江蘇省吳江實驗小學(xué)教育集團愛德校區(qū) 朱 琛

一、兒童的科學(xué)思維

科學(xué)思維，也叫科學(xué)邏輯，即形成并運用于科學(xué)認識活動、對感性認識材料進行加工處理的方式與途徑的理論體系，包括比較與分類、歸納和演繹、分析和綜合、抽象和概括等。

小學(xué)低年級學(xué)生的思維雖然有了抽象的成分，但仍然是以具體形象思維為主。按照皮亞杰的理論，7～11 歲為一個年齡段，11 歲左右的兒童已經(jīng)能夠擺脫現(xiàn)實和表象的束縛，來思考可能的或假設(shè)的問題。很顯然，此時的兒童已經(jīng)具有科學(xué)思維能力，能進行假設(shè)、質(zhì)疑、分析、演繹和抽象等復(fù)雜的思維活動。那么，科學(xué)課從低學(xué)級就開始引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的思維方法參與活動，解決實際問題，將是促進學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展、提升科學(xué)素養(yǎng)的良好途徑。

二、培養(yǎng)科學(xué)思維的途徑

在科學(xué)教學(xué)中，教師可以從以下幾個方面入手培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

第一，讀懂學(xué)生，關(guān)注已有的前概念，通過創(chuàng)設(shè)問題情境促使學(xué)生產(chǎn)生認知沖突，調(diào)動學(xué)生思維的積極性。如在觀察魚之前先安排“畫”的活動，學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗畫常見的淡水魚（鯽魚）的外觀結(jié)構(gòu)，有的學(xué)生畫的魚沒有魚鱗，有的學(xué)生畫的魚沒有背鰭，有的學(xué)生畫的魚沒有腹鰭，即使畫了背鰭、腹鰭，形狀、數(shù)量也是有差異的。這些不完整的前概念讓學(xué)生產(chǎn)生認知沖突，他們迫切想知道“鯽魚到底長什么樣”。這樣，學(xué)生就能積極主動地參與活動，有效的活動能夠促進思維的發(fā)展。

第二，在探究活動中為學(xué)生提供呈現(xiàn)證據(jù)并形成初步解釋的機會。一年級的探究活動主要以觀察比較為主，盡管比較簡單，教師也要為學(xué)生準備恰當?shù)牟牧?，盡可能地啟發(fā)學(xué)生運用已有的知識，對事物進行觀察、比較、思考，尋找事物之間的相互聯(lián)系，并對現(xiàn)象進行分析處理。這是一個長期的學(xué)習(xí)過程，在這個過程中可以不斷促進學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

第三，幫助學(xué)生通過交流討論，進行梳理和提煉，逐步形成新概念。一年級學(xué)生抽象概括能力和語言表達能力比較弱，還不能用準確的語言表述自己的發(fā)現(xiàn)或事物的特征。教師可以指導(dǎo)學(xué)生用簡單的語言、符號、繪圖進行描述和交流，重點在記錄、語言表達的方式、語言詞匯訓(xùn)練等方面進行指導(dǎo)，學(xué)生對事物的描述越精確，語言表達越流暢，思維才能越清晰地顯現(xiàn)出來。

第四，幫助學(xué)生學(xué)以致用，拓展延伸。讓學(xué)生帶著問題走出科學(xué)課堂，運用所學(xué)的知識、方法解決拓展活動中的問題，開展小實驗、小設(shè)計等創(chuàng)造性活動，能使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到鍛煉和發(fā)展。這項活動中、高年級的學(xué)生參與度會更高。

三、培養(yǎng)科學(xué)思維的具體指導(dǎo)方法

在一年級科學(xué)實際教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維？教師可以依托新教材四大板塊的呈現(xiàn)方式，圍繞聚焦、探索、研討環(huán)節(jié)展開說明，幫助學(xué)生搭建思維的“腳手架”。

（一）聚焦環(huán)節(jié)鏈接前概念

聚焦環(huán)節(jié)往往可以用一個問題導(dǎo)出話題，如教學(xué)“觀察一棵植物”時，教師可以聚焦問題：“我們來觀察一棵植物，怎樣觀察？”筆者下面將展示兩位教師對問題的處理方式：

