科學思維是核心素養(yǎng)的重要組成部分,是學生不可或缺的關鍵能力,培養(yǎng)學生的科學思維是小學科學教學的重要目標。小學生對世界充滿好奇,對事物有著較強的感知力,興趣往往會成為他們探索知識的起點。小學生的認知以形象思維為主,對事物的判斷依賴生活經(jīng)驗,但伴隨其感知、記憶、表達及生活經(jīng)驗的積累,他們的抽象邏輯思維能力會逐步提高。在以培養(yǎng)科學思維為目標的小學科學課堂中,教師應深入了解學生的情感與認知特點,遵循其發(fā)展規(guī)律,運用恰當?shù)慕虒W策略,創(chuàng)造有趣且真實的教學情境,設計豐富多彩的實踐活動,激發(fā)學生的科學探究興趣,激發(fā)學生科學思維的活力,引導他們滿懷興趣地步入理性認識的殿堂,使科學課堂成為他們享受樂趣、健康成長的自主體驗之旅。
一、在趣味中激發(fā)學生思維的火花
著名心理學家布魯姆曾說過:“學習的最大動力,乃是對學習材料的興趣?!痹谛W科學課堂上,激發(fā)學生的學習興趣是教學的出發(fā)點,也是培養(yǎng)學生正確求知欲和學習信心的重要途徑。教師應通過教學活動吸引學生的注意,激發(fā)學生的好奇心,使學生對學習材料產(chǎn)生興趣。在此基礎上,教師要培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維,以增強其課堂學習效果。
思維型科學課堂的主要特點是趣味性。有趣的科學內(nèi)容和有吸引力的科學活動,能夠激發(fā)學生的思維活力。興趣是推動思維發(fā)展的強大動力,只有不斷提升學生對科學學習的興趣,才能有效提高其思維能力。教師可以通過創(chuàng)設情境、提出問題等方式,利用趣味性的教學手段激發(fā)學生的興趣,促進他們的思考。對于感興趣的問題,學生自然會產(chǎn)生探究的欲望。這種主動探究問題的行為,既是一種心理傾向,也是一種思維能力,兩者相輔相成,促使學生在探究中激活思維,獲得知識。
以教科版小學科學二年級下冊第一單元“磁鐵”為例,在講授“磁鐵怎樣吸引物體”這一課時,為了激發(fā)學生的探究欲和學習興趣,筆者在課堂導入環(huán)節(jié)引入了“磁鐵釣魚”游戲,讓學生在游戲中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題,激發(fā)他們思維的活力。課前,筆者準備了以下游戲道具:兩根外形一致的魚鉤(其中一根是鐵制的,另一根是鋁制的)、兩只塑料材料做成的“魚”(魚腹中各放入一塊小磁鐵)。課堂上,學生對筆者安排的釣魚游戲活動興致很高,他們踴躍參加,爭做“釣魚能手”。游戲后,有的學生滿載而歸,有的學生卻是兩手空空。這個有趣的游戲讓學生產(chǎn)生了“同樣的魚,一樣的鉤,為什么有些人能順利釣到魚,有些人卻釣不到魚”的問題。最后,在筆者的啟發(fā)下,學生通過仔細觀察,發(fā)現(xiàn)了魚鉤和魚腹的端倪。這時,筆者因勢利導,引出了本次課程的主題——磁鐵。
此外,教師應準確把握學生的思維起點,這是課堂教學成功的關鍵。在小學科學教學中,教師應充分考慮學生的年齡、心理特點及興趣愛好,設計能夠激發(fā)學生認知興趣的教學方案,通過引導學生觀察、實驗、討論,讓他們在探究中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,逐步培養(yǎng)其科學思維能力和自主探究能力。
實踐證明,趣味教學是激發(fā)學生科學思維的有效途徑,它不僅能激發(fā)學生的學習興趣和求知欲,還能有效提高教學質(zhì)量,為學生的全面發(fā)展奠定堅實基礎。
二、在明理中建構(gòu)學生思維的模型
