張軍霞

《義務教育小學科學課程標準》(以下簡稱“課程標準”)描述科學學科性質時指出,小學科學課程是一門實踐性課程。課程標準在科學探究總目標中也指出,要初步了解分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法,發展學習能力、思維能力、實踐能力和創新能力。因此,在小學科學教材編寫中,既要引導學生在科學實踐活動過程中進行學習,又要將科學思維整合在科學實踐的過程之中,現以二年級下冊教材為例展開分析。
教材中的科學實踐活動
“強調以科學實踐為核心的學習過程”和“注重科學思維能力的培養”是人教鄂教版《科學》教材的編寫特色。教材的編寫以科學實踐活動為核心,而科學實踐活動的推進過程又是以科學思維為核心。科學實踐活動以學生的認知發展過程和教學過程為基礎進行設計,以“教學環節”的形式呈現,使得教材既符合教學過程,也符合學生的思維發展、遵循概念發展的大方向。分析每個科學實踐活動的教學環節,領會科學思維培養的要點,有利于將科學思維的培養落到實處,推動學生科學概念的發展,發展他們的學習能力、思維能力、實踐能力和創新能力。
二年級下冊教材每個單元有3課,共12課,共有13個科學實踐活動(如表1)。
科學實踐活動過程中的思維活動
概念是思維的載體,不是獨立于人之外的客觀存在。概念的形成需要經歷運用比較與分類、分析與綜合等思維方法的思維過程。在低年段,獲得事實性的基礎概念所用的思維方法主要是“比較與分類、分析與綜合、簡單歸納推理、判斷”等。
科學教學中的思維主要是抽象思維,即以科學概念、判斷和推理來反映事物的特有屬性和聯系。科學發現還離不開形象思維、創造性思維和直覺思維。個體思維活動水平的差異是通過思維品質表現出來的,思維的品質包括思維的深刻性、靈活性、批判性、敏捷性和獨創性等。抽象思維有利于培養思維的深刻性,形象思維有利于培養思維的靈活性、敏捷性,創造性思維有利于培養思維的靈活性、批判性、敏捷性和獨創性,直覺思維有利于培養思維的獨創性。因此,在科學教學中,要為學生提供鍛煉抽象思維、形象思維、創造性思維、直覺思維的機會。在低年段培養學生的創造性思維,可以從鼓勵學生進行發散思維、批判性思維的角度入手。直覺思維不借助于邏輯推理,是在已有知識基礎上迅速作出猜測、設想或頓悟的一種躍進性思維,經常發生在其他思維結束后或過程中。直覺思維在教學中隨時可以發生,教學中要給予學生思考的空間。
根據以上理論研究,本套教材中的科學實踐活動的科學思維,主要遵循“提出問題或探究主題、搜尋事實、獲得信息、作出解釋”的過程,遵循科學探究的過程與科學思維的過程基本一致的原則。此外,本套教材中的技術與工程實踐活動的科學思維,主要遵循“明確工程問題或工程任務、設計工程解決方案、創設模型、評估改進模型”的過程,努力使工程項目開展的過程與工程思維的過程基本吻合。
每個科學實踐活動的思維培養要點
科學教學中的思維能力培養可以從思維過程、思維方法、思維活動等幾方面進行分析。下面分析二年級下冊教材中的每個科學實踐活動的思維能力培養要點。
1.怎樣描述天氣現象
(1)思維過程
提出問題:從哪些角度描述今天的天氣?
獲得信息1:可以從太陽、云、降水、氣溫和風等角度描述今天的天氣。
搜尋事實:認識一些常見的天氣現象。
獲得信息2:嘗試從太陽、云、降水、氣溫和風等角度描述各種天氣。
作出解釋:可以從太陽、云、降水、氣溫和風等角度描述天氣;用不同的符號展示這些描述天氣的角度,就是能表示天氣現象的天氣符號。
(2)思維方法
簡單分析:從不同的角度分解天氣現象,進行觀察和描述。
簡單綜合:將簡單分析的天氣現象綜合為不同的天氣現象,都可以從一些角度進行描述;抓住典型的現象,可以用符號呈現出來。
(3)思維活動
形象思維:對天氣現象進行直觀形象的描述和用符號表示。
發散思維:盡量從更多的角度描述天氣現象,用個性化的符號表示天氣現象。
2.天氣對我們有哪些影響
(1)思維過程
提出問題:不同的天氣里,我們的生活會有哪些不同?
