張軍霞

教材中的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)要遵循科學(xué)思維的一般過(guò)程

科學(xué)思維是人腦對(duì)觀察到的科學(xué)世界進(jìn)行加工，形成清晰的科學(xué)圖景，使人的認(rèn)識(shí)從感性上升到理性?？茖W(xué)研究中的科學(xué)思維主要遵循提出問題、搜尋事實(shí)、捕獲信息、立論解釋的過(guò)程。與之相對(duì)應(yīng)，技術(shù)與工程中的科學(xué)思維主要遵循明確工程問題、設(shè)計(jì)工程解決方案、創(chuàng)設(shè)模型、評(píng)估改進(jìn)模型的過(guò)程?？梢钥闯觯茖W(xué)探究的一般過(guò)程與科學(xué)思維的一般過(guò)程基本吻合，在科學(xué)探究過(guò)程中，始終伴隨著科學(xué)思維。了解科學(xué)或工程實(shí)踐中科學(xué)思維的一般過(guò)程，有利于教師在教學(xué)中把握學(xué)生的思維發(fā)展。

人教·鄂教版的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)基本上是基于思維的科學(xué)探究活動(dòng)和技術(shù)工程活動(dòng)，這些活動(dòng)都是從問題或項(xiàng)目開始，在探究過(guò)程或技術(shù)設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，不斷地思考，解決問題或完成項(xiàng)目。表1舉例說(shuō)明了本套教材一二年級(jí)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中提出問題、搜尋事實(shí)、捕獲信息、立論解釋的科學(xué)思維過(guò)程。

要為學(xué)生進(jìn)行多種科學(xué)思維活動(dòng)提供機(jī)會(huì)

以科學(xué)概念、判斷和推理反映事物的特有屬性和聯(lián)系，這樣的思維活動(dòng)是科學(xué)教師們比較熟悉的抽象思維。此外，科學(xué)發(fā)現(xiàn)離不開形象思維和直覺思維?？茖W(xué)教材要從低年級(jí)開始，給學(xué)生提供豐富的進(jìn)行形象思維的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的直覺思維并能積極解決問題。另外，鼓勵(lì)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散、質(zhì)疑等與創(chuàng)造思維密切相關(guān)的思維品質(zhì)。

形象思維

形象思維是以直觀形象的表象（我們能觀察感知并存儲(chǔ)在記憶中的事物的形象、圖形和符號(hào)等）解決問題的思維。在表達(dá)形象思維的結(jié)果時(shí)，要用一定的形式、手段和工具創(chuàng)造和描述形象，包括藝術(shù)形象和科學(xué)形象。形象思維是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的一種重要思維形式。

形象思維是非邏輯性的，能夠調(diào)動(dòng)很多形象，迅速?gòu)恼w上把握住問題，但是思維結(jié)果有待于邏輯的證明或?qū)嵺`的檢驗(yàn)。形象思維對(duì)問題的反映是粗線條的、定性的。形象思維對(duì)已有形象進(jìn)行想象性地加工，形成具有創(chuàng)造性的新形象。

在科學(xué)思維中，一般同時(shí)存在著抽象思維和形象思維，二者相互作用、相互補(bǔ)充。在科學(xué)教學(xué)的觀察活動(dòng)中，學(xué)生要調(diào)動(dòng)多種感官感知，以豐富表象，在表象的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽象。例如，2年級(jí)上冊(cè)“水和空氣”單元，學(xué)生調(diào)動(dòng)5種感覺器官觀察水和空氣，嘗試使用豐富的詞匯描述觀察到的現(xiàn)象，最后歸納水和空氣的特征，以及它們的相同與不同。在科學(xué)模型建構(gòu)中，學(xué)生在抽象思維的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行聯(lián)想和想象，構(gòu)建反映事物屬性的理想模型、理想實(shí)驗(yàn)。例如，2年級(jí)上冊(cè)“把它們放進(jìn)水里”一課中觀察物質(zhì)在水中的溶解現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生要理解物質(zhì)均勻分散到水中去，就會(huì)初步通過(guò)形象思維，試圖建立微粒分散的解釋模型。

人教·鄂教版科學(xué)教材有一個(gè)顯著特點(diǎn)，在每個(gè)單元后有單元回顧。低年級(jí)的單元回顧，以直觀形象的科學(xué)概念圖的形式呈現(xiàn)一個(gè)單元科學(xué)概念的主要內(nèi)涵、外延（圖1），或概念之間的相互關(guān)系（圖2），實(shí)現(xiàn)了抽象思維與形象思維的融合。

