許水勇
科學(xué)思維是科學(xué)探究的核心,正如江蘇省小學(xué)科學(xué)特級(jí)教師曾寶俊所說:“應(yīng)該讓科學(xué)探究發(fā)生在學(xué)生的頭腦里,讓思維體現(xiàn)在手指尖,而不能為做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)。”那么如何提高科學(xué)探究活動(dòng)的思維含量,尋找思維發(fā)展訓(xùn)練的著力點(diǎn)呢?要全面論述科學(xué)思維能力的培養(yǎng)顯然是筆者力所未逮的,下面幾點(diǎn)只是筆者在教學(xué)實(shí)踐中的一些經(jīng)驗(yàn)之談。
一、強(qiáng)調(diào)先思后做
所謂先思后做,就是要在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前先經(jīng)歷思維的過程,通過有目的地創(chuàng)設(shè)載體,給予學(xué)生思考的機(jī)會(huì),使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)的目的和意義,而不是在教師牽引下盲目地“為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn),為探究而探究”。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)的每一種方案,都有思維的積極參與,盡管有些方案并不可行,但在討論的過程中,學(xué)生的思維得到了激活,方法也進(jìn)一步明確。如《點(diǎn)亮小燈泡》一課,當(dāng)引出探究問題后,教師先讓學(xué)生思考并嘗試畫出各種點(diǎn)亮小燈泡的方法,然后再根據(jù)圖畫檢驗(yàn)自己的想法,在此基礎(chǔ)上做出調(diào)整,理解電流連通的規(guī)律。正如有人這樣評(píng)價(jià):沒有思考的動(dòng)手就如同蜜蜂造房子,雖然精巧,但頭腦卻糊涂。筆者也見過很多“簡潔”的科學(xué)課,拋出問題后直接引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn),雖然實(shí)驗(yàn)也很成功,但這個(gè)看似完美的探究不是學(xué)生主動(dòng)探索的結(jié)果,而是在教師的牽引下學(xué)生做出的被動(dòng)探究,學(xué)生的思維怎能得到真正的發(fā)展呢?
“先思后做”還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的猜想意識(shí)和質(zhì)疑精神,這里的“思”即猜想和質(zhì)疑。猜想和質(zhì)疑是學(xué)習(xí)者研究、探索過程中非常重要的環(huán)節(jié),也是思維訓(xùn)練的有效載體,教師要為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)和諧、民主、寬松的學(xué)習(xí)氛圍,引導(dǎo)學(xué)生積極猜想,敢于質(zhì)疑,他們的思維空間才能得以馳騁。
二、適時(shí)出示材料
材料具有很強(qiáng)的暗示性,一種材料就預(yù)示著一個(gè)現(xiàn)象,因此,教師要把握好材料出示的時(shí)機(jī)和方式,避免因材料呈現(xiàn)時(shí)機(jī)不當(dāng)而弱化學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,抑制思維的發(fā)展。
如《液體的熱脹冷縮》一課,教師引導(dǎo)學(xué)生回顧了上節(jié)課的內(nèi)容,讓學(xué)生說說水在受熱或受冷后,體積會(huì)怎樣變化,然后提問:我們能清楚地觀察到這種變化嗎?
學(xué)生:不能。
師:那么怎樣才能明顯地看到水的體積變化?
教師隨即投影出示了一組材料:帶玻璃管的球形燒瓶燒杯、紅墨水等。
師:你能用這些材料來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)嗎?