搜尋事實:展示一周的天氣記錄,了解天氣對我們生活的影響。
獲得信息:列舉事實,了解天氣對人和動植物的影響。
作出解釋:天氣影響人和動植物的生活。
(2)思維方法
簡單分析:分析一些具體實例中天氣對人和動植物的影響。
簡單綜合:綜合簡單分析獲得的事實,認識到天氣會影響人們的生產生活和動植物的生活。
判斷:判斷某一實例是否表現出天氣對人和動植物的影響。
(3)思維活動
形象思維:描述天氣如何影響人和動植物。
發散思維:尋找天氣影響人和動植物的實例。
批判思維:評價他人提出的天氣影響人和動植物的實例。
3.了解天氣預報
(1)思維過程
提出問題:怎樣知道未來幾天的天氣?
搜尋事實:通過多種天氣預報途徑了解未來幾天的天氣。
獲得信息:通過比較,了解天氣預報一般包含的各種信息——天氣現象、氣溫、風、各種指數。
作出解釋:天氣預報告訴我們當前和未來的天氣狀況,可以為我們未來幾天的出行提供參考。
(2)思維方法
簡單分析:分析自己獲得的天氣預報包含哪些信息。
簡單綜合:根據天氣預報的各種信息,了解當前和未來幾天天氣的狀況。
比較:比較不同途徑獲得的天氣預報的信息有哪些相同和不同。
歸納:從各種途徑獲得的信息中,歸納出天氣預報一般包含哪些信息。
(3)思維活動
形象思維:觀察獲得的天氣預報信息。
發散思維:思考能夠查找到幾天預報的各種途徑。
4.觀察太陽位置的變化
(1)思維過程
探究主題:從早到晚,太陽在天空中的位置是怎樣變化的?
搜尋事實:從早晨到傍晚,觀察太陽在天空中的位置變化。
獲得信息:獲得太陽在天空中位置變化的直觀記錄。
作出解釋:根據記錄的現象,結合已有經驗,形成一天中太陽在天空中的位置變化規律的認識。例如上午太陽偏東,逐漸升高;中午在正南方;下午太陽偏西,逐漸降低。
(2)思維方法
簡單分析:根據記錄,分別觀察不同時間太陽的位置。
簡單綜合:根據不同時間太陽的位置,形成動態的一天中太陽在天空中位置變化的規律。
比較:比較同學之間的記錄,比較記錄中不同時間太陽的位置。
(3)思維活動
形象思維:確定觀察太陽的位置,做好觀察記錄。
5.太陽的影響
(1)思維過程
探究主題:太陽的影響。
搜尋事實:太陽是什么樣的?搜集太陽對動植物和人類生活影響的實例。
獲得信息:認識到太陽是一個“大火球”,說出太陽對動物、植物、人類生活影響的實例。
作出解釋:認識到太陽對動植物和人類的生活有很大的影響,解釋沒有太陽,我們的生活會怎樣。
(2)思維方法
簡單分析:搜集太陽對動、植物和人類生活影響的實例。
簡單綜合:形成太陽對動植物和人類生活產生影響的整體認識。
(3)思維活動
形象思維:分析太陽對動、植物和人類生活的實例,描述太陽有哪些影響。
發散思維:盡量使用各種詞匯來描述太陽,從動、植物和人類生活的方方面面思考太陽的影響,并舉出實例。
6.觀察月相
(1)思維過程
提出問題:觀察月相。
搜尋事實:畫出我們見過的月亮的樣子,觀察幾天的月相,并畫下來。
獲得信息:獲得幾天的月相的觀察記錄。
作出解釋:月亮的樣子不是固定不變的,月相是在變化著的。
(2)思維方法
簡單分析:觀察和描述不同日子的月相。
簡單綜合:通過觀察不同日子里月相的不同,認識到月相是在變化的。
比較:比較不同日子里記錄的月相,比較同學之間的記錄。
(3)思維活動
形象思維:畫出月亮的樣子,在觀察月相時用畫圖的方式記錄。
7.尋找四季的變化
(1)思維過程
探究主題:尋找四季變化的現象。
搜尋事實:觀察春天,從植物、動物、人的活動等角度描述春天。認識其他季節:夏、秋、冬,搜集各個季節的現象圖片。
獲得信息:將圖片分類,從植物、動物、人的活動等角度描述各個季節。舉出植物、動物、人的活動隨著季節變化的典型事例。
作出解釋:季節變化對動植物和人類生活產生的影響。
(2)思維方法
簡單分析:從植物、動物、人的活動等角度描述四季的現象。
簡單綜合:對一些植物、動物、人的活動的四季變化過程形成整體認識。
分類:將事物分成類別,分類觀察它們在四季中的變化。
(3)思維活動
形象思維:觀察四季現象的圖片。
發散思維:從多個角度思考四季有哪些現象。
8.觀察螞蟻
(1)思維過程
探究主題:觀察螞蟻(了解螞蟻對環境的感知)。
