滲透科學思維的教學

潘雪靜

學生的學習活動暴露出以下一些問題：學生的猜想比較隨意，范圍比較廣;實驗操作時，一個小組中總有幾個人不知從何入手，或沒有控制好其他條件而導致實驗結果無效;在匯報環節，學生提出自己的質疑，卻無法組織好語言，有效論證自己的想法。與以上問題相對應的，是學生缺乏一定的科學思維方法。科學思維方法，是指在學習科學知識和解決科學問題的過程中應有的思維方法，主要有比較分類、抽象概括、歸納、科學推理、分析綜合等。而結構化思維是科學思維能力的重要組成部分，也是進行高效科學探究活動的必要條件之一。

一、用結構化思維解決問題

這種思維方式在三四年級就已慢慢滲透，在對比實驗中效果更加明顯，只是應用得比較生疏，具體方法還沒有落實到位。教師指導學生采用結構化思維方式提高分析解決問題的能力時，可從以下幾點入手。

（一）用結構化思維歸因可能原因

從一定角度來看，猜想與假設是學生探究活動的難點之一，因為它要求學生的思維活動從具體經驗走向抽象經驗，對原有知識經驗進行加工。在課堂教學中，教師引導不當，就會導致學生怎么猜也猜不著，猜得不完整或猜得漫無邊際。為解決難題，教師要從“4W1H”五個方面引導學生關注這個待解決問題的方方面面，并將原因歸類，查找類別，將遺漏的可能原因一一找出，使主觀猜想經過推理成為深思熟慮的符合邏輯且有所創新的客觀假設。

（二）用結構化思維完善實驗設計

實驗設計一直是科學探究活動的一個難點，但在解決這個難點的過程中，學生能夠主動地去思考為什么這樣操作、怎樣操作以及怎樣操作得更好，將學習變成學生自己的事，實現學習的內化。教師應在學生已有的認知水平和現有的實驗條件下，指導學生運用結構化思維明確所有應控制不變的量，理清實驗的步驟。具體的方法：第一步，先選擇一個分類的標準，檢驗不變的條件是否齊全，可以先按照實驗的材料依次篩選，每個材料根據它的不同方面再輪流檢查。第二步……

（三）用結構化思維促進實驗開展

這里不再論述實驗操作部分，而是小組成員任務安排，需要運用結構化思維，分析任務的各個部分和流程，為組員確立合適的數量和難度的任務。一般情況下，在實驗室里進行的實驗，小組成員分為紀律監督員、材料員（兼記錄員）、操作員A、操作員B、匯報員，以適應小組人數較多而動手機會有限的情況。

（四）用結構化思維提高論證質量

有時候，學生在匯報實驗結論或自己的觀點時，啰啰嗦嗦說了一大堆，卻讓其他學生感覺根本抓不住重點，不知道他到底想表達什么。其實學生只是缺少一種結構化的思維去組織自己的語言。教師應該告訴學生，我們思考表達的每一個觀點，都應該有可接受的、相關的、充分的理由去支持結論。讓別人能夠理解你的觀點，就一定要有條有理、結構清晰地將你的論證思路表達出來。教師可以引導學生掌握這兩個方法：（1）用“金字塔”結構組織自己的思考表達，讓自己的表達充滿邏輯性。金字塔式的表達，是指當我們表達一個觀點時，先把觀點拋出來，再分要點一層一層地敘述支持觀點的理由。在日常學習中，養成習慣，用這樣的句式來說話：我的觀點是……，我之所以這么認為，有三方面的理由。第一個理由是……，關于這一點，我可以提供兩方面的證據，首先，其次;接下來，我的第二個理由是……;最后，第三個理由是……（2）用“MECE”檢查自己的思考是否全面清晰。第一步，每一個維度只能選擇一個分類標準;第二步，選擇一個順序，將分類篩查一遍。例如，某些實驗結果出現了偏差，令學生產生了質疑，教師可以引導學生用“MECE”原則分析到底是哪些因素導致的。按照分類的標準，可以分析不同的材料部分，也可以分析不同學生操作的部分，也可以分析不同時間段的部分，按照不同的分類標準，逐一對各因素進行合理篩查，尋找最可能的原因。

二、培養結構化思維

（一）營造思考寬松的環境

與其他學習內容相比，科學概念的學習具有一定挑戰性，且結構化思維的邏輯比較嚴密，教師在引導時需注意措辭和方式，避免言語刻板生硬造成的課堂氣氛嚴肅冷清或學生由于怕說錯說不好而不能積極參與?？梢圆捎脤W生喜歡的、可接受的方式和用語，讓學生大膽展示自己的猜測和分析。

（二）提高學生觀察的能力

想要運用結構化思維找出盡可能多的原因時，或找出盡可能全面的分類標準時，教師可以提供一定的框架和套路幫助學生快速上手，但如果學生本身經驗匱乏或不注重觀察也難以有所出。在聚焦問題以后，先明確觀察的方法，讓學生通過觀察了解事物和現象整體和細節的更多信息，引導其關注系統整體和期中的全部要素。其次，針對學生解釋變化遵循單向線性因果次序的特點，引導其從逆向、側面的角度考慮問題，更好地理解體系或因素之間的相互作用。

（三）利用工具整理思維

可以采用思維導圖、路徑圖呈現學生的思維過程，進行概念圖訓練，幫助學生解決科學問題。設計簡單的圖表，提示思考的方向，學生再加以補充。根據思維導圖，學生可以依據圖表明確要考慮的條件和實驗的各部分，教師也可以根據圖表及時捕捉學生的思維而調整教學策略。

三、結語

結構化思維是有意識地維持一定的秩序，把每個問題都置于一定的情境中，全面地看待問題，在規定的框架中思考。而發散思維為解決問題提供了許多條開放的路徑，也許有些漫無邊際，有些異想天開，但“不正?！钡南敕ㄒ苍S就意味著突破性，即打破原有思路，另辟蹊徑，為解決問題提供更多可能。

【作者單位：永嘉縣楓林鎮福和希望小學? 浙江】