曹菊峰

隨著課改的推進(jìn)，小學(xué)科學(xué)的課堂上呈現(xiàn)了喜人的現(xiàn)象：圍繞核心概念有效組織多個教學(xué)活動，或者圍繞主要概念進(jìn)行長時探究，抑或根據(jù)學(xué)生的前概念進(jìn)行探究，對學(xué)生的前概念進(jìn)行修正和補(bǔ)充，等等。小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)已普遍重視提升學(xué)生的探究能力和思維能力。而這些可喜成績，總離不開科學(xué)教材的重要組成部分——實驗材料。由此可見，在科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)概念的形成，探究能力的提升，學(xué)生思維的發(fā)展，離不開他們對實驗材料的操作、擺弄。實驗材料在科學(xué)教學(xué)中起到了至關(guān)重要的作用。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實際和教學(xué)經(jīng)驗，對如何在探究活動中行之有效地利用實驗材料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維策略作了以下的嘗試與探索。

一、在材料中“求異”，找準(zhǔn)求異思維的入口

求異思維也就是在思維中打破已有的思維定式、思維習(xí)慣或以往的思維成果，通過思維創(chuàng)造性活動，不僅揭露事物的本質(zhì)及其內(nèi)在聯(lián)系，而且在這個基礎(chǔ)上產(chǎn)生新穎的、超出一般規(guī)律的思維成果。在科學(xué)探究活動中，材料的供給會給學(xué)生創(chuàng)設(shè)提出問題的情境，同種材料的不同組合，有時會使學(xué)生的認(rèn)識和眼前的材料產(chǎn)生沖突，造成思維矛盾，從而引導(dǎo)學(xué)生提出問題并積極地開展研究。教師應(yīng)根據(jù)課堂教學(xué)的實際，挖掘?qū)嶒灢牧系膬r值，在材料中求異，尋找求異思維的切入點，讓材料更好地引領(lǐng)著課堂探究，發(fā)展學(xué)生的求異思維。

如《滑輪組》教學(xué)片段

教師請學(xué)生匯報滑輪組的作用。

生：我們發(fā)現(xiàn)滑輪組的作用既可以省力，又可以改變用力方向。

師：大家都同意嗎？那么這個滑輪組呢？（教師出示另一個不同組裝的滑輪組，見圖B）

我們仔細(xì)觀察這個滑輪組和你們之前研究的有什么不一樣？你有發(fā)現(xiàn)嗎？

生：第一次組裝的是繩子掛在定滑輪的鉤上，而現(xiàn)在卻是掛在動滑輪的鉤上。

師：其他組是這樣嗎？你們觀察得真仔細(xì)。那么是不是滑輪組不同的組裝方法，所起作用會不一樣呢？接下去請大家展開研究，比較一下兩種不同繞法的滑輪組的作用吧！

師：你們的研究有結(jié)果了嗎？

生：我們發(fā)現(xiàn)第一種組裝方法能改變用力方向，第二種組裝方法，用力的方向跟物體運動的方向一樣的，沒有改變用力方向。

生：我們也同意第二種方法提升的方向沒有變，不過從數(shù)據(jù)來看，第二種方法提升物體更加省力些。

師：其他小組同意嗎？我們的研究發(fā)現(xiàn)第二種滑輪組的繞法確實不能改變用力方向，但是卻能更加省力些。在生活中，我們要根據(jù)實際需要來選擇不同的滑輪組為我們的工作提供方便。

以上片段，滑輪組的作用得出后，筆者并沒有馬上停止，因為材料結(jié)構(gòu)之間具有多種組合關(guān)系。為了留給學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題的恰當(dāng)空間，讓學(xué)生能圍繞一個中心去尋找多種支配的途徑，我采取的是引導(dǎo)學(xué)生對實驗材料進(jìn)行了求異處理，尋找求異的突破口：“滑輪組不同的組裝方式，作用一樣嗎？”學(xué)生通過對材料的操作、擺弄和思考，在結(jié)構(gòu)中求異，殊途同歸，形成對滑輪組作用的正確認(rèn)識，學(xué)生的思維又推向另一個高潮，從而提高探究實效。顯然，這樣的求異處理，不僅使學(xué)生掌握了所學(xué)知識，更重要的是將有創(chuàng)造性的問題深入到了學(xué)生的頭腦。學(xué)生通過獨立支配具有求異結(jié)構(gòu)的材料，不但獲得了通向科學(xué)概念需要的感性材料，而且不斷產(chǎn)生新構(gòu)思，尋求新方法，大大拓寬了學(xué)生求異思維的空間，有效提高了思維的深度。

