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摘 要 分析科学探究活动存在的问题，结合教学实践，提出在科学探究过程中，应从重视思维过程、搭建思维桥梁、突破思维节点三个层面，来发展学生的思维。
关键词 科学探究；思维过程；思维桥梁；思维节点
中图分类号 G623.6 文献标识码 B 文章编号 1671-489X（2008）14-0026-02
科学课应关注学生思维的发展。科学教学的主要目的，是为了让学生通过科学学科的学习，能用科学的思维方式发现、思考和解决问题。《科学课程标准》指出：科学探究的重点不在探究的操作方法和操作上，而在于通过探究培养学生的科学思维能力。思维是人对客观事物本质特征和内在规律性联系的间接的、概括的反映。思维力是学生智力活动的核心，也是智力结构的核心，应从小培养学生的思维能力。若有意识地去培养学生的思维能力，就可以更快地提高他们的思维水平。因为小学生的思维发展正处于皮亚杰描述的“具体运演阶段”和“形式运演阶段”，也就是由具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡时期。他们的抽象逻辑思维的发展一般依据具体的形象及亲身的操作，而科学课就提供了这样一个平台。因为科学课的最大特点是活动多，可让学生有大量的具体形象感知及亲身操作的机会。
教科版教材的一个明显特点就是活动多，但需清楚的是活动只是科学探究的外在形式，而其中内含的科学思维才是它的灵魂。没有思维的观察探究，学生最多只能是一个忠实的观看者和记录者，是不可能有重大发现和认识的。当前，科学探究活动已成为小学科学课堂教学中的一大主题，勿庸置疑，“课标”所倡导的理念是非常正确的。但是，在没有深刻领会其中真正的涵义的情况下，有人认为凡小学科学教学有活动则必有探究。在这种思想的误导下，一些小学科学的课堂教学过程中拼命地设计“探究活动教学”。只要对这些探究活动耐心分析和研究之后，就会认识到这种探究活动中普遍存在着一种毛病，那就是“活动有余，思维不足”。在很多的活动中，学生在热热闹闹的活动结束后，头脑依然是一片空白，他们在知识和能力上并没有得到真正意义上的提升。
科学课的教学应该从这样的误区中走出来，在科学探究活动的主线下，注重活动中的思维含量，关注活动中的思维训练，发展学生的思维能力，真正落实“课标”中提出的“学会用科学的思维方式解决自身学习、日常生活的问题”这一目标。
1 重视思维过程，构建思维方式
课堂教学的主要构成体是师生的相互活动，它是形成良好思维过程与多种思维渠道的最佳场所。优良的思维品质总是伴随着学生接受知识时的思维过程而逐渐形成。教学中教师如果注意到学生的思维过程，就应及时地调整教的程序，促使学的升华，提高所形成的思维品质的质量。
例如教学《水和空气》单元第4课《比较水的多少》时，教材也关注思维过程，在用各种方法比较了3个瓶子里水的多少后，出现一个问题：2号杯比1号杯多多少呢？教材直接告诉学生可以用量筒来测量，然后教学量筒。但这样的处理，往往忽视了量筒的来历和科学家在发明量筒前的思维过程。如果增加在量筒出现之前的思考，将科学家对于量筒工具的发明过程毫不保留地呈现出来，无疑可以发展学生的思维结构，构建一种科学的思维方式。如在科学探究活动的“提出问题阶段”环节，采用“用杯子量，多几杯？如果多出来半杯怎么办？”“用更小的杯子来量，又会怎样？”“没有更小的杯子，怎么办？”等诱导性的语言，鼓励学生“沿不同方向、向不同范围、不受已知的或现存方式、方法、规则或范畴的约束，从已知信息中产生出大量变化的、独特的新问题和探索解决新问题的多种方法”。
