发布者：王欣 发布时间：2017-04-05 浏览数( 0)
《科学》新课标指出，从小就必须注重培养学生良好的科学素养，通过科学教育使学生逐步领会科学的本质，乐于探究，热爱科学，并树立社会责任感；学会用科学的思维方式解决自身学习、日常生活中遇到的问题。科学的思维方式需要在教学过程中潜移默化，逐步培养，是一个长期的过程。
学生的学习活动是一个主动的、富有个性的和创造性的过程，学生的思维活动亦贯穿始终。在学习科学的过程中不论是科学问题的提出、科学数据的测量、科学现象的观察、科学模型的抽象、科学概念的形成、科学目标的归纳和科学理论的建立，还是用科学理论解决实际问题，都离不开学生思维的参与。可以这样说，缺乏科学思维训练的课就不是科学课。如何让学生在科学学习活动中的思维更有效，更具有科学性，从而达到更好的教学效果，是我们努力的目标。
本讲座主要以建构主义中的“支架”理论为指导思想，按照小学科学探究课程的一般模式（提出问题-猜想假设-实验设计-实验探究-得出结论），结合实际教学中的案例，探讨如何在科学课堂上培养学生的科学思维能力。
伴随着新课程标准的颁布实施和新课程理念的广泛传播，学生已经重新被定义为教学活动中的“主角”，对于学生在学习过程中的自主学习和探索学习更是被提升到了一个崭新的高度。
而今为学生而设的科学课程，倾听来自研究主体的声音，充分考虑每个学生的经验、意向、需要、情感、兴趣等要素，真正满足了学生心里的需求；在实施方式上以学生自主研究为主，更加灵活、更加开放；在内容选择上，着力强调的是学生们能力可及的范围，提倡借助于那些能激发人思考的教学材料去打开窥测儿童思维活动的那一扇小窗户；其实施程序主要沿着提出问题、设计活动、亲历探究活动、信息交流与归纳的思路进行。这一切都使得教学方法的转变日益成为广大教师乃至整个教育界关注的一个焦点，同时也成为新一轮课程改革进程中遭遇的一个难点。
“支架理论”显然为我们解决上述问题，提供了一个很好的答案和理论支持。一座高楼没有梯子，平常人是不可能上去的，因为没有飞翔的翅膀；没有脚手架，座座高楼不可能拔地而起。教学过程的引导“支架”也是如此，学生的成长，需要足够的学习机会和支持性环境，作为教师，要为孩子搭建成长的“支架”——它们正如一级级阶梯，为任务的完成提供必要的支持。
一、关于“支架”理论
“支架”原是建筑行业的术语，又译作“脚手架”，最早是由美国著名的心理学家和教育学家布鲁纳从建筑行业借用的一个术语，用来说明在教育活动中，学生可以凭借由父母、教师、同伴以及他人提供的辅助物完成原本自己无法独立完成的任务。即随着学生学习能力的逐步提升，学习的责任将逐渐转移到学生身上，最后让学生完全积极主动的展开学习，并通过学习建构出真正属于自己所理解、领悟、探索到的知识。一旦学生能独立完成某种任务，这种辅助物就像建筑竣工后的脚手架，会被逐渐撤离。这些由社会、学校和家庭提供给学生，用来促进学生心理发展的各种辅助物，就被称为脚手架。
布鲁纳曾在“支架”理论中指出：“学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。”如果我们把知识分割成阶梯状，他们不喜欢别人把他们抱到一个阶梯上，而更感谢你引领他们自己迈步上一个台阶或为他们提供一根迈步的拐杖。
在学生迈向更高台阶的时候，他们的思维活动是非常活跃的，同时也得到了极大的锻炼。如果能把“支架”理论和科学思维结合起来，一定会产生意想不到的效果。那么，如何利用“支架”理论，培养学生的科学思维能力呢？下面我结合科学探究的几个程序来谈谈自己的看法。
二、构建合理支架，培养科学思维
（一）在情境创设中开启学生思维
在小学科学课堂教学中，为了激发学生的学习动机和好奇心，调动学生的求知欲望，发展学生的创造性思维，教师往往会创造一个良好的学习情境，将学生置于乐观的情感中。在情景创设中，教师往往会从一些事例、图片、生活现象、游戏、谜语、演示实验等引出课堂上要解决的问题，这时，学生的思维活动也就开启了。
情境创设，也是为学生搭起的第一层支架。这个支架搭得好，搭得结实，能极大地激发学生学习兴趣，成功开启学生的思维活动。