二、在材料中“求逆”，開啟逆向思維的閘門

培養(yǎng)逆向思維是指引導(dǎo)學(xué)生順著正常思維方式相反的方向開展思考的思維方式，是從一個相反的角度去思考，去探究。在科學(xué)探究過程中，教師更要依據(jù)材料發(fā)展學(xué)生逆向思維，讓學(xué)生嘗試依據(jù)材料反其道而思之，引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)并驗證假設(shè)，這就需要學(xué)生大膽使用逆向思維方式。當(dāng)然，逆向思維并不是鼓勵學(xué)生獵奇，不是任何情況都可以使用，它同樣要求論之有理，述之有據(jù)，要有說服力。

如《電能從哪里來》教學(xué)片段

師：小電動機(jī)通電后，風(fēng)葉會轉(zhuǎn)動，（教師演示實驗）此時，電能轉(zhuǎn)化成什么能量？

生：電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。

師：其他同學(xué)同意嗎？既然小電動機(jī)能把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，那么反過來小電動機(jī)能否把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能呢？

生：能。

師：給你一個電動機(jī)，你打算怎么做才能使機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，發(fā)出電來？

生：用手快速轉(zhuǎn)動風(fēng)葉，就能發(fā)出電來。

師：快速轉(zhuǎn)動風(fēng)葉，是機(jī)械能，我怎么知道它發(fā)出電來？

生：用導(dǎo)線連接一個小電珠，亮了就發(fā)出電了，沒亮就沒有發(fā)出電。

師：沒亮就沒有發(fā)出電？是這樣嗎？

生：不是的，如果小電珠沒有亮，可能是發(fā)出的電量不夠。

師：除了用小電珠來檢測，我們還可以用什么來檢測？

生：可以用小磁針，因為通電導(dǎo)線接近小磁針，磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

師：想得真周到，能夠?qū)W以致用，那讓我們一起試試吧！

該教學(xué)片段，筆者引導(dǎo)學(xué)生觀察思考小電動機(jī)通電使風(fēng)葉轉(zhuǎn)動起來后能量的轉(zhuǎn)化，得出電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，然后緊扣核心材料——小電動機(jī)，讓小電動機(jī)成為開啟學(xué)生逆向思維的閘門。引導(dǎo)學(xué)生以小電動機(jī)為中心，逆向思考，大膽假設(shè)：小電動機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能嗎？在學(xué)生假設(shè)的基礎(chǔ)上，又引導(dǎo)學(xué)生充分討論、交流，說出根據(jù)：怎么做才能讓小電動機(jī)發(fā)出電？怎么證明小電動機(jī)發(fā)出電來了？一石激起千層浪，學(xué)生思維活躍，躍躍欲試，最后通過實驗來驗證，解決了心中的疑惑。學(xué)生在這種輕松愉悅的氛圍下，經(jīng)歷了科學(xué)探究，發(fā)展了逆向思維，從而更有效地建構(gòu)了科學(xué)概念。

三、在材料中“求辯”，碰撞批判思維的火花

培養(yǎng)批判性思維就是鼓勵學(xué)生以事實為根據(jù)，用事實說話，抓住事物的本質(zhì)，用科學(xué)的態(tài)度和審視的眼光觀察事物和思考問題，并主動探究，解決問題。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師要善于捕捉同種材料蘊含的多種特點，激發(fā)學(xué)生的疑惑，激活學(xué)生的思維，引發(fā)學(xué)生多種見解，多種思考，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的目的。對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、探索能力、解決問題能力、處理信息能力、理性思考能力，以及養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣都能起到至關(guān)重要的作用。