在猜想与假设环节，特别注意调动学生的直觉思维。“请同学们开动脑筋猜一猜”，使学生迅速地对问题答案作出合理猜测、设想，并引领学生把验证本人（或本组）猜想是否正确作为学生进一步探究的“兴趣源”和“目的地”，应该说，这也是使学生进行有效探究的保证。安排“先在纸上画上刻度线，然后贴在杯子上，再用杯子量一量，瓶中的水各是多少，将测量的结果记录下来”这个过程。当学生带着浓厚的兴趣和目的进行完“用自制刻度线测量”，并搜集了大量第一手信息而进入“思考与结论，表达与交流”后，又提出亟待解决的过程问题：“各小组测量的结果相同吗？这会给我们带来什么问题？怎么解决这个问题呢？”在此基础上出现对量筒的介绍和使用方法。这个过程适时地组织学生通过对“比较2号比1号多多少”这个问题，经历“猜测、验证、分析、综合、比较、抽象、概括”的逻辑思维过程。
如果在教学中把得到结论的全部思维过程展现出来，学生可以在自己思维的痕迹中得到较强的参与意识，不但学到知识，而且可以据此举一反三，在设计发明一种新生事物时，采取科学的思维方式，获得创意的发现。
2 搭建思维桥梁，帮助思维发展
教师在教学过程中的指导意义在于对学生施加积极的影响，使他们能够选择比较正确的学习方法。如教学《一杯水里能溶解多少食盐》一课时，教师可以一个问题作为标题，在解决了问题以后，接着主要就是制定实验计划，考虑好具体的操作步骤，然后按照实验计划实施。过程如下：
师：前一节课学习了食盐在水中的溶解。（教师边说边演示这一过程，加一勺，用玻棒搅拌，食盐溶解了，再加一勺，再搅拌，食盐又溶解了。其间不时发出玻棒碰到烧杯的声音，学生十分仔细地看教师的演示。）再加一勺，能溶解吗？
生：能。（学生回答地很干脆，显得十分自信）
生1：我认为可以不断溶解。（他停顿了一下）不会马上溶解。
师：那么一杯水中能溶解多少食盐呢？（学生似乎没有什么反应，教师停顿了一下）一杯水有多少？今天研究50毫升水能溶解多少克食盐？
在很短时间里，教师和学生确定好本节课的研究主题。当学生提出“可以不断溶解”时，教师提出“一杯水中能溶解多少食盐”。如果是向成人提这个问题，由于成人会有“再继续一勺一勺加食盐看是否会溶解”这样的思维过程，因此可以得出相应的结论。而学生没有充分理解“不断溶解”的涵义，如果教师给他们建一座可以使思考有方向的“桥”，问他们“加一瓶，加一麻袋，或者更多呢”，这个时候学生会顺着这座“桥”思考，于是可能会想到“这么小的一个烧杯能放这么多的食盐”，那么紧接着“这杯水里究竟能溶解多少食盐呢”类似的想法就产生了。无须教师来提出这样的问题，学生有想要进一步探究的需要，探究的进程自然就向前推进，他们的思维也向前发展。那么，这杯水里究竟能溶解多少食盐呢？看着烧杯里的水，学生开始思考这个问题：就这么一勺一勺地加，要加多少勺呢？有的学生提出做实验。于是教师指导学生制定实验计划，探究的进程继续往前推进。
在这里，教师的铺垫提示，引导了学生的思维，可以说从学生学习的需要出发，不仅体现了教师的主导作用，也发挥了学生的主体作用，对思维发展非常有利。
3 突破思维节点，促进思维提升
在科学课的课堂教学中，当教师心中装着学生，并和学生一道带着对学习活动的热切期盼进入学习状态时，学生的学习热情就会被充分调动起来。在学习过程中，学生的思路会向更广阔的思维空间伸展，但往往在这种时候会遇到一些状况，即“思维节点”（也称“断面”）。
在旧教材“溶解”单元第1课《食盐在水里溶解了》，教材有一活动“观察高锰酸钾和砂糖的溶解”，旨在理解溶解的实质之一：化成肉眼看不见的微粒，用高锰酸钾的颜色来显现溶解过程。在教学中，笔者发现学生都无法根据自己的发现描绘出“红糖变成了极小极小的肉眼看不见的颗粒”。在实验中，笔者发现不论是红糖还是高锰酸钾，放入水中后都会泛起轻烟似的色带，搅拌后，色带会慢慢地与水混合均匀。这个过程的确无法让人建立红糖变成“微小颗粒”这一直观印象。因此，学生看到了“红糖颗粒放入水中”及液体变成“红色的红糖溶液”，但对于中间的转变没有直观的印象，思维由此出现了断面。而对溶解概念抽象的讲授又不易被学生理解。
新版教材将这一活动从有限的课堂时间里剥离出来，增加了可供思考的诸多问题，很好地解决了这一思维节点的问题。溶解是指一种物质均匀地分散于另一种物质中形成均匀、稳定溶液的过程，而溶解的过程学生在生活中大多无法细致地观察到，对于物质究竟是怎样均匀地分散到水中去缺乏感性认识。新修订的教材希望学生通过仔细观察、描述、想象溶解时的变化过程，能形成“溶解”的描述性概念，加深对溶解现象的本质性理解。
