自主思考 有效促進學生形成科學思維

潘靜

一、主題

科學課的意義不在于傳授簡單的科學理論知識，而在于教會學生運用所學的知識去解決生活中的實際問題。所謂授人以魚不如授人以漁，而科學教學中所指的“漁”就是學生在解決問題時的思維方式。在課堂教學中設置合適的問題引導學生進行自主思考，能有效地促進科學思維的形成，這樣的課堂才更有意義。

二、案例背景

《研究透鏡》是蘇教版小學科學五年級上冊第二單元中的第二課，該課的教學目標是認識凸透鏡和凹透鏡以及它們的成像特點。而《神奇的蝴蝶杯》是基于《研究透鏡》中凸透鏡的相關知識自創的一節課外拓展課。《神奇的蝴蝶杯》這一課的設計意圖在于讓學生運用已經學習過的有關凸透鏡知識來解釋蝴蝶杯神奇現象產生的原因。這與課標的要求相符，以一個新奇的事物引導學生進行自主探究，激發思維的產生，促進科學素養的提高。

三、案例片段

片段一

師：出示一張侯馬蝴蝶杯的圖片，介紹，“這是一款宋元時期特別流行的物件，叫作侯馬蝴蝶杯。當時人們用‘酒滿蝶顯，酒干蝶隱這八個字來形容這種杯子，什么意思呢？就是說當這個杯子倒滿酒水時杯中會出現一只漂亮的蝴蝶，而當酒水喝干后蝴蝶就會消失了。那么這種杯子真的有這么神奇嗎？想不想親眼驗證一下？”

生：想！

師：今天老師帶來了侯馬蝴蝶杯的模型，讓我們一起來驗證一下它是否真的有傳說的那么神奇吧！

設計意圖：小學階段的學生都充滿了好奇心，本課借用一個帶有神奇色彩的古代物品為導入，創設一個充滿趣味性的情境，可以有效地激發學生的興趣。興趣驅動下的教學效果良好，學生參與度和專注度都得到了提高。

片段二

師：這么神奇的杯子想不想自己制作一個呢？今天我們就要當一回小小工程師，一起來制作一個神奇的蝴蝶杯。想要成功地制作出來，首先我們需要知道蝴蝶杯的構造，那么下面請再次玩一玩蝴蝶杯模型，并觀察和思考它由哪幾部分組成的，為什么能產生這么神奇的現象。

生：小組合作，觀察討論;并匯報，“通過觀察發現蝴蝶杯的中間有一個凸透鏡，杯底有一個蝴蝶圖片。”

師：追問“你是怎么判斷出杯子中間的玻璃材料是凸透鏡的呢？說出你的理由。”

生：通過肉眼看和手摸的方式發現這個玻璃材料中間凸起，邊緣較薄，由此判斷出它是一種凸透鏡。

師：這位同學觀察得真仔細，他通過利用多種感官去觀察并結合之前學習的凸透鏡知識成功判斷出了這是一塊凸透鏡，真棒！

設計意圖：小學生一般自制力不強，當他們接觸一個新穎的物品時注意力往往在玩上，在這里設計一個問題，讓學生帶著問題去玩。目標明確，達到了一邊玩一邊思考的目的，實現了思維的遞進。當學生提出這個玻璃材料是凸透鏡時及時追問，一是檢驗學生對凸透鏡知識的掌握程度，二是帶領學生回憶凸透鏡有關的知識，為之后思考蝴蝶杯產生神奇現象的原理做鋪墊。

片段三

師：大家通過觀察研究發現蝴蝶杯構造很簡單，一個杯子造型的外觀，杯底放一張蝴蝶圖片，杯子中間位置鑲嵌一塊凸透鏡，那么這么簡單的結構為什么能產生這么神奇的現象呢？誰能說一說你的猜想呢？

生：可能和凸透鏡成像特點有關。透過凸透鏡能成一個放大的虛像，杯底的蝴蝶圖片被凸透鏡放大很多，導致我們肉眼看不清，當杯子里倒滿水后凸透鏡就不能放大圖片了，因此我們能看到杯底的蝴蝶。

師：你們的想法都很好。那如果想要驗證自己的猜想是否正確就需要我們按照自己的設計去制作一個蝴蝶杯，若能產生“酒滿蝶顯，酒干蝶隱”的現象，則說明設想是合理的。下面請我們的小小工程師們根據提供的材料（長短不一的塑料瓶、凸透鏡、蝴蝶圖片、超級黏土）在實驗單上繪制蝴蝶杯設計圖，待設計圖繪制完成后由小組代表上臺選取材料，并根據設計圖的指導制作蝴蝶杯模型。

設計意圖：探究實驗的過程，包括提出問題，做出猜測，尋找證據，得出結論。本環節的設計體現了探究實驗過程，同時讓學生根據自己的猜想自主設計蝴蝶杯的結構圖，并將其制作出來。激發學生真正去思考其中的原理，對學生的動手操作能力、合作能力也有一定的鍛煉。

四、案例反思

學生科學素養的培養是課標的宗旨，而促進學生科學思維的形成是培養科學素養的一大關鍵。本課的設計以結合STEM教育案例的開發，來促進學生思維的迸發，主要體現在以下幾方面。

（一）創設真實情境，鎖定思維方向

選取生活中真實存在的蝴蝶杯為研究對象，以其展示的神奇現象激發學生的學習動力，使學生的思維緊緊圍繞在教學目標上。這樣的導入大大調動了學生的求知欲，提高了學生的課堂參與度。

（二）調動已學知識，判斷未知物體

教學的目的不僅僅在于傳授理論知識，更重要的是學會利用已知經驗解釋實際現象。在本課設計中，學生課前已經學過有關凸透鏡的內容，因此在展示蝴蝶杯時，讓學生通過自主觀察來判斷制作蝴蝶杯的透鏡為凸透鏡，這是對學生思維能力的提升。

（三）融合工程式教學，提高思維能力

在平時的教學中，我們往往會低估學生的能力而將教學內容簡單化，這樣的教學無法真正提高學生的科學思維能力。給學生設置一個需要跳一跳才能夠得到的問題，才能更好地促進思維的發生。在《神奇的蝴蝶杯》這一課中就設置了讓學生自主探究蝴蝶杯的結構、繪制設計圖、制作蝴蝶杯的任務。讓小學生像工程師那般地去思考問題看似艱難，但學生在思維碰撞過程中收獲的是解決實際問題的方法，明白科學探究過程是一種不斷思考、不斷嘗試、不斷改進的過程。科學思維能力的培養或許比教會學生一個知識點要更有意義。