張永 方曉磊

小學(xué)科學(xué)課程要按照立德樹人的要求培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)不僅指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，還要知道基本的科學(xué)方法，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，樹立科學(xué)思想。探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。

科學(xué)探究的主要特點(diǎn)是以證據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論，公開研究結(jié)果，接受質(zhì)疑，不斷更新深入。信息分析和邏輯推理需要運(yùn)用分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法。那么在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中怎么引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法呢？

一、類比通過相似的事物之間具有類似的性質(zhì)，類比另外事物具有相同的性質(zhì)

在《空氣能占據(jù)空間嗎》教學(xué)案例中，學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過固體和液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)，因?yàn)閷W(xué)生很直觀地觀察到固體和液體受熱后體積膨脹，受冷體積縮小，學(xué)生很容易認(rèn)識(shí)到固體和液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。那么空氣具有熱脹冷縮的性質(zhì)嗎？

首先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)液體占據(jù)一定的空間時(shí)，當(dāng)液體受熱后，體積就會(huì)膨脹;液體受冷后，體積就會(huì)縮小。然后引導(dǎo)學(xué)生利用類比的科學(xué)思維方法?？諝饪梢灶惐纫后w的熱脹冷縮的性質(zhì)，假如空氣具有熱脹冷縮的性質(zhì)，那么對(duì)一定空間的空氣進(jìn)行加熱后，空氣的體積就會(huì)膨脹;一定空間的空氣受冷后，空氣的體積就會(huì)縮小。

那么怎么才能顯示空氣熱脹冷縮的現(xiàn)象呢？空氣可以類比液體的研究方法。液體的研究方法是利用氣球皮的鼓起或者癟下去來(lái)判斷，那么空氣也可以利用氣球的膨脹或者收縮來(lái)研究。這樣的話，學(xué)生不僅理解了空氣熱脹冷縮的性質(zhì)，而且理解了研究空氣熱脹冷縮性質(zhì)的思路。

二、比較就是把相同性質(zhì)的物體進(jìn)行對(duì)比，這些事物具有的共同特征可能就是它們的本質(zhì)屬性。事物的不同特征就是具體事物的個(gè)別屬性

在《空氣有重量嗎》教學(xué)案例中，首先讓學(xué)生對(duì)固體、液體和氣體的性質(zhì)有所了解。比較是認(rèn)識(shí)事物特殊性質(zhì)的方法，引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)形狀、占據(jù)空間、體積、流動(dòng)性、重量這幾方面的比較，學(xué)生比較清晰地認(rèn)識(shí)到氣體與液體、固體不同的性質(zhì)（如下表）

空氣與其他物體一樣占據(jù)空間，也具有一定的重量，但是也具有沒有固定的形狀，容易被壓縮，能流動(dòng)的特點(diǎn)。

三、分析和綜合是把研究對(duì)象分解成各個(gè)組成部分。分別加以研究的一種方法。然后把各種部分再重新綜合的思維方法

在《擺的研究》教學(xué)案例中，學(xué)生測(cè)量擺的擺動(dòng)次數(shù)的時(shí)候已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，擺鐘的擺與自制的擺在10秒內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)可能不一樣。有的擺擺得快，而有些擺則擺得慢。學(xué)生的頭腦中已經(jīng)形成了一個(gè)問題：在相同時(shí)間內(nèi)怎么不同的擺擺動(dòng)的次數(shù)不一樣呢？

這樣的問題是開放性的，學(xué)生無(wú)法進(jìn)行探究。引導(dǎo)學(xué)生思考：影響擺擺動(dòng)快慢有哪些因素？之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)到擺包括擺重，擺長(zhǎng)和擺幅，這樣學(xué)生就很容易分析得出影響擺擺動(dòng)快慢的因素可能是擺錘、擺長(zhǎng)、擺幅。這樣學(xué)生就可以利用控制變量的方法對(duì)影響擺的擺動(dòng)快慢進(jìn)行探究，比如當(dāng)研究擺長(zhǎng)是否影響擺擺動(dòng)快慢的因素時(shí)，控制擺重、擺幅不變。

當(dāng)學(xué)生完成對(duì)擺重、擺幅和擺長(zhǎng)的研究后，再重新綜合影響擺的快慢因素。這樣學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到影響擺的快慢因素與擺長(zhǎng)有關(guān)，與擺重和擺幅無(wú)關(guān)，其中擺長(zhǎng)指的是從固定點(diǎn)到擺的重心的距離。

四、分類就是根據(jù)事物的某個(gè)屬性或者表現(xiàn)的特征進(jìn)行分類。然后針對(duì)某個(gè)特征的事物進(jìn)行分析。歸納出這類事物的本質(zhì)屬性或者特征。構(gòu)建學(xué)生的科學(xué)概念

《點(diǎn)亮小燈泡》電在電路中的流動(dòng)是看不見的，但是我們可以通過一些現(xiàn)象，當(dāng)小燈泡的亮與不亮來(lái)判斷電路中是否有電流通過。電流動(dòng)的路徑叫做電路。學(xué)生利用教師提供的材料進(jìn)行各種嘗試，并且把電路連接的情況用簡(jiǎn)單的符號(hào)畫電路圖的方法。然后組織學(xué)生把全班的電路連接情況分類，一類是小燈泡發(fā)亮，電路是連接相通的，一類是小燈泡不亮，電路是斷開的或者短路的。

引導(dǎo)學(xué)生分析連接相通的電路特點(diǎn)，電必須從電池的一端經(jīng)過用電器流向另一端才能建成一個(gè)完整的電路。

五、推理就是根據(jù)事物的本質(zhì)或者發(fā)展變化規(guī)律。對(duì)一定的現(xiàn)象進(jìn)行解釋說明的思維方法

在《熱空氣和冷空氣》教學(xué)案例中，學(xué)生觀察到將去底的塑料瓶罩在點(diǎn)燃的蠟燭上，瓶底的一側(cè)用墊片墊起，觀察到火焰繼續(xù)燃燒;抽去墊片，觀察火焰熄滅。那么為什么蠟燭的火焰不一樣呢？

引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用推理對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析。蠟燭的火焰繼續(xù)燃燒是因?yàn)橛醒鯕?蠟燭的火焰熄滅是因?yàn)槿鄙傺鯕?。只有空氣是循環(huán)的，才會(huì)有新的氧氣補(bǔ)充過來(lái)。當(dāng)瓶子的一側(cè)用墊片墊起的時(shí)候，受熱的空氣向上升，冷的空氣從下面進(jìn)入，這樣就形成了一個(gè)循環(huán)（如下圖）。

科學(xué)思維是科學(xué)探究的核心。在科學(xué)探究中，科學(xué)思維方法不僅可以引導(dǎo)學(xué)生收集證據(jù)說明科學(xué)問題，而且還可以引導(dǎo)學(xué)生分析證據(jù)解釋科學(xué)問題。學(xué)生掌握了一定的科學(xué)思維方法，把自己的科學(xué)概念遷移到新的情境，就可以解決新的問題。

編輯：謝尾合