高锰酸钾学生比较陌生，强调对原有状态的观察，很有必要。旧教材只有同时观察高锰酸钾、砂糖的溶解变化过程这一简单的表述。然后“在盛水的玻璃杯上方，轻轻地投入几粒高锰酸钾。观察并描述水和高锰酸钾的变化。用搅拌棒轻轻搅拌一下，再观察、描述水和高锰酸钾的变化”。接着出现几个思考性的问题：“高锰酸钾在水中溶解了吗？它与食盐在水中的溶解有什么相同和不同？描述高锰酸钾在水中的溶解过程。”修订后的教材强调观察、描述高锰酸钾溶解于水的逐渐变化过程，表格引领学生对观察到的细节的描述，使之接近溶解的本质特征。接着，把刚建立的认识进行迁移：想象（不可见的）食盐在水中溶解时可能出现的变化过程。笔者认为教材需要再补充几个问题来解决思维节点的问题，如提问：1）固体颗粒为什么消失？2）溶液的颜色由深到浅直至无色，这是为什么？3）日常生活中，糖水是甜的，盐水却是咸的，为什么？学生在讨论、交流思考的过程中肯定能形成“物质化成了极其细小、肉眼看不见的微粒”的概念。学生从宏观层面进入微观层面，完成了重点和难点的教学任务，也解决了思维节点的问题。关注学生思维的节点能让学生思维的广度、深度、灵活性等思维品质得到更加蓬勃而有生机的发展。
总之，科学学习要以探究为核心，而探究式教学的基本要求是要从儿童“所在位置”出发，即关注学生的思维。这就要求教师要了解学生，给他们充足的时间和空间让他们以多种方式表达所思所想。当学生叙述自己想法的时候，教师要耐心倾听；在学生动手实验之前，要舍得给学生一些时间，让他们对问题提出假说、设计实验，并交流他们的想法，在交流中相互评判、质疑。对于学生动手之后的汇报活动，教师不仅要关注学生实验后得出的结论，更应关注学生在验证假说过程中的思维变化情况。因此，不仅要让学生说出实验的结果，而且应让学生说说自己的操作程序。重视思维过程，搭建思维桥梁，突破思维节点，才能较好地了解学生的发展水平，采取有效的教学策略，有的放矢地实施教学，引领学生科学地想事情、做事情，形成良好的思维习惯。
关键词 科学探究；思维过程；思维桥梁；思维节点
中图分类号 G623.6 文献标识码 B 文章编号 1671-489X（2008）14-0026-02
科学课应关注学生思维的发展。科学教学的主要目的，是为了让学生通过科学学科的学习，能用科学的思维方式发现、思考和解决问题。《科学课程标准》指出：科学探究的重点不在探究的操作方法和操作上，而在于通过探究培养学生的科学思维能力。思维是人对客观事物本质特征和内在规律性联系的间接的、概括的反映。思维力是学生智力活动的核心，也是智力结构的核心，应从小培养学生的思维能力。若有意识地去培养学生的思维能力，就可以更快地提高他们的思维水平。因为小学生的思维发展正处于皮亚杰描述的“具体运演阶段”和“形式运演阶段”，也就是由具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡时期。他们的抽象逻辑思维的发展一般依据具体的形象及亲身的操作，而科学课就提供了这样一个平台。因为科学课的最大特点是活动多，可让学生有大量的具体形象感知及亲身操作的机会。
教科版教材的一个明显特点就是活动多，但需清楚的是活动只是科学探究的外在形式，而其中内含的科学思维才是它的灵魂。没有思维的观察探究，学生最多只能是一个忠实的观看者和记录者，是不可能有重大发现和认识的。当前，科学探究活动已成为小学科学课堂教学中的一大主题，勿庸置疑，“课标”所倡导的理念是非常正确的。但是，在没有深刻领会其中真正的涵义的情况下，有人认为凡小学科学教学有活动则必有探究。在这种思想的误导下，一些小学科学的课堂教学过程中拼命地设计“探究活动教学”。只要对这些探究活动耐心分析和研究之后，就会认识到这种探究活动中普遍存在着一种毛病，那就是“活动有余，思维不足”。在很多的活动中，学生在热热闹闹的活动结束后，头脑依然是一片空白，他们在知识和能力上并没有得到真正意义上的提升。