師1：我們來觀察一棵植物，怎么觀察？我們身上有很多感覺器官可以幫助我們觀察。請同學(xué)們來說一說。（學(xué)生匯報感覺器官有眼、手、鼻子、嘴巴、耳朵）

師：對，我們就用這些感覺器官來觀察一棵植物……

師2：我們來觀察一棵植物，同學(xué)們以前肯定觀察過，能不能給大家介紹你印象最深刻的植物？

生：西瓜。

師：為什么選西瓜？

生：因為我最近去過瓜田。

師：你能不能具體描述一下，很多同學(xué)都沒去過呢。

生：西瓜是長在藤上的，綠色的。

師：長在藤上，綠色的，確定嗎？你怎么發(fā)現(xiàn)的？

生：親眼看到的。

師：是的，眼睛可以幫助我們觀察，是我們身體重要的觀察器官。剛才這個同學(xué)用眼睛觀察到西瓜的顏色和形狀……

我們發(fā)現(xiàn)第二位教師在聚焦環(huán)節(jié)中這個問題的指向是喚醒學(xué)生已有的經(jīng)驗，并且在這個基礎(chǔ)上自然地進行了觀察方式和觀察內(nèi)容的指導(dǎo)，如用看的方法，可以觀察到植物的顏色和形狀。一年級學(xué)生在菜場、公園、旅游區(qū)、花卉市場等場所都通過一些生活經(jīng)歷獲得了淺顯的有關(guān)植物的科學(xué)小知識。這些學(xué)生頭腦里正確或不完全正確的，甚至是錯誤的信息可以稱為前概念。換言之，一年級的學(xué)生進入科學(xué)課堂，是帶著六七年的生活經(jīng)歷的，由于學(xué)生們的經(jīng)歷不同，對同一個問題的理解也是不同的，這些經(jīng)驗和差異也是寶貴的學(xué)習(xí)資源。因此，教師要關(guān)注聚焦環(huán)節(jié)，通過聚焦問題、鏈接前概念，讓學(xué)生基于經(jīng)驗參與新的活動，并能在持續(xù)的學(xué)習(xí)活動中不斷修正錯誤的認知，強化正確的認知，并學(xué)習(xí)新的技能。

（二）探索環(huán)節(jié)需要技術(shù)指導(dǎo)

科學(xué)新課標對1～2年級科學(xué)探究目標做了如下要求：在教師指導(dǎo)下，能利用多種感官，運用觀察、比較等方式探究植物外部形態(tài)與生命特征。在教師的指導(dǎo)下，能用語言、圖示等方法初步描述觀察發(fā)現(xiàn)的有關(guān)植物的信息。這個階段要通過培養(yǎng)觀察和記錄技能發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。在這兩項重要探究技能中經(jīng)常需要這樣的“糾錯反正”。

1.觀察的指導(dǎo)

觀察是發(fā)現(xiàn)事物本質(zhì)、解決問題的基本手段，能夠?qū)⑹挛锉姸嗟膶傩灾斜举|(zhì)的東西找出來。那么，對于“觀察”有什么技術(shù)指導(dǎo)呢？大部分一年級的學(xué)生認為，“觀察”就是“看”，其實“看”只是“觀察”的一種方法，我們還可以運用其他感覺器官，如手摸、鼻子聞等，或者使用工具，如放大鏡、尺等來發(fā)現(xiàn)事物的特點。筆者在聽課的時候，發(fā)現(xiàn)授課教師在黑板上貼出了眼睛、小手、鼻子、嘴巴等感覺器官的圖片來引導(dǎo)學(xué)生多角度觀察，但是活動結(jié)束后，學(xué)生的匯報形式還是比較單一。例如，當學(xué)生面對一盆植物時，學(xué)生的習(xí)慣首先是用眼睛觀察，觀察到的內(nèi)容往往只是停留在“植物有莖，有葉”或“植物是綠色的”等非常淺表的層面，較少注意到更細小的特點，如莖葉的數(shù)量、葉的大小差異等。因此，指導(dǎo)學(xué)生會觀察，幫助訓(xùn)練學(xué)生的觀察力，可以發(fā)展學(xué)生分析比較等科學(xué)思維。下面筆者以植物單元的一個教學(xué)片段來說明：

師：同學(xué)們，觀察這棵植物的莖和葉，你們認為可以怎么觀察？

生1：可以用看一看的方法。

師：可以，“看”是一種觀察方法，那看什么呢？

生2：可以看莖的顏色。

生3：可以看葉子的顏色，還有葉子有多少。

生4：可以看莖有多長。

師：如果想知道莖有多長，老師這里有工具。

（師展示尺）

師：還能通過看了解到什么？

生5：可以量量葉子的長，可以看看葉子上的花紋。

師：觀察可不只是用“看”的方法，我們還可以借助其他的方法嗎？

生6：還可以用手摸，用鼻子聞。

……

根據(jù)上述師生的交流，我們不難猜測學(xué)生在教師的指導(dǎo)下的觀察活動更有效，他們的描述應(yīng)該是具體的、整體的，如果教師只拋出一個“看”的方法不做具體引導(dǎo)，那么學(xué)生就很難建構(gòu)一個相對完整而具體的植物概念。

2.科學(xué)繪圖的指導(dǎo)

