通過科學教材培養低年級學生的科學思維（下）

張軍霞

教材中的科學實踐活動要遵循科學思維的一般過程

科學思維是人腦對觀察到的科學世界進行加工，形成清晰的科學圖景，使人的認識從感性上升到理性。科學研究中的科學思維主要遵循提出問題、搜尋事實、捕獲信息、立論解釋的過程。與之相對應，技術與工程中的科學思維主要遵循明確工程問題、設計工程解決方案、創設模型、評估改進模型的過程。可以看出，科學探究的一般過程與科學思維的一般過程基本吻合，在科學探究過程中，始終伴隨著科學思維。了解科學或工程實踐中科學思維的一般過程，有利于教師在教學中把握學生的思維發展。

人教·鄂教版的科學實踐活動基本上是基于思維的科學探究活動和技術工程活動，這些活動都是從問題或項目開始，在探究過程或技術設計制作過程中，不斷地思考，解決問題或完成項目。表1舉例說明了本套教材一二年級科學實踐活動中提出問題、搜尋事實、捕獲信息、立論解釋的科學思維過程。

要為學生進行多種科學思維活動提供機會

以科學概念、判斷和推理反映事物的特有屬性和聯系，這樣的思維活動是科學教師們比較熟悉的抽象思維。此外，科學發現離不開形象思維和直覺思維。科學教材要從低年級開始，給學生提供豐富的進行形象思維的機會，鼓勵教師發現學生的直覺思維并能積極解決問題。另外，鼓勵培養學生的發散、質疑等與創造思維密切相關的思維品質。

形象思維

形象思維是以直觀形象的表象（我們能觀察感知并存儲在記憶中的事物的形象、圖形和符號等）解決問題的思維。在表達形象思維的結果時，要用一定的形式、手段和工具創造和描述形象，包括藝術形象和科學形象。形象思維是科學家進行科學發現和創造的一種重要思維形式。

形象思維是非邏輯性的，能夠調動很多形象，迅速從整體上把握住問題，但是思維結果有待于邏輯的證明或實踐的檢驗。形象思維對問題的反映是粗線條的、定性的。形象思維對已有形象進行想象性地加工，形成具有創造性的新形象。

在科學思維中，一般同時存在著抽象思維和形象思維，二者相互作用、相互補充。在科學教學的觀察活動中，學生要調動多種感官感知，以豐富表象，在表象的基礎上進行抽象。例如，2年級上冊“水和空氣”單元，學生調動5種感覺器官觀察水和空氣，嘗試使用豐富的詞匯描述觀察到的現象，最后歸納水和空氣的特征，以及它們的相同與不同。在科學模型建構中，學生在抽象思維的基礎上，要進行聯想和想象，構建反映事物屬性的理想模型、理想實驗。例如，2年級上冊“把它們放進水里”一課中觀察物質在水中的溶解現象時，學生要理解物質均勻分散到水中去，就會初步通過形象思維，試圖建立微粒分散的解釋模型。

人教·鄂教版科學教材有一個顯著特點，在每個單元后有單元回顧。低年級的單元回顧，以直觀形象的科學概念圖的形式呈現一個單元科學概念的主要內涵、外延（圖1），或概念之間的相互關系（圖2），實現了抽象思維與形象思維的融合。

直覺思維

直覺思維是不借助于邏輯推理，綜合運用已有知識組塊（包括概念和表象），洞察事物的實質，并迅速作出猜測、設想或頓悟的一種躍進性思維，是在抽象思維或形象思維發展到一定階段，特別是在思維中斷后，經過不懈的思維活動重新接通思維內容后產生的跳躍或升華。因此，直覺思維的產生與人的意志力和情感是有關聯的。

科學靈感的出現往往與直覺思維有關，在靈感出現后，我們需要抓住新想法，通過抽象思維和形象思維進行加工處理，從而真正解決科學問題。在科學教學中，對某一科學問題，讓學生能夠積累豐富的思維材料，進行理性分析，并捕獲信息，就有可能誘發靈感，提出富有創造性的觀點。

在人教·鄂教版教材中，鼓勵在課堂上把主動權交給學生，對于學生的大膽設想給予充分肯定，對合理成分給予鼓勵，因勢利導，讓學生體驗直覺思維成功的喜悅感。例如2年級上冊“制作小船”單元，在引導學生設計小船時，讓學生觀察各種船，了解船的結構，獲得設計獨特的船的靈感。

創造思維

創造思維表現為獨立思考，創造性地發現問題和解決問題。在創造思維中，形象思維、直覺思維、抽象思維都起著比較重要的作用。此外，發散、質疑等思維品質是創造思維的重要組成部分。

發散思維有的人思維跨度比較大，可以海闊天空地展開聯想，這種靈活的思維就是發散思維。發散思維是不依常規、尋求變異、從多方面尋找答案的思維。具有發散的思維品質，可以使我們遇到問題時能夠積極調整思考方式，開拓新的思路。沒有發散思維，就不會有任何創造性的萌芽和創造性的成果。

質疑思維質疑即是心有所疑，提出問題以求得解答。兒童從小就喜歡提問題，對于常見的事物也要問個為什么。對于每一種事物都提出疑問，這是許多新事物、新觀念產生的開端，也是創造思維最基本的技術之一。當然，質疑作為科學的基本精神，并非是質疑者隨意向別人提問，而要首先獨立思考和不斷自我解決疑問，經過一定思考后，指出他人或自己的觀點或方法中可能存在的不足，甚至提出改進方案。質疑是批判性思維的基礎，最本質、最核心的內容是求真與求證。

教學是依據學生的發展不斷動態生成的過程，需要教師把握和提供給學生進行多種思維活動的機會。表2列出了一二年級教材中可以運用包括抽象思維在內的各類思維活動的例子。

關注學生科學思維能力的培養是教材編者、教師等科學教育者的責任。對小學科學教學中能夠培養的科學思維能力進行細致的分析和分類，有利于將科學思維能力的培養落實到每一課教學之中。受美國《新一代科學教育標準》的影響，科學教學中的數學思維、計算思維也越來越受到我國科學教育者的重視，本文沒有涉及，還需要科學教育者們繼續研究和探討。