科学课的教学应该从这样的误区中走出来，在科学探究活动的主线下，注重活动中的思维含量，关注活动中的思维训练，发展学生的思维能力，真正落实“课标”中提出的“学会用科学的思维方式解决自身学习、日常生活的问题”这一目标。
1 重视思维过程，构建思维方式
课堂教学的主要构成体是师生的相互活动，它是形成良好思维过程与多种思维渠道的最佳场所。优良的思维品质总是伴随着学生接受知识时的思维过程而逐渐形成。教学中教师如果注意到学生的思维过程，就应及时地调整教的程序，促使学的升华，提高所形成的思维品质的质量。
例如教学《水和空气》单元第4课《比较水的多少》时，教材也关注思维过程，在用各种方法比较了3个瓶子里水的多少后，出现一个问题：2号杯比1号杯多多少呢？教材直接告诉学生可以用量筒来测量，然后教学量筒。但这样的处理，往往忽视了量筒的来历和科学家在发明量筒前的思维过程。如果增加在量筒出现之前的思考，将科学家对于量筒工具的发明过程毫不保留地呈现出来，无疑可以发展学生的思维结构，构建一种科学的思维方式。如在科学探究活动的“提出问题阶段”环节，采用“用杯子量，多几杯？如果多出来半杯怎么办？”“用更小的杯子来量，又会怎样？”“没有更小的杯子，怎么办？”等诱导性的语言，鼓励学生“沿不同方向、向不同范围、不受已知的或现存方式、方法、规则或范畴的约束，从已知信息中产生出大量变化的、独特的新问题和探索解决新问题的多种方法”。
在猜想与假设环节，特别注意调动学生的直觉思维。“请同学们开动脑筋猜一猜”，使学生迅速地对问题答案作出合理猜测、设想，并引领学生把验证本人（或本组）猜想是否正确作为学生进一步探究的“兴趣源”和“目的地”，应该说，这也是使学生进行有效探究的保证。安排“先在纸上画上刻度线，然后贴在杯子上，再用杯子量一量，瓶中的水各是多少，将测量的结果记录下来”这个过程。当学生带着浓厚的兴趣和目的进行完“用自制刻度线测量”，并搜集了大量第一手信息而进入“思考与结论，表达与交流”后，又提出亟待解决的过程问题：“各小组测量的结果相同吗？这会给我们带来什么问题？怎么解决这个问题呢？”在此基础上出现对量筒的介绍和使用方法。这个过程适时地组织学生通过对“比较2号比1号多多少”这个问题，经历“猜测、验证、分析、综合、比较、抽象、概括”的逻辑思维过程。
如果在教学中把得到结论的全部思维过程展现出来，学生可以在自己思维的痕迹中得到较强的参与意识，不但学到知识，而且可以据此举一反三，在设计发明一种新生事物时，采取科学的思维方式，获得创意的发现。
2 搭建思维桥梁，帮助思维发展
教师在教学过程中的指导意义在于对学生施加积极的影响，使他们能够选择比较正确的学习方法。如教学《一杯水里能溶解多少食盐》一课时，教师可以一个问题作为标题，在解决了问题以后，接着主要就是制定实验计划，考虑好具体的操作步骤，然后按照实验计划实施。过程如下：
师：前一节课学习了食盐在水中的溶解。（教师边说边演示这一过程，加一勺，用玻棒搅拌，食盐溶解了，再加一勺，再搅拌，食盐又溶解了。其间不时发出玻棒碰到烧杯的声音，学生十分仔细地看教师的演示。）再加一勺，能溶解吗？
生：能。（学生回答地很干脆，显得十分自信）
生1：我认为可以不断溶解。（他停顿了一下）不会马上溶解。
师：那么一杯水中能溶解多少食盐呢？（学生似乎没有什么反应，教师停顿了一下）一杯水有多少？今天研究50毫升水能溶解多少克食盐？
在很短时间里，教师和学生确定好本节课的研究主题。当学生提出“可以不断溶解”时，教师提出“一杯水中能溶解多少食盐”。如果是向成人提这个问题，由于成人会有“再继续一勺一勺加食盐看是否会溶解”这样的思维过程，因此可以得出相应的结论。而学生没有充分理解“不断溶解”的涵义，如果教师给他们建一座可以使思考有方向的“桥”，问他们“加一瓶，加一麻袋，或者更多呢”，这个时候学生会顺着这座“桥”思考，于是可能会想到“这么小的一个烧杯能放这么多的食盐”，那么紧接着“这杯水里究竟能溶解多少食盐呢”类似的想法就产生了。无须教师来提出这样的问题，学生有想要进一步探究的需要，探究的进程自然就向前推进，他们的思维也向前发展。那么，这杯水里究竟能溶解多少食盐呢？看着烧杯里的水，学生开始思考这个问题：就这么一勺一勺地加，要加多少勺呢？有的学生提出做实验。于是教师指导学生制定实验计划，探究的进程继续往前推进。