即使學(xué)生對植物的觀察經(jīng)過了教師的技術(shù)指導(dǎo)，有了相對整體的認知，但是要能正確地反映出來還是有一定難度的。一年級學(xué)生的識字量不大，也可以用繪圖來記錄。繪畫是記錄的一種方法，記錄觀察事物的細小特征，需要正確、真實、嚴謹?shù)姆从?。一年級學(xué)生認知和表達不容易匹配，學(xué)生觀察后記錄的往往是想象中的植物，他們會根據(jù)想象給植物涂上鮮艷的色彩，如本來是細的綠色的莖，他們可能會畫出大樹般的粗壯的樹干并涂上棕色；原本是鋸齒狀的葉子，他們會畫成自己喜歡的圓圓的葉片。如此，再美觀的畫圖也不是科學(xué)記錄。有的教師覺得一年級的學(xué)生畫不出什么，要降低要求。的確，低年級的學(xué)生，思維層次還比較低，教師的要求可以簡單一點，但是科學(xué)記錄要抓住事物特征，并正確如實地反映事物特征的這個要求是要堅持的，這也是訓(xùn)練學(xué)生把觀察到的植物的特征通過思維轉(zhuǎn)化再現(xiàn)的一個過程。當然，只強調(diào)要求，對一年級學(xué)生而言并沒有多大幫助，模仿和引導(dǎo)是一種重要的學(xué)習(xí)方法和行為支持。教師可以展示植物學(xué)家或者動物學(xué)家的繪圖筆記，和學(xué)生的卡通圖做比較，讓學(xué)生理解科學(xué)記錄繪圖作為研究記錄的一種方式，要求真實、準確，并且可以圖文結(jié)合，進行更清晰的描述。在實際指導(dǎo)時，教師要引導(dǎo)學(xué)生抓住事物特征，并在黑板上一步步演示如何把特征用線條表現(xiàn)出來。以“觀察葉”為例，在“畫一片葉”的活動中，教師把課前收集的樹葉進行分類，選出特點明顯的展示在實物投影儀下，通過“猜葉子”的活動吸引學(xué)生關(guān)注并參與探究，教師通過引導(dǎo)逐步地展示葉子特征：它是綠色的……它是橢圓形的……它的邊緣像鋸子一樣……隨著特征越來越具體，學(xué)生尋找的范圍就越來越小，越來越準確，在接下來繪圖時學(xué)生就更容易抓住事物的特點了。教師在黑板上畫葉片，鼓勵學(xué)生同時在紙上畫，師生們一邊討論一邊畫。通過指導(dǎo)繪圖，學(xué)生能獲得繪圖體驗，并且意識到準確地畫出物體需要仔細觀察。

（三）研討環(huán)節(jié)引導(dǎo)表達交流

科學(xué)新課標對1～2年級學(xué)生提出要求：在教師的指導(dǎo)下，能簡要講述探究過程和結(jié)論，并與同學(xué)討論、交流。學(xué)生對事物的描述越精確，語言表達越流暢，思維才能越清晰地顯現(xiàn)出來。低年級學(xué)生有一定的表達能力，但是受思維能力和詞匯量的限制，描述時缺少順序，不能清晰、完整地表達自己的觀點。教師在課堂訓(xùn)練時要注意提問問題不能太寬泛，提問要簡潔明了、指向性強。如“觀察比較”中對4 個恐龍模型的比較，A 教師提問：“這4 個恐龍模型有什么不同？”B 教師提問：“這4 個恐龍模型，你能看出它們的大小、長短、高低不同嗎？”B 教師的問題一目了然，能更好地幫助學(xué)生建立自己的語言系統(tǒng)。此外，教師可以根據(jù)問題幫助學(xué)生建立簡單的語言模塊，利用一些固定的句式，幫助學(xué)生建立從現(xiàn)象得到結(jié)論的科學(xué)思維。如“植物是活的嗎？”研討環(huán)節(jié)的問題：“哪些方面可以說明植物也是活的，塑料花是活的嗎？”教師引導(dǎo)學(xué)生用“因為……所以……”“我觀察到……所以……”這樣的句式來交流?！霸谟^察中比較”的研討問題：“我們是怎樣比較的？比較的結(jié)果是什么？”引導(dǎo)學(xué)生（比較恐龍模型）用“我們是這樣比的……從高到矮是這樣的……從長到短是這樣的……”這些句式。此外，還可以用“我同意……因為……，我不同意……因為……”句式。遇到表述不清楚的學(xué)生，教師也要提供幫助，如“你是不是想表達這個意思”，然后讓他自己再學(xué)著說一遍。無論是情感支持還是方法支持，都要有意識地訓(xùn)練學(xué)生用清晰的思維、科學(xué)的語言來表達觀點。

表達是單向的，交流是信息互換的過程，盡管一年級學(xué)生不能很好地參與同伴交流，但是教師要時時提醒他們注意傾聽。在傾聽與表達中，只有學(xué)生之間的思維產(chǎn)生了碰撞，才能迸發(fā)出新的思維的火花。

學(xué)生早期的思維習(xí)慣影響著今后的科學(xué)學(xué)習(xí)，未來科技教育更注重實踐應(yīng)用、系統(tǒng)設(shè)計和創(chuàng)新，不僅要像“小科學(xué)家”一樣探究，還要像“小工程師”一樣解決實際問題。這就要求教師注重對學(xué)生思維能力的潛移默化的系統(tǒng)培養(yǎng)，發(fā)展他們的技能，提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。