直覺思維

直覺思維是不借助于邏輯推理，綜合運(yùn)用已有知識(shí)組塊（包括概念和表象），洞察事物的實(shí)質(zhì)，并迅速作出猜測(cè)、設(shè)想或頓悟的一種躍進(jìn)性思維，是在抽象思維或形象思維發(fā)展到一定階段，特別是在思維中斷后，經(jīng)過(guò)不懈的思維活動(dòng)重新接通思維內(nèi)容后產(chǎn)生的跳躍或升華。因此，直覺思維的產(chǎn)生與人的意志力和情感是有關(guān)聯(lián)的。

科學(xué)靈感的出現(xiàn)往往與直覺思維有關(guān)，在靈感出現(xiàn)后，我們需要抓住新想法，通過(guò)抽象思維和形象思維進(jìn)行加工處理，從而真正解決科學(xué)問題。在科學(xué)教學(xué)中，對(duì)某一科學(xué)問題，讓學(xué)生能夠積累豐富的思維材料，進(jìn)行理性分析，并捕獲信息，就有可能誘發(fā)靈感，提出富有創(chuàng)造性的觀點(diǎn)。

在人教·鄂教版教材中，鼓勵(lì)在課堂上把主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，對(duì)于學(xué)生的大膽設(shè)想給予充分肯定，對(duì)合理成分給予鼓勵(lì)，因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生體驗(yàn)直覺思維成功的喜悅感。例如2年級(jí)上冊(cè)“制作小船”單元，在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)小船時(shí)，讓學(xué)生觀察各種船，了解船的結(jié)構(gòu)，獲得設(shè)計(jì)獨(dú)特的船的靈感。

創(chuàng)造思維

創(chuàng)造思維表現(xiàn)為獨(dú)立思考，創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。在創(chuàng)造思維中，形象思維、直覺思維、抽象思維都起著比較重要的作用。此外，發(fā)散、質(zhì)疑等思維品質(zhì)是創(chuàng)造思維的重要組成部分。

發(fā)散思維有的人思維跨度比較大，可以海闊天空地展開聯(lián)想，這種靈活的思維就是發(fā)散思維。發(fā)散思維是不依常規(guī)、尋求變異、從多方面尋找答案的思維。具有發(fā)散的思維品質(zhì)，可以使我們遇到問題時(shí)能夠積極調(diào)整思考方式，開拓新的思路。沒有發(fā)散思維，就不會(huì)有任何創(chuàng)造性的萌芽和創(chuàng)造性的成果。

質(zhì)疑思維質(zhì)疑即是心有所疑，提出問題以求得解答。兒童從小就喜歡提問題，對(duì)于常見的事物也要問個(gè)為什么。對(duì)于每一種事物都提出疑問，這是許多新事物、新觀念產(chǎn)生的開端，也是創(chuàng)造思維最基本的技術(shù)之一。當(dāng)然，質(zhì)疑作為科學(xué)的基本精神，并非是質(zhì)疑者隨意向別人提問，而要首先獨(dú)立思考和不斷自我解決疑問，經(jīng)過(guò)一定思考后，指出他人或自己的觀點(diǎn)或方法中可能存在的不足，甚至提出改進(jìn)方案。質(zhì)疑是批判性思維的基礎(chǔ)，最本質(zhì)、最核心的內(nèi)容是求真與求證。

教學(xué)是依據(jù)學(xué)生的發(fā)展不斷動(dòng)態(tài)生成的過(guò)程，需要教師把握和提供給學(xué)生進(jìn)行多種思維活動(dòng)的機(jī)會(huì)。表2列出了一二年級(jí)教材中可以運(yùn)用包括抽象思維在內(nèi)的各類思維活動(dòng)的例子。

關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)是教材編者、教師等科學(xué)教育者的責(zé)任。對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)中能夠培養(yǎng)的科學(xué)思維能力進(jìn)行細(xì)致的分析和分類，有利于將科學(xué)思維能力的培養(yǎng)落實(shí)到每一課教學(xué)之中。受美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的影響，科學(xué)教學(xué)中的數(shù)學(xué)思維、計(jì)算思維也越來(lái)越受到我國(guó)科學(xué)教育者的重視，本文沒有涉及，還需要科學(xué)教育者們繼續(xù)研究和探討。