在这里，教师的铺垫提示，引导了学生的思维，可以说从学生学习的需要出发，不仅体现了教师的主导作用，也发挥了学生的主体作用，对思维发展非常有利。
3 突破思维节点，促进思维提升
在科学课的课堂教学中，当教师心中装着学生，并和学生一道带着对学习活动的热切期盼进入学习状态时，学生的学习热情就会被充分调动起来。在学习过程中，学生的思路会向更广阔的思维空间伸展，但往往在这种时候会遇到一些状况，即“思维节点”（也称“断面”）。
在旧教材“溶解”单元第1课《食盐在水里溶解了》，教材有一活动“观察高锰酸钾和砂糖的溶解”，旨在理解溶解的实质之一：化成肉眼看不见的微粒，用高锰酸钾的颜色来显现溶解过程。在教学中，笔者发现学生都无法根据自己的发现描绘出“红糖变成了极小极小的肉眼看不见的颗粒”。在实验中，笔者发现不论是红糖还是高锰酸钾，放入水中后都会泛起轻烟似的色带，搅拌后，色带会慢慢地与水混合均匀。这个过程的确无法让人建立红糖变成“微小颗粒”这一直观印象。因此，学生看到了“红糖颗粒放入水中”及液体变成“红色的红糖溶液”，但对于中间的转变没有直观的印象，思维由此出现了断面。而对溶解概念抽象的讲授又不易被学生理解。
新版教材将这一活动从有限的课堂时间里剥离出来，增加了可供思考的诸多问题，很好地解决了这一思维节点的问题。溶解是指一种物质均匀地分散于另一种物质中形成均匀、稳定溶液的过程，而溶解的过程学生在生活中大多无法细致地观察到，对于物质究竟是怎样均匀地分散到水中去缺乏感性认识。新修订的教材希望学生通过仔细观察、描述、想象溶解时的变化过程，能形成“溶解”的描述性概念，加深对溶解现象的本质性理解。
高锰酸钾学生比较陌生，强调对原有状态的观察，很有必要。旧教材只有同时观察高锰酸钾、砂糖的溶解变化过程这一简单的表述。然后“在盛水的玻璃杯上方，轻轻地投入几粒高锰酸钾。观察并描述水和高锰酸钾的变化。用搅拌棒轻轻搅拌一下，再观察、描述水和高锰酸钾的变化”。接着出现几个思考性的问题：“高锰酸钾在水中溶解了吗？它与食盐在水中的溶解有什么相同和不同？描述高锰酸钾在水中的溶解过程。”修订后的教材强调观察、描述高锰酸钾溶解于水的逐渐变化过程，表格引领学生对观察到的细节的描述，使之接近溶解的本质特征。接着，把刚建立的认识进行迁移：想象（不可见的）食盐在水中溶解时可能出现的变化过程。笔者认为教材需要再补充几个问题来解决思维节点的问题，如提问：1）固体颗粒为什么消失？2）溶液的颜色由深到浅直至无色，这是为什么？3）日常生活中，糖水是甜的，盐水却是咸的，为什么？学生在讨论、交流思考的过程中肯定能形成“物质化成了极其细小、肉眼看不见的微粒”的概念。学生从宏观层面进入微观层面，完成了重点和难点的教学任务，也解决了思维节点的问题。关注学生思维的节点能让学生思维的广度、深度、灵活性等思维品质得到更加蓬勃而有生机的发展。
总之，科学学习要以探究为核心，而探究式教学的基本要求是要从儿童“所在位置”出发，即关注学生的思维。这就要求教师要了解学生，给他们充足的时间和空间让他们以多种方式表达所思所想。当学生叙述自己想法的时候，教师要耐心倾听；在学生动手实验之前，要舍得给学生一些时间，让他们对问题提出假说、设计实验，并交流他们的想法，在交流中相互评判、质疑。对于学生动手之后的汇报活动，教师不仅要关注学生实验后得出的结论，更应关注学生在验证假说过程中的思维变化情况。因此，不仅要让学生说出实验的结果，而且应让学生说说自己的操作程序。重视思维过程，搭建思维桥梁，突破思维节点，才能较好地了解学生的发展水平，采取有效的教学策略，有的放矢地实施教学，引领学生科学地想事情、做事情，形成良好的思维习惯。