促進理性思維養成的科學課教學

王思錦

《中國學生發展核心素養》中，科學精神被細化為理性思維、批判質疑、勇于探究三個要點。這三個要點有一定的梯度，理性思維是基礎，批判質疑要基于理性思維，勇于探究是科學精神的最高階表現。在小學科學教學中，尋求學生理性思維的發展，是培植科學精神的重中之重。其中，理性思想的重點包括：崇尚真知，理解和掌握基本的科學原理和方法；尊重事實和證據，有實證意識和嚴謹的求知態度；邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等。前兩點相對來說，容易實現，而科學思維方式的養成則較為困難。本文主要從理性思維養成的視角來談科學課如何教授。

一、教學內容：將理性思維養成納入教學目標

理性思維的養成，不是一朝一夕、一蹴而就的，應有長遠的目標和階段性計劃。從學生思維參與過程的角度分析教學內容，要將理性思維養成納入每節課的教學目標，這是提升學生理性思維素養的有效途徑。

本文以教科版小學科學教材為例，嘗試從學生思維參與過程的角度來分析教學內容，挖掘一些比較典型且能較好呈現思維過程的教學活動，以期促使更多教師梳理教材，尋找更多的促進學生思維素養成與提升的教學契機。

二、教學過程：探尋理性思維養成的突破點

真正的學習活動，離不開學生的思維參與。絕大多數教師會遵循科學的思維過程設計和實施教學活動，只是沒有意識到，也沒有將思維素養的提升納入教學目標中。本文以“導體和絕緣體”一課為例，重點分析教學過程中學生可能經歷的思維過程、思維形式和思維方法。

1. 創設情境，提出問題

這時教師要演示故障電路，讓學生分析小燈泡不亮的原因，進而提出問題：哪些材料容易導電？其體現的思維過程是分析，讓學生觀察整個電路，發現各電器元件連接牢固，但一根導線外皮未剝落，直接接入電路。運用的思維方法是推理，推測可能是導線的塑料外皮導電性能差，導致電路不通，燈泡不亮。

2. 檢測常見材料導電性能，建立導體和絕緣體概念

這一階段，教師要對檢測方法進行指導：將被檢測材料接入電路檢測器，若小燈泡發光，可以初步斷定這種材料容易導電。若小燈泡不發光，初步斷定這種材料不容易導電。為了排除接觸不良等偶然因素影響，須反復實驗。另外，也要進行分組實驗，邊實驗邊記錄，并將材料按是否容易導電分成兩組。最后，匯報交流實驗結果。這時體現的思維過程是比較與分類：按是否能讓小燈泡發光的標準，對材料導電性能做出比較，并按是否容易導電給材料分類。運用的思維方法是判斷，判斷常見材料的導電性能。

這個階段要對教學活動進行小結：有的材料容易導電，可將容易導電的材料叫作導體；有的材料不容易導電，可把不容易導電的材料叫作絕緣體。其體現的思維過程是抽象與概括，思維方式為概念，建立導體、絕緣體的概念。

3. 給材料歸類

這一階段主要分析導體材料和絕緣體材料的特點，嘗試進行歸類。其體現的思維過程是分析與綜合，即從導體材料看，有銅鑰匙、鐵釘、鋁勺、鉛筆芯（石墨）、自來水等，銅、鐵、鋁是金屬，可推斷金屬容易導電；從絕緣體材料看，有橡皮、玻璃片、塑料棒、瓷勺等，說明橡膠、玻璃、塑料、陶瓷是常見的絕緣體材料。這一過程運用的思維方式是歸納：銅、鐵、鋁容易導電，都是金屬，可以歸納出金屬容易導電。

從這個教學案例可以發現，學生的思維活動貫穿整個學習過程。如果課前教師將思維素養提升納入教學目標，在教學設計中融入思維培養的內容，在教學過程抓住思維發展關鍵點，有意識地使用描述思維過程、形式和方法等術語，在板書設計中適當加入思維元素，定將對學生科學思維方式的養成起到一定的促進作用。

三、教學活動：符合學生的思維水平

思維過程貫穿于學生學習的全過程。為什么之前的教學活動沒有產生提升學生思維素養的明顯效益？根本原因在于教學活動設計不得當，沒有切中學生思維發展的關鍵點，或者說問題、任務的難度不符合學生的認知水平。本文以“總結我們的天氣觀察”一課為例，談談如何設計符合學生思維水平的教學活動，促進科學思維方式的養成。

本文以“天氣”單元的最后一課為例，要求學生統計、分析已經持續記錄一個月的“天氣日歷”中收集的信息，揭示天氣變化的規律，感受長時間進行科學觀察和記錄的重要意義。對這樣的教學內容，我們可以將教學重點放在分析天氣信息的過程上，發展學生分析與綜合的思維能力。

以對氣溫的分析為例，可以從兩個角度分析。第一，該月中，哪天氣溫最高，哪天氣溫最低，哪天溫差最大？第二，該月的氣溫變化有何特點，氣溫變化的趨勢怎樣？

第一個角度就是我們所說的思維層面的分析過程。分析是指在頭腦中把事物的整體分解為各個組成部分的過程，或者把整體中的個別特性、個別方面分解出來的過程。這里學生要做的，就是從作為整體的天氣日歷中把最高、最低氣溫找出來，通過簡單計算，尋找最大溫差的一天。

第二個角度就是我們所說的思維層面的綜合過程。綜合就是將事物的各個成分和個別特征聯系起來，結合成為一個整體。學生要從對單獨一天氣溫的關注中跳出來，從整體上觀察本月氣溫的變化特點，揭示氣溫變化規律。受該年齡段心理發育特征所限，四年級學生對事物個別特征的把握比較容易，而從整體上感知事物變化規律較難。所以這里特別需要教師采取恰當的教學方法和策略，激發和啟動學生的思維參與。

有經驗的教師知道，僅僅讓學生觀察數據統計表，并不能很好地解決問題。傳統的做法是帶領學生繪制氣溫變化折線統計圖。這個方向是對的，問題是無論在科學課還是在數學課上，四年級學生并沒有學習過折線統計圖，畫起來相當費時間，當堂完成很緊張。如果沒有充分的科學課時，不建議將學習繪制圖表作為本課的教學目標，因為五年級的數學課中有專門的學習內容。這里教師可以引入Excel表格，在計算機上演示瞬間將數據轉化為折線圖的過程，既節省教學時間，又可以滲透信息素養的培養。

有了氣溫變化折線圖，學生分析氣溫變化的特點和趨勢就會比較容易。而且，教師還可以引導學生描述兩條曲線的特點，起起伏伏，呈波浪狀，反映出這個時期北京地區氣溫不穩定的特點。之后，引導學生比較曲線的起點和終點，嘗試畫出連接起點和終點的直線，很容易地就會發現直線傾斜向下，意味著該月北京地區氣溫整體呈下降趨勢。這種操作性很強的學習任務，更加符合學生的思維水平，有助于他們完成學習任務，掌握分析數據的具體方法，提高分析數據的能力，達成預設的教學目標。

綜上所述，小學科學課教學承載著培養學生理性思維素養的重任。科學教師首先要對思維的本體知識有一定的認識和了解，然后從分析教學內容入手，確立恰當的思維培養目標，接下來在教學過程中尋求理性思維養成的突破點，在教學活動中引導學生經過一個個的思維過程，逐步掌握科學的思維方法，最終提升學生的理性思維素養。

責任編輯：孫建輝