以思维力为核心的科学教学设计

郝兴敏 王福民

在日常教学与教研中，我时常在思考这样一个问题：小学科学教学，我们究竟要追寻什么？也许有人会说，这个嘛，很明确，就是提升学生的科学素养。然而科学素养又是什么？我们该如何去提升？是否动手了、课堂活跃了就是提升素养了？这样的一些问题时时萦绕在我的心间。直到有一天，我在《科学课》杂志上读到了这样一句话：“什么是素养？其实也可以用一个词来替代，就是思维方式。”是的，如果我们的科学教学让学生学会了用科学的眼光看问题，如果我们的科学教学让学生习惯了用科学的思维方式去解决问题，那不就提升学生科学素养了吗？于是在课堂教学中，我不再仅仅关注学生的动手做、动口说，而是将做一做、说一说作为提升思维能力的载体，在做中观察具象、在说中理清关联，让学生的思维在慢慢“浸润”中不断得到磨砺和提升。

《光的行进》一课就体现了我对这一教学思考的实践探索。

《光的行进》是苏教版小学科学五年级上册第二单元的起始课，我所执教的是本课的第二课时，教材内容并不复杂，就是让学生用一只手电筒和三张小孔纸做一个实验，来验证光沿直线行进。面对这一教学内容，以往的教学思路就是直接让学生将三张带孔的纸板摆成一条直线，用手电筒照射即可，活动做完，教学也就大功告成。但这一做法的问题是，虽然学生也动手活动了，也知道实验结论了，但在面对实际问题时，仍旧问题多多。比如，笔者曾在一个班级在这一节课结束之后，让学生画出蜡烛的光线是如何将屋子填满的，学生仍然存在各种误解。如有的学生还是会根据前概念或童话故事中形成的对于光的认知，画出如下的示意图。

反思这节课的教学，我们发现这节课的核心内容是，通过活动让学生建构“光在空气中沿直线行进”这一科学概念。但科学概念的建构不是“让我来轻轻告诉你”的过程，而是学生由现象到归纳的理性思考和主动建构的过程。思考要有具象载体，建构需要智力支持。基于这一思考，在课堂教学中，我精心设计活动，巧妙搭建思維的支架，让学生在动手动脑中逐步形成了“光在空气中沿直线行进”这一科学概念的建构。

一、可视化素材导入新课，为思维的发生提供切入点

光是学生日常生活中司空见惯的现象，但司空见惯并一定代表有真知灼见。在学生的印象中，光线就是日常生活中能够直接看到手电筒、汽车车灯等照射出的那一个个光束，在能够直观看到光束的时候，学生都能说出或画出光是沿直线传播的。但对于路径不是如此明确的光现象，比如，路灯、屋子里的灯，甚至是太阳光等是如何传播的，学生就不甚明了。虽然有的学生从课外书上或其他途径多多少少知道光是沿直线传播的，但这种粗浅的知识在学生脑海中只是一个人云亦云的论断。由于光传播得极快，在孩子们眼中几乎是一下子就亮起来了，而小学生的思维特点以具体形象思维为主，对于看得见、摸得着的东西才会有自己的体悟和认识，对于较为抽象的认识，则需要借助一定的载体去帮助自己搭建思维的桥梁。因此在课的一开始，我运用类比的方法，先让学生观察抛出的纸飞机在空中的运动路线，这是实实在在能够观察到的物体的运动轨迹，然后用激光笔照射黑板，并提出问题：“你能看见激光笔的光是怎样到达屏幕上的吗？”从而让学生为光在空气中直线行进这一猜想寻找直观证据。

二、结构性材料的使用，使实验现象更具典型性

什么是材料的结构性呢？美国哈佛大学教授兰·本达曾说过：“材料的种类和组合以及交给孩子们的次序就是材料的结构。”在科学教学中我们都能认识到：使用不同的材料或对相同材料的不同组织，学生经历的学习过程就截然不同。因此选择什么样的材料、何时呈现以及以何种方式呈现都需要我们教师在课前进行精心的准备和充分的思考。在验证光沿直线行进时，教材提供的材料是让手电筒的光通过三张纸板的小孔，在做下水实验时，我发现用手电筒做光源，在纸屏上除了有光点外，还有很明显的光晕，而这样的现象对于五年级学生来说不好理解，于是我就采用了激光笔做光源，这样效果比较明显。但激光笔发出的光是一束光，这样在实验之后，学生对于光的直线行进可能会产生光的直线行进只是光沿水平方向的直线行进的认知，于是我又补充了一项演示实验，在黑暗的环境中让学生观察强力激光笔沿不同方向行进的现象，这样使学生的认知更全面。再如，进行小孔实验时，为了使学生能更清晰地看到小孔成像的现象，我为每个小组准备了简易小孔成像实验盒，此实验盒由两个圆柱形纸筒组成，内筒上一个底面有小孔，另一个底面粘贴有透明纸（作为成像屏），外筒较长，套在屏的一端，目的是让成像屏在较黑暗的环境，便于清晰地观察到蜡烛的像。蜡烛立在桌面上，用这种装置观察蜡烛的像，能清楚地看到小孔成像现象。