科學探究的過程是一個蘊含深刻理性思維的過程,它依賴于聯(lián)想、分析、比較、概括等思維方法,并涉及模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等思維活動。科學課程采用以興趣為外殼、理性認識為內(nèi)核的教學方式,引導學生從感性認識逐步過渡到理性認識。這一教學構(gòu)思主要通過兩個維度展開:一是基于理性認識的引導;二是針對具體問題的探究。教師要鼓勵學生進行科學、客觀的探究實踐,促使學生積累知識經(jīng)驗,自主構(gòu)建理性認識。
科學思維本質(zhì)上是一種明理的過程,也是思維模型建構(gòu)的過程。教師應引導學生在實踐探究的基礎上進行深入思考,從而得出科學結(jié)論,并建構(gòu)出相應的科學模型。學生若在探究過程中未能實現(xiàn)手腦并用,僅停留于表面的操作,則難以在后續(xù)探究的過程中發(fā)現(xiàn)新知,無法達到理性的認知高度。在科學教學中,教師要踐行“讓學引思”的理念,將課堂交給學生,使學生在學習過程中更好地思考。教師既要給予學生足夠的時間和空間,方便其動手實踐和自主學習,又要適時引導學生思考,培養(yǎng)其思維能力。教師要引導學生有步驟、有計劃地開展科學探究,對生活問題、對知識經(jīng)驗及某些特殊觀點或理性結(jié)論進行探索,并建立清晰、具體的思維模型。
教師引導學生親身體驗科學探究,是教師科學教學理念的直觀體現(xiàn)。在這一過程中,教師應引導學生先動腦思考,再動手實踐,即“想好了再做”。這不僅能激發(fā)學生對科學的興趣,還能培養(yǎng)其科學探究能力。當學生就某個問題提出假設后,教師應引導學生先自主思考,設計實驗步驟,然后在實踐中驗證假設,并在完成后進行總結(jié)和反思,不斷完善學生的科學認知。需要注意的是,這并不意味著思考可以替代實踐,而是強調(diào)兩者相輔相成。正如古人云:“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。”有時,想法和實際可能存在偏差,只有實踐才能發(fā)現(xiàn)問題,教師在教學實踐中應靈活運用知行合一的思想,引導學生先構(gòu)建完整的思維模型,再進行實踐操作,以避免科學探究活動的盲目性。
以教科版小學科學五年級下冊第四單元“熱”為例,在教授“溫度與水的變化”這一課時,筆者安排學生進行了“冷水與熱水”的科學實驗,讓學生探究把熱水倒進冷水里(或把冷水倒進熱水里)會產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象。在實驗開始前,筆者先提出了問題,讓學生猜想可能會發(fā)生的現(xiàn)象,然后讓各組學生挑選了合適的實驗器材進行探究。在實際教學過程中,筆者的話音剛落,部分學生就出現(xiàn)了盲目操作的情況,如直接將冷水和熱水混合、隨意改變實驗條件等。他們雖然得出了“兩者混合會變成溫水”的正確結(jié)論,但并未掌握正確的探究方法。這一教學案例表明,在學生探究的過程中,教師正確、科學、及時的引導至關重要。只有當學生明確了探究目的、掌握了科學方法時,他們才能真正從探究活動中受益。
三、在趣理中培養(yǎng)學生的思維能力
為了滿足學生理性認識的需要,科學課堂教學需要具有趣味性,趣理相融、趣理共生是科學教學的核心理念。教師通過設計貼近學生生活的教學情境,引導學生親身體驗科學探究全過程,能夠讓學生在深度體驗中自主發(fā)展科學理性的思維,從而使科學課堂真正促進學生成長。學生的科學思維能力體現(xiàn)在多個方面,包括基本思維方法的掌握、模型的理解和建構(gòu)能力,及對不同觀點和方案的質(zhì)疑、批判和修正能力等。在思維能力的培養(yǎng)過程中,教師應從學生的情感世界出發(fā),將理性認識過程轉(zhuǎn)化為能夠拓展學生思維的有趣活動,通過動態(tài)環(huán)節(jié)層層推進,促使學生的科學思維由低階向高階發(fā)展??茖W探究作為學生學習科學知識的一種重要方式,應以“激趣”為起點,以“明理”為結(jié)果。在趣理中培養(yǎng)學生的思維能力,并非要學生一味感受有趣,而是要把重點放在明理上,引導學生發(fā)現(xiàn)科學的趣味性,從而激發(fā)其科學探究的活力,培養(yǎng)他們的科學實踐能力和科學思維能力。
