个小组，给他们一杯50ml水，教他们如何在水杯里溶解食盐和小苏打。做完这些之后，这位老师汇总各小组在50ml水中食盐和小苏打的溶解份数说：同学们，哪种物质在水中溶解份数多？学生答：食盐。

老师又问：说明哪种物质在水中的溶解能力更强？学生答：食盐。老师说：当然，我们也可以看见有两个小组的数据出现异常，可能与什么有关？学生答：可能是操作步骤有问题，可能是记录方式不正确。教师总结：没错！同学们说得很好。希望下一次同学们操作一定要小心细致，然后就下课了。

这个案例出现了实验数据异常现象，这也是我们经常遇见的问题。都关注到异常数据，但是教师只是“顺其自然”地询问了学生问题原因，学生也是较为配合地回答了异常数据可能是由于操作不当或记录错误。可是，到底什么原因导致实验数据发生异常？可能是搅拌过慢，可能是食盐倒得太快，到底是哪种原因？如果不弄清楚，这样的学习只能是流于表面，止于形式，科学思维不会有深层次的发展。

想要给儿童上好一堂思维课，得先厘清儿童思维特点。儿童思维的发展是与儿童言语的发展分不开的，也与儿童的经验和实践活动密切相关。借助思维活动，儿童才能在学习过程中，深入理解教材，掌握多种概念、理论，了解事物的规律和知识体系，才能在人际交往中解决自身遇到的各种问题。比起感觉和知觉等，思维发生较迟，但随着年龄的增长，儿童的思维水平不断提高，在发展的不同阶段，儿童的思维显示出不同的水平和特点。

从思维原点出发，挖掘科学思维

有学者认为，儿童的学习不是从空白开始的，已有知识经验、生活实际会影响现在的学习。因此，老师了解儿童的思维原点，从思维原点出发：

以《用手来测量》为例：

让儿童明白“拃”的概念后，引申出话题，在没有其他工具时，可以利用身体进行测量。随后让他们“用手测量桌子的高度”，这可让他们犯了难！

有孩子就提出质疑：“测量桌子的高度得悬空测量，用手一拃一拃测量实在不便，即使测出来也因为手的晃动，测量误差太大了。”能不能想想其他办法，他们无奈提出各种工具测量。

不能用测量工具，只能用手！这时有个孩子想到了将桌子紧贴墙壁，来比画出桌子的“首”“尾”，再用“拃”来测量首尾的距离，这不乏一个好办法。但是，老师接下来进行了一个简单的举措，把桌子平放在地上，学生立马猜出教师的用意，躺平的桌子，桌腿的长度就是桌子的高度。学生惊呼连连！教师提问：“同学们，测桌子的高度，是不是一定要测高度？测长度行不行？”

在这个的例子中，孩子的思维特点：即直观化，具体化，思维较为固化。在前概念中，“高度”就是由低到高，“测量高度”就必须得是从低测到高，但是测量桌子的高度对儿童平衡力的控制要求较高，儿童操作显然不容易，但是如果能将思维转换下，化“高度”为“长度”，儿童的科学思维将得到质的转变。儿童很容易在未来“用手来测量”的时候，通过本课学习的转换测量思路，来实现手的测量，并且在使用不同的测量方式中，转换思维，化繁为简。

在问题引领下，发展科学思维

带着问题，引导孩子的思维，让我们以《让小车运动起来》为例：

师：今天老师带来了一辆“赛”车，不过好像出了点问题，哪位同学有办法使小车运动起来？

生：吹；手推；手拉；绳子拉；磁铁吸等。

师：出示小车、绳子、3枚垫圈、回形针等实验材料后提问，你能利用这些材料让小车运动起来吗？（请孩子上来演示，边演示边说明，用希沃播放过程），孩子示范完成后分发材料，小组合作让小车运动起来。

师：看到大家的小车都动起来了，老师有个疑问，是谁让小车运动起来的？为什么能动起来？

生：垫圈有重量，垫圈拉动绳子，绳子拉动小车，小车就运动起来了。

师：我们用垫圈的个数来代表拉力大小，大概需要几个垫圈恰好能让小车运动？先预测一下，怎么添加垫圈比较合理？

生：一个一个加垫圈，直到小车刚好运动起来……

提问：想要参加赛车比赛需要跑更快才行，现在我们的小车会跑了，但如何让它跑得更快呢？怎么知道它到底有没有变快？

生：增加垫圈数，每增加一次垫圈，测3次时间，取平均值。

师：垫圈怎么增加比较合理？

生：①多个多个加；②成倍成倍加

师：难度升级，在起点和终点不变的情况下，如何让小车5秒内到达终点？

围绕四个核心问题展开“怎样让小车运动起来？”“至少需要几个垫圈能使小车运动？”“垫圈数量与小车运动关系？”“如何让小车精准到站”，四个问题环环相扣，直指“力能改变物体的运动状态”这个核心概念。以问题为核心，形成问题链，体现思维的递进性，孩子的思维层层递进，这是一种可以内化迁移的串珠学习方式，孩子可以相似方式学习后续内容，为接下来学习“橡皮筋弹力让小车运动”“气球让小车运动”“弹簧拉力让小车运动”奠定良好基础。

孩子的思维从不是一成不变，更不会一蹴而就，需要执教者精心设计——系列问题串珠，让孩子有所启迪。当然，我们也可以将学生放在平等位置上，试着以初学者的样子随孩子的目光一同去探究科学世界。当学生遇到问题时，我们可以提问“这是怎么一回事呢？”当学生有所思考时，我们接着提问“它可能是怎样的呢？”当学生提出见解时，我们又可以提出“是这样吗？怎么证明呢？”三个怎么问法的此起彼伏，孩子的思维迅速被我们打开，他们会不断展开反思与实践。

在可视探究中，验证儿童思维

《小苏打和白醋的变化》为例：

孩子已经知道产生了二氧化碳气体，但二氧化碳气体具有什么性质孩子尚不清楚。孩子对此产生好奇，设计验证气体需要教师的帮助，如何使证据直观可视化，从而促进孩子科学思维的发展？我们需要将无色无味的二氧化碳“可视化”，自制小教具，利用小烛台的亮灭，直观地看到二氧化碳在验证盒内流动的过程。因为小烛台是从高到低依次熄灭，所以本教具还能得出“二氧化碳比空气重”这一结论。

在实际课堂中利用本教具可以让孩子的科学探究更直观、更科学、更深入，科学的理解和掌握也更深入、更清晰，更好地促进了孩子深层次的思维发展和深层探究能力。

科学起源于生活，服务于生活，科学课堂若是能结合生活味便显得更为真实。课堂中学生既要解决科学问题，又要兼顾生活可行性，还得兼顾成本问题，孩子的思维在现实与科学中不断碰撞，为此需要调动孩子联系生活经验，激励孩子充分关注生活。在孩子动手完成搭建之后，老师告知孩子这就是古人发现“斜面”工具的过程，孩子会切实感受到科学技术的提高对生活的便利性，科技改变生活以及古人的智慧。抛出第二个现实问题“解决如何自下而上搬运生活物资最方便”，孩子马上会想到利用斜面运输货物，但是放在哪一类斜面上运输物资更为方便呢？这对学生的思维又是一次提升。生活中学生会遇到各类各样的科学性问题，只有结合实际观察，并不断发散科学思维，才能在一次次科学思维升华中完成技术的革新。