在《调整钟摆》这节课中教师从回顾上节课《摆的研究》提出问题，影响摆速的因素是什么？那么如果要做一个30秒摆动30次的钟摆该怎么去改变摆速？让学生思考怎么样去调整摆的速度（调整摆线的长度），通过思维活动给了学生制作规定摆速的钟摆的理论依据。那么怎样去确定一个长度呢？学生迷惑了，不知道怎么确定，在这种情况下，教师不能放任学生要及时给他们一个导向，否则这时让学生漫无目的的操作就会乱成一锅一粥，导致无效实验，而耽误正常的探究。教师及时给出建议，分别用750px长和375px的摆线去试试，在确定测试目标后，教师进一步规范学生的思维（目的是让学生规范的操作），在研究750px和375px摆线在30秒能摆动的次数探究活动中该注意些什么事项？（摆幅不要过大，有人计时，有人计数，有人做记录，还需要人扶着铁架台……让学生知道怎么去操作，怎么去合作，以及达到的效果）
又如我们在跟岗学习中，川大附小郭婉婕老师的《物质在水中是怎样溶解的》。新课教学前，教师出示了一玻杯水，让学生尝一尝上面的水，再尝尝杯底的水，学生会惊奇发现：杯中的水上面是淡的，下面是甜的。学生的情绪就被这一杯上下甜度不同的水调动起来，思维也活跃起来了，探究的兴趣也被激发。科学思维活动由此开始。
（二）在猜想假设中引导学生的思维
在科学探究课中，提出研究问题后，首先要对研究的问题提出各种猜想和假设，这种猜想和假设是需要验证的，我们称它为“科学假说”。它是“提出问题———解决问题”中的桥梁。它对学生直觉思维和发散性思维的培养大有裨益。因此，当学生的思维处于这一状态时，教师就要加强引导。
例如在本课例中，学生合作测出了750px长的摆线在30秒的摆动次数，这时教师顺势提出问题，如果我们把摆线减半，这时候它的摆速是多少？这个问题一抛出，学生马上引起热烈反应，思维顿时活跃起来，有点说根据摆速的变化规律，摆长减少一半摆速会加倍，有的认为不会是成倍的增加……在这个猜想的过程中，为学生的分组实验为学生搭建了一个思考的支架，学生能够把感知和表象进行加工，形成更高的认识，也就达到了思维的训练。假如猜测的结果和实验的结果一致，可以使学生获得满足感，体验成功。如果实验证明自己的猜测是错误的或不全面的，同样可以使学生重新组合自己头脑中原有的知识，形成新的认知结构，使其经验更丰富，思维更灵活，判断更准确。
此处分享我个人参加科学国培后的教学行为的改变。以我上的数学课《商的变化规律》课例为例。本节主要学习内容是，除数不变，被除数发生变化，商怎么发生变化。目的是告诉大家两层意思：一是不上课学科，也可以改变自己的教学行为，因为教学是相通的；二是课堂发生了怎么样变化，这种变化对我们意味着什么。传统的这节课就是通过ppt出示一组除法算式（特点除数不变），让学生观察这组除法算式的特点，让学生总结规律。 我的课堂变化是，先出示被除数÷除数=商这样一个等量关系式，让学生猜一猜，当除数不变时，被除数发生变化，商会怎么变化？这一问题的抛出引起了学生的极大兴趣，大家纷纷讨论，有的说商变大，有点说商不变……，我接着提出要求，说出你的理由。一个学生说因为除数不变所以商不变，另一个学生马上反驳说：不对，根据除法的意义，当总数变大的时候，分的份数不变，那么每份数就大了，我接着问同学们同意谁的观点？学生异口同声的说：当然是除数变，被除数变大，商也变大了。我追问：有规律吗，它们是怎样变化的？你能举例验证说明吗？“10÷2=5,（10×2）÷2=5×2”还有很多学生跟着举例……我在一旁静静地旁观，“你能用一句话总结出来吗？”生:除数不变，被除数乘几，商也乘几。师：“那如果被除数除以几呢，商怎么变化”学生回答，教师追问：“有什么需要注意的吗？”哪种教学方式的效果最有效？结果显而易见，老师还需要去多说吗？这种在猜想假设中对学生的思维训练成效是巨大的，更有效的。
（三）在实验设计中活跃学生的思维
实验设计是科学探究的一个重要组成部分，是集知识、能力、创新思维于一体的综合实践活动。开动脑筋设计实验，讨论指定实验方案往往比动手实验更能启迪学生的思维。因为在此时应使学生弄清如何选择变量、如何控制变量、如何正确操作、应当注意什么问题等，这就要有一个严密、科学、可行、安全的实验方案，而方案的制定需要通过师生之间开展多向的交流，经过认真的思考和反复的讨论才能逐步完善。在制定方案之前，老师必须结合学生现有的水平和能力，搭建合理的支架，帮助学生明确思考的方向和目的，然后在不断的交流中充分提高学生的科学思维能力。