學(xué)生紛紛舉手。
接下來是深入分析。這節(jié)課的思維訓(xùn)練點(diǎn)應(yīng)該落實(shí)在“試管受熱,氣球皮的變化不明顯,怎樣才能明顯看到水的體積變化”,學(xué)生可能會(huì)提出用更薄的氣球皮、更多的水、更細(xì)的試管等辦法,然后逐步引出最佳方案。如果沒有經(jīng)過充分討論,直接出示一組材料讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),則會(huì)大大降低活動(dòng)的思維含量。
材料出示的次序代表著思維的層次性,材料的無結(jié)構(gòu)性和發(fā)放的無序性會(huì)使得學(xué)生的思維活動(dòng)始終處于模糊的狀態(tài)。所以在準(zhǔn)備材料的時(shí)候,我們就要考慮怎樣用材料駕馭學(xué)生的思維,準(zhǔn)確把握出示材料的時(shí)機(jī)和方式,懂得出示材料要“猶抱琵琶半遮面”。
三、提供思維腳手架
當(dāng)學(xué)生缺乏某些操作方法和能力經(jīng)驗(yàn)、思維陷入停頓時(shí),教師不能簡單地布置任務(wù)讓學(xué)生自行探究,而應(yīng)創(chuàng)造條件,搭建合理的思維腳手架,幫助學(xué)生順利完成探究任務(wù)。
還是《液體的熱脹冷縮》這節(jié)課,教師在備課時(shí),就要考慮到觀察氣球皮的變化不明顯,怎樣才能明顯看到水的體積變化,讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有一定的難度。有了這樣的思維鋪墊后,再請(qǐng)學(xué)生來設(shè)計(jì)如何能明顯看到水的體積變化的實(shí)驗(yàn)就容易了許多。教師先提供一張畫有圓形燒瓶的設(shè)計(jì)稿,讓學(xué)生在圖上畫一畫改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方案,然后交流評(píng)議,確定實(shí)驗(yàn)方法。
再如《電能從哪里來》這節(jié)課,學(xué)生對(duì)依靠水力、風(fēng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)很好理解,但對(duì)火力、核能發(fā)電,理解有困難,難點(diǎn)在于是什么力來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。這時(shí)教師可以給學(xué)生演示水燒開時(shí)壺蓋被頂起的情形,幫助學(xué)生理解火力、核能發(fā)電原來是利用水加熱時(shí)產(chǎn)生的蒸汽的膨脹力來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的。
小學(xué)生的思維能力有限,在遇到具有思維跳躍性的探究項(xiàng)目時(shí),教師應(yīng)適時(shí)創(chuàng)設(shè)解決問題的情境或提供有聯(lián)系的材料,構(gòu)建思維的橋梁,搭建思維腳手架,達(dá)到“跳一跳摘到桃子”的效果。
四、重視研討交流
實(shí)驗(yàn)后的研討是思維火花碰撞交流的重要時(shí)刻,也是思維訓(xùn)練的有效時(shí)機(jī),教師要善于引導(dǎo)學(xué)生把自己對(duì)問題的見解和相關(guān)依據(jù)說出來,可以經(jīng)常性地提示學(xué)生:“你是怎么想的?”“為什么這么說?”“你的證據(jù)呢?”切不可為了盡快得出既定的結(jié)論而過多地控制和打斷學(xué)生的思維。
如,在教學(xué)《擺的研究》一課時(shí),學(xué)生完成了“改變擺錘重量的實(shí)驗(yàn)”后,有一個(gè)小組根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表了不同的看法,教師看了他們組的數(shù)據(jù),對(duì)其他組同學(xué)說:“出現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)有可能嗎?”“不可能!”其他組的同學(xué)大聲說。“對(duì)!你們組的結(jié)果與其他組相差很大,說明你們的實(shí)驗(yàn)是不正確的。”接著教師在黑板上板書正確的結(jié)論。
課堂上出現(xiàn)不一致的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象,原因是多方面的,教師要給予學(xué)生充分的交流時(shí)間和機(jī)會(huì),讓他們抓住契機(jī),對(duì)特定的問題進(jìn)行深層次的思考,尤其是不同觀點(diǎn)的交鋒更能引發(fā)學(xué)生積極的思維活動(dòng),促進(jìn)對(duì)問題的深層理解,指引思維向更高水平邁進(jìn)。
教學(xué)中要形成深入研討的氛圍,教師還應(yīng)注意以下一些細(xì)節(jié)。
有條件的座位可以圍成圓形。實(shí)驗(yàn)證明,一排排的座位和圍成圓形的座位,后者的交流參與度更高。
適當(dāng)延長提問之后的等待時(shí)間,留足學(xué)生思考的時(shí)間。
要求發(fā)言者目光轉(zhuǎn)向同伴,使更多的學(xué)生參與交流。
多關(guān)注沒有舉手的學(xué)生,有助于教師全面了解學(xué)情,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到交流活動(dòng)中。
科學(xué)思維的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成,而需要每堂課的精心設(shè)計(jì)和用心指導(dǎo),用思維的發(fā)展與增質(zhì)來檢測學(xué)生的探究行為,真正實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。