如《工具和機(jī)械》教學(xué)片段

師：剪刀是省力杠桿嗎？說說你的理由。

生：是。因為用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離。

師：大家同意嗎？（大部分學(xué)生同意）

生：不一定是。（眾生笑）

師：哦？你為什么會這么認(rèn)為？

生：普通的剪刀是省力的，但有的剪刀用力點到支點的距離和阻力點到支點的距離幾乎差不多，或者還有小于阻力點到支點的距離的。所以我覺得有的剪刀是不省力的。

生：我覺得就算同一把剪刀有時省力有時是費力的，要看剪東西時阻力點的位置來判斷。

生：我也同意，阻力點離支點近就省力，阻力點在刀尖處，應(yīng)該是費力的。

師：這樣吧，老師這里有一把剪刀，有誰可以上臺給大家演示并解釋一下。

學(xué)生上臺演示并說出根據(jù)。

“剪刀是省力杠桿”，很多學(xué)生的前概念中都是這樣認(rèn)為的。以上片段中學(xué)生大膽質(zhì)疑，敢于說出自己的看法，我對他們的想法表示欣賞，鼓勵他們上臺實驗驗證，說出自己的根據(jù)，結(jié)果證實他們的想法恰恰是合理的、正確的。學(xué)生對同種材料下所產(chǎn)生的不同見解，作為科學(xué)教師當(dāng)報之以真誠的欣賞和贊揚，并引導(dǎo)學(xué)生開展探究。這樣，學(xué)生大膽懷疑的精神，良好的批判思維品質(zhì)的培養(yǎng)才不會成為一紙空談。

四、在材料中“求同”，延伸創(chuàng)新思維的觸角

教師為學(xué)生準(zhǔn)備的有結(jié)構(gòu)的材料，往往和學(xué)生生活中的材料緊密聯(lián)系在一起，有許多共同點，相通性，材料中蘊含著許多創(chuàng)新思維的因素。在科學(xué)探究活動中，教師要善于從現(xiàn)有材料出發(fā)，設(shè)疑激思，啟發(fā)誘導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生尋找現(xiàn)有材料與生活材料之間的相互聯(lián)系，鼓勵學(xué)生利用材料的相通性大膽創(chuàng)新，嘗試用生活材料代替實驗室里的材料來探究科學(xué)問題，讓學(xué)生通過參與、思考、探究，讓思維碰撞出創(chuàng)新的火花。

如《液體的熱脹冷縮》教學(xué)片段

師出示液體熱脹冷縮檢驗裝置。

師：是不是所有的液體都具有這樣的性質(zhì)呢？我們在課后也可以對其他的液體做一些研究。我們可以用生活中的哪些材料來制作一個液體熱脹冷縮的檢驗裝置，從而代替今天實驗室中的材料？

生：用塑料吸管來代替玻璃管。

生：用花露水瓶來替代燒瓶。

生：用飲料瓶來代替燒瓶。

師：廢物二次利用，很環(huán)保，低碳。不過飲料瓶有很多種，你要有所選擇，找到最合適的。

生：用橡皮泥來代替橡皮塞，密封效果也很好的。

生：很多酒的瓶口也用了橡皮塞，我想密封效果也不錯的。

師：想法不錯。

生：用我媽媽喝的太太口服液中的吸管，效果會更好。（眾生笑）

師：這你也知道??！你很留意生活中的點滴發(fā)現(xiàn)，為什么你覺得這里面的吸管效果更佳呢？

生：它很細(xì)，熱脹冷縮現(xiàn)象可能會更明顯。

師：不錯的選擇，這根細(xì)吸管，還會出現(xiàn)美麗的“噴泉”呢！

教師利用水的熱脹冷縮裝置隨機(jī)演示奇妙的“噴泉”。學(xué)生驚呼并鼓掌。

該教學(xué)片段，筆者根據(jù)液體熱脹冷縮裝置，組織學(xué)生開展討論，引導(dǎo)學(xué)生比較兩類材料的相同點，鼓勵學(xué)生到生活中去發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新，并在關(guān)鍵點加以點撥、引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生用生活中的材料代替實驗材料，如用吸管代替玻璃管，用花露水瓶代替燒瓶，用橡皮泥代替橡皮塞等。引導(dǎo)學(xué)生在材料中創(chuàng)新，舉一反三，觸類旁通，從多角度去思考問題，拓展了思維的廣度，在互動交流中碰撞出創(chuàng)新思維的火花。

總之，教師要依據(jù)實驗材料，認(rèn)真挖掘材料中的價值，用“材”促“思維”，講究用“材”之道，將材料的價值得到最大程度的發(fā)揮，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突和探究熱情，引導(dǎo)學(xué)生用材料來經(jīng)歷活動，用活動來帶動思維，用思維來改善活動，使探究活動層層推進(jìn)，有序進(jìn)行。

（浙江省長興縣夾浦鎮(zhèn)中心小學(xué) 313100）