搜尋事實:找螞蟻,觀察螞蟻的身體、覓食和對刺激的反應。
獲得信息:獲得螞蟻的身體結構信息,以及螞蟻在覓食、遇到刺激性氣味時的行為。
作出解釋:螞蟻通過觸角和眼感知周圍環境。
(2)思維方法
簡單分析:將螞蟻的身體分成幾個部分進行觀察。分別觀察螞蟻的覓食行為,以及遇到路障、刺激性氣味時的反應。
簡單綜合:綜合簡單分析中獲得的各種信息,對螞蟻運用哪些感覺器官感知環境形成較為整體的認識。
(3)思維活動
形象思維:觀察螞蟻的生活環境、身體結構、覓食和對路障、刺激等的反應。
發散思維:盡量使用各種詞匯描述螞蟻的身體以及觀察到的各種現象。
批判思維:在其他同學介紹自己的觀點時提供事實依據。
9.觀察蝸牛
(1)思維過程
探究主題:觀察蝸牛(了解蝸牛對環境的感知)。
搜尋事實:找蝸牛,觀察蝸牛的身體、覓食和對刺激的反應。
獲得信息:獲得蝸牛的身體結構信息,以及覓食、對刺激發生反應的行為。
作出解釋:蝸牛主要通過兩對觸角感知周圍環境。
(2)思維方法
簡單分析:將蝸牛的身體分成幾個部分進行觀察。觀察蝸牛的覓食行為和對刺激發生的反應。
簡單綜合:綜合簡單分析中獲得的各種信息,對蝸牛運用哪些感覺器官感知環境形成較為整體的認識。
(3)思維活動
形象思維:觀察蝸牛的生活環境、身體結構、覓食和對刺激等的反應。
發散思維:盡量使用各種詞匯描述蝸牛的身體以及觀察到的各種現象。
批判思維:在其他同學介紹自己的觀點時提供事實依據。
10.動物怎樣感知環境
(1)思維過程
提出問題:動物怎樣感知環境?
搜尋事實:回憶人和已知的動物的感覺器官及功能,調查更多動物的感知本領。
獲得信息:了解人和已知動物的感知本領,搜集到更多動物的感知本領。
作出解釋:動物通過感覺器官感知環境,動物的本領可以為人類提供幫助。
(2)思維方法
簡單分析:分別描述人、已知動物和調查的動物的感知本領。
簡單綜合:形成動物都能通過眼、耳、鼻等感知環境的綜合認識。
比較:比較各種動物感覺器官的不同。
分類:根據動物各種感覺器官本領的差異給動物分類。
(3)思維活動
形象思維:回憶人和已知動物,觀察更多動物的圖片,找到感覺器官。
發散思維:盡量找出更多動物感覺周圍環境的例子。
11.認識自然世界和人工世界
(1)思維過程
提出問題:在周圍的世界中,哪些是自然的?哪些是人工的?
搜尋事實:觀察周圍事物的圖片,調查周圍環境中的事物。
獲得信息:周圍事物有的屬于自然的,有的屬于人工的。
作出解釋:周圍世界可以分為自然世界和人工世界,解釋出現人工世界的原因。
(2)思維方法
分類:將周圍世界的事物分為自然世界和人工世界。
判斷:判斷周圍環境中的事物,哪些屬于自然世界,哪些屬于人工世界。
(3)思維活動
形象思維:觀察各種事物的圖片,觀察周圍環境中的事物。
批判思維:對事物屬于自然世界還是人工世界展開辯論。
12.人工產品是怎樣發展的
(1)思維過程
提出問題:人工產品是怎樣發展的?
搜尋事實:比較、使用不同時期的某一類產品,如鉛筆、削筆刀等。
獲得信息:感覺到某一類產品的發展帶來的便利,了解更多產品的發展帶來的便利。
作出解釋:人工產品給人們帶來了便利、快捷和舒適。
(2)思維方法
簡單分析:分析不同時期的某一類產品使用是否便利。
簡單綜合:以某一產品為例,認識到人工產品在不斷發展。
比較:比較不同時期的某一類產品。
(3)思維活動
形象思維:觀察不同時期的各種產品。
發散思維:從多種角度思考和回答人工產品是怎樣發展的。
批判思維:探討人工產品對人們生活的影響時,學生之間可以相互質疑、辯論。
13.提出我們的創意
(1)思維過程
明確工程問題:在幾種發明方法的啟發下思考,通過哪些改變可以改進一種物品,使它更便于使用或具有更多的功能。
設計解決方案:發現這種物品的不足或提出更多的創意。
創設模型:畫我們的創意。
評估改進模型:在交流過程中,聽取同學意見,改進創意。
(2)思維方法
簡單分析:分析某一物品的不足之處。
簡單綜合:形成改善某一物品的新創意。
(3)思維活動
形象思維:觀察各種物品的樣子,畫出自己的創意。
發散思維:盡量拓寬思路,發現某一物品的不足之處,或者提出更多的創意。
批判思維:對他人的創意進行評價,思考其創意能否實現。