学生在使用这种装置观察小孔成像实验非常方便。有结构的材料为学生思维的发展提供了更加直观的映像，能使学生思维更流畅。

三、有针对性的不断追问，提升思维的深刻性

“动手之前先动脑”这是路培琦老师曾说过的一句话，这句话体现了科学课的重要意义。但小学生往往喜欢动手，对于操作的目的思考不够，因此在本课教学中，我把引导学生对实验的设计与思考放在重要的位置，绝不能让学生为了实验而实验。比如，在设计实验验证光的直线行进之前，我安排学生先进行讨论：根据老师提供的材料，怎样设计实验来验证自己的猜想呢？由于有的学生事先看过教材或其他资料，他们会直接把三张纸屏摆在一条直线上，至于为什么要这样做，学生一般处于模仿心理，不去深入思考，这样造成了学生在学习上的浅表化思考。因此学生在汇报实验方案时，重点询问学生：为什么要把三张纸板平行摆放，使三个小孔在一条直线上？使学生想到数学课上学过的“经过两点可以而且只能画一条直线，经过在同一直线上的三点也只能画一条直线”，

这样使实验设计有理有据。然后我又追问：如果三个纸板不在一条直线上，会出现什么情况？当学生清楚了实验的设计之后，我没有让学生立即动手，而是让学生进一步思考：按照你设计的方法，在实验过程中，可能看到什么现象？看到了你想象中的现象又能说明什么？这样使学生对实验的设计、目的都非常清楚，能真正发挥实验验证猜想的作用。

四、课程资源的及时补充，促进思维过程的完整性

在科学课的教学中，适当地利用学习单和多媒体资源，有利于突破教学重难点，让学生对知识的了解更全面、更深入。在观察完小孔成像实验后，我让学生完成了如何实验探究单：

通过这种方式引领学生对具体操作进行理性思考，让感性经验逐步上升到理性思维，对于学生思维的深度有一定的促进作用。

之后，我用从网络上搜集到的小孔成像的视频展示了成像原理，直观、形象、生动，引导学生又一次走进理论建构的过程。这样学生在不同类型课程资源的支持下，从最初对光传播的粗浅认识到理性探究，从直观观察到深入理解，亲身经历了“初步设想—实验修正—视频启迪—自主深化”的过程，一步步、一点点，完成了对光直线传播这一科学概念的建构过程，有效促进了学生认知的发展。

五、探究结论的学以致用，提升思维的敏捷度

学生最终是否真正理解所学知识，不仅表现在课堂上对所学知识的描述，还表现在是否能够运用所学知识解释生活中的现象。在引领学生经历光的直线行进探究活动之后，我及时设计了下面两个题目（如下图1、图2），让学生运用所学知识解决，在运用的过程中加深学生对知识的理解，提升思维的敏捷度。

科学学习不仅是习得知识和技能的过程，更重要的是磨砺思维的过程。思维如何磨砺？虽没有固定之法，但也有规律可循。路径在何方？唯有提供机会、提供载体，让学生在思考中学会思考方是可行之路。因此在科学教学中，科学教师不能仅仅关注学生的动手操作和显性知识的获得，更要引导学生经历知识的发生、发展过程，让学生“知其然”，也“知其所以然”。虽然在成人看来小学科学内容较为简单，但对这个年龄阶段的孩子来说并非如此，科学教师要遵循学生的年龄特点和认知规律，精心设计教学内容，在知识传授的同时，始终关注学生思维的发展，在活动中让动手为动脑提供感性经验，让动脑促进动手的理性内涵，唯有如此，科学学习才会真正发生。

【作者单位：青州市教学研究室 青州市黄楼街道大尹小学  山东】