《调整钟摆》研究是以学生们常见的钟摆作为研究对象，根据已经学过的摆的研究得出的摆速的变化规律，制作一个30秒钟摆动30次的钟摆。在实验之前，学生已经知道了影响摆速的因素是摆长，接下来是要设计实验制作一个规定次数的摆。但是五年级的学生实验设计的能力还有待培养，变量是什么，需要怎么控制？除了控制变量，试验中还需要注意的事项，需要老师给与相关的引导和提示。因此在小组讨论实验方案之前，教师提供了三点温馨提示 A、制作一个规定摆速的钟摆需要准备哪些材料？B、这是一个对比实验，实验时要特别注意控制哪些条件（变量只有一个）？需要注意些什么事项C、实验时怎么去观察什么？怎么做记录？D、小组学生怎样分工合作？学生带着这四个问题去思考和讨论，就能抓住实验的核心，明确实验的方向和目的。
汇报实验方案时，根据这四个问题逐个提问学生。当学生说出各种的方法时，老师并不急着去反驳学生，而是表扬他们积极开动脑筋，进而让学生开展讨论，变量的控制，小组怎么样去分工合作，每个人干什么，怎么样操作……然后共同筛选出一种最好的。经过以上的讨论和交流，师生之间产生激烈的思维碰撞，不断激发出学生的创新思维。
又如跟岗学习中，川大附小郭婉婕老师在《物质在水中是怎样溶解的》教学中，让学生观察高锰酸钾的溶解，她设计了四个观察点让听课的我们深受感动，让我们深深感受到川大附小科学课的细腻精致。四个观察点的设置一步一步的引领孩子认识物质在水中是怎样溶解的，高锰酸钾刚如水的现象，静置一会的看到的现象，搅拌时的现象，搅拌后静置的状态……从而建构溶解的科学思维，真正理解物质在水中是怎样溶解的。
（四）在科学探究中促进学生的思维
师生共同制定了切实可行的实验方案后，各小组通过合作参与进行实验。在这个环节一定要保证学生全员参与，分工合作，认真观察，要搜集事实材料。并用语言、图画、表格、数字等喜爱的方式记录实验的结果，表达出自己的感知和体验，要自觉地把实验过程中的发现与自己的预测或猜想进行对照。
在学生动手实验的过程中，教师要主动参与到学生中间与大家共同探究，要注意倾听学生的意见，不能过早地表达自己的观点，也不能过早地评价学生的思路与观点，以免影响学生的实验与思考。还要特别留意观察学生的行为表现，指导学生正确操作，教育学生一丝不苟，鼓励小组之间互相学习借鉴，引导学生把动手与动脑结合起来，及时表扬学生的发现。
《调整钟摆》一课的探究实验中，学生在测试了摆线长750px的钟摆30秒摆动的次数，推测了375px长的摆线30秒摆动的次数，再用实验测试摆长375px的钟摆30秒摆动的次数，学生通过数据分析发现：摆长减半，摆速并不会成倍增加，但变化是有一定规律的。那么接下来该怎么确定下一个要测试的摆长呢？学生的思维训练因此会达到一个高潮，大家纷纷发表意见，提出合理建议。这种对实验分析一丝不苟的精神，在科学研究里面是非常重要的，因此老师特别表扬这些小组，并且鼓励更多的学生向他们学习，做一名勤动手爱思考的学生。
（五）在交流评价中深化学生的思维
汇报交流是实验探究后的重要一环，教师要引导学生对获得的感性认识进行去粗取精、去伪存真、由表及里的整理加工，得出理性的结论。但小学生的逻辑推理能力、概括能力较差，这使很多教师采取了包办代替的教法，使学生的逻辑思维能力和表达能力的发展受到了影响。所以，教师从实验的开始就应注意引导学生自行分析材料、归纳结论，有时宁可结论不完整，待学生归纳能力提高后再回头分析，得出完整的结论。这样在弥补的同时，分析概括能力得到进一步训练。
另外，教师还要努力营造一个民主、宽松、开放的交流研讨环境，让学生充分表达自己的意见，不要一有学生说出“标准答案”马上停止交流，不管学生理解与否都强迫大家接受，而让其他学生的想法“烂”在肚里。
本课例中教师通过对学生展示的几个实验现象和数据的分析引导学生在探究活动中的思考方向，以及怎么样去有效思考……正如老师在总结中所说，有的组为什么用很少此的探究活动就能达到目标，而有的组要经过很多次的探究才能达到，有的组甚至不能达到目标，这就是科学思维的差异。当然我不否认这里边有偶然因素，但我想告诉老师们的事，科学的思维训练绝对是科学教学的灵魂。有了它学生的思维才能顺利爬升到设想的目标和高度。
由于小学生的抽象思维能力还很有限，通过具体事物和亲身参与活动还是他们科学学习的主要方式。在探究活动中老师应该创造有利条件，搭建合理支架，培养学生的科学思维能力。