(一)趣中質(zhì)疑
培養(yǎng)學生的思辨能力和敢于質(zhì)疑的精神,是小學科學教育的重要目標之一。當前,部分學生缺乏質(zhì)疑精神,以課本內(nèi)容為絕對真理,這嚴重抑制了他們創(chuàng)新思維的發(fā)展。在趣味科學課堂中,教師不僅要激發(fā)學生的科學探究興趣,還要鼓勵他們勇于質(zhì)疑。教師應在學生心中播撒思維的種子,點燃學生批判質(zhì)疑的火苗,以提高學生思維的發(fā)散性、獨創(chuàng)性與批判性。
以“形狀與抗彎曲能力”實驗為例,筆者先向?qū)W生展示了普通A4紙,并拋出問題:“誰能最快想到讓紙支撐起一支筆的重量的方法?”學生踴躍嘗試,他們通過動手折疊紙張,將紙對折成V字形后略微展開,豎立在桌面上,順利支撐起了一支筆的重量,又快又好地完成了任務。隨后,筆者進一步提問:“V字形的紙能支撐住一本科學教材的重量嗎?”對于這個問題,學生意見不一,有的學生說能,有的學生提出質(zhì)疑。于是,筆者鼓勵學生動手試一試。學生通過動手實驗發(fā)現(xiàn),將V形紙對折后略微展開,豎立在桌面上,無法承受科學教材的重量。筆者趁機追問:“那么,如何能讓這張A4紙托起科學教材而不倒下呢?”這個問題引發(fā)了學生的好奇心和質(zhì)疑精神,他們紛紛猜想和思考,并努力嘗試了不同的折疊方法,如將紙多折幾次或?qū)⒓埦沓蓤A柱形等。在這個過程中,教師引導學生帶著問題進行了思考,在討論中培養(yǎng)了學生的質(zhì)疑精神,讓學生的思維由封閉轉(zhuǎn)向發(fā)散,有效培養(yǎng)了他們的思維能力。
(二)疑中探究
基于學生的思維想法不同,筆者組織學生以小組為單位,以“關于紙張的承重力”為主題,開展了承重比賽。比賽前,小組明確了問題,如怎樣折、折幾條棱紙的承重能力會更強等,通過動手與動腦相結(jié)合的方式進行了深度探討和實驗驗證。學生制定了探究方案,選擇合適的工具與材料展開了探究,并在完成的過程中及時修正和改進了方案。在此過程中,動手和動腦二者缺一不可,缺少了動腦的科學探究是無趣的,缺少了動手的思考是沒有實踐支撐的,只有既動手又動腦才能確保探究活動的準確性和科學性。
(三)思中明理
通過商議和實驗,各小組成員達成了共識,確定了研究方向,進行了實驗驗證,并對承重數(shù)據(jù)進行了記錄和分析。經(jīng)過分析,學生發(fā)現(xiàn)棱柱越多,紙張的承重能力越大。進而,他們又產(chǎn)生了新的思考:圓柱沒有棱,為什么它的承重能力比棱柱大?經(jīng)討論,學生發(fā)現(xiàn),原來圓柱可以被視為有無數(shù)條棱的棱柱,因此它能夠更均勻地分散所承受的力。
在科學課堂上,教師應注重培養(yǎng)學生的理性思維能力,并通過知行合一的科學探究活動,讓學生在實踐中得出真知。因此,教師應精心設計學生的科學實驗探究活動,引導學生在實際操作中找到答案,提高他們的認知能力和思維能力。
結(jié)語
富有趣味性的科學課堂能提高學生的理性認知,在教學過程中,趣味與理性相輔相成,相互融合,能夠共同促進學生的全面發(fā)展。教師應根據(jù)學生實際來進行教學設計,精心創(chuàng)設教學情境,引導學生積極參與科學探究活動,經(jīng)歷并體驗理性認知的過程。在這樣的教學方式下,學生能夠自主地開展科學探究活動,并在這一過程中,提高自身的理性認識。
(作者單位:
江蘇省蘇州市吳江區(qū)七都小學)