小学科学中通过研究计划培养学生的科学思维

萧山区宁围一小 陈荣林 李荣富

在小学科学中，实验探究的内容占有大量的篇幅，学生要动手参与其中很多的实验探究活动。《小学科学课程标准》指出 “科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。”学生“能运用已有知识作出自己对问题的假想答案；能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划；能通过观察、研究、制作等活动进行探究。”可见，在小学科学的探究研究中，对知识的探究获取并不是探究活动的主要目的，让学生体验探究活动，学会制定研究计划和设计实验，形成科学思维能力才是最根本的，所以在小学科学中我们就要培养学生制定研究计划和设计研究的能力，培养他们的科学思维。怎样通过研究计划培养学生的科学思维呢？下面我结合自己教学中的一些体会来谈谈：

一、              补充研究计划，初步构建科学研究的思维框架。

在科学探究活动中，作为3年级的学生，让他们动手制定科学研究计划是不可取的，也是不可行的。因为他们刚刚接触科学课，不要说科学思维，就是连科学课到底是怎样的课这些最基本的常识都不知道，在这种情况下让他们去设计制定研究计划，对他们来说无异于天马行空，想到什么写什么，认为怎样合理就怎样写，全凭自己的一些前经验和主观意识，根本没有科学的思维，收不到什么效果。对于这样的学生，我就给这些学生提供“半成品”的研究计划，通过教师的引导分析，让学生把“半成品”的研究计划补充完整。在补充的过程中，让这些刚刚接触科学课的学生对科学研究有逐步的了解，有点点滴滴的科学思维积累。让这些点点滴滴的思维积累如一砖一瓦的堆砌，逐渐构建起学生科学研究的思维框架。如在《谁流得更快一些》中有三种液体流动快慢的比较研究，我先给学生出示这样一张研究计划：

在这份将近95%完整的研究计划中，教师将研究计划的整体框架展现在学生的面前，可以使三年级的学生对科学研究计划有个总体的认识，对研究计划的总体思维有个大致的认识，这样为学生形成完整的研究思维打下了一个初步的基础。而剩下需要补充的内容，在研究计划的内容上所占比例很小，只有5%左右，这样做可以不使学生产生一种畏难情绪，与他们的知识结构水平相适应。同时这些内容虽少，但所包含的科学思维却是整个研究计划的重点。教师通过分析，引导学生明白这里之所以要填“同时”、“1滴”、“同样高度”这些内容，是因为在进行对比实验时，我们只有尽可能的控制实验中的各种变量，实验的结果才能更加准确，才能让人信服。周到的考虑，科学的制定正是科学思维在研究计划中的集中体现，相信学生在跟类似研究计划的三五次的接触中，在他们的大脑中能初步构建起科学研究的思维框架。

二、              分析、选择研究计划，形成比较完整的科学研究思维。

学生通过对研究计划的不断补充，对研究计划的形式、结构应该已经烂熟于心了，对研究计划的一些科学思维方式也有了些熟悉，这个时候如果继续让他们进行补充研究计划的练习，学生对于研究计划的知识层面就会停滞不前，在思维方式上同样也是如此。在他们的头脑中只有一些零散的，局部的科学思维，不易于形成完整的科学思维。此时，教师在研究计划的指导中要更上一个台阶，以适应学生知识增长和思维提高的状况，分析、选择研究计划就显得比较合适。所谓分析、选择研究计划就是教师针对同一个研究问题给学生提供几种不同的研究计划，让学生根据已有的思维狂架去思考分析各个研究计划，最后从中选择一个最理想最科学研究计划。对研究计划的分析、选择，不仅需要学生之前在补充研究计划时所需要的局部思考的能力，更需要他们能在以前的基础上全面思考问题，跳出局部，统领全局。如在《不同物质在水中的溶解能力》中的食盐和小苏打溶解能力的比较研究中，教师可以向学生出示以下2张研究计划，让学生分析，供他们选择：

通过对两张研究计划的比较分析，学生会发现研究计划（A）从开始的“所需的材料”环节就有问题，考虑问题不够全面细致。没有在食盐、小苏打和两只烧杯的盛水数量上进行控制，这样会使研究过程发生偏差，最终导致研究结果的不科学，实验失败。同时，研究计划（A）在“研究的步骤”环节中也存在着很多的问题，如“2、食盐溶解后再加入一些食盐继续搅拌”，就存在食盐溶解到什么时候再加？加多少食盐？如何搅拌？等问题，研究计划缺乏科学性和可操作性。学生在对研究计划的分析和选择中，会逐渐明白，研究计划的制定，既要科学仔细地考虑每一个环节，又要注意每个环节的前后联系和影响，用科学统一的思维方式去思考制定研究计划。由补充研究计划到分析、选择研究计划，可以使学生的思维由单一的、局部的考虑问题到全面地分析思考问题的提升。

三、              自主制定研究计划，巩固科学研究的思维。

在学生已经形成比完整的科学思维能力的情况下，如果继续“扶”着学生制定研究计划，久而久之，学生便会形成按图索骥、照搬程序、机械探究的习惯。学生的创造力就无法萌芽。此时，放手让学生经历“制定研究计划”的过程，已成当务之急。学生自主制定研究计划，不仅可以进一步巩固他们的科学研究思维，还可以使他们的科学创新能力得到发挥，得到培养。像六上《拱形的力量》中，针对“怎样才能使纸拱承载更大的重量？”教师就可以让学生围绕研究的大问题，自主制定研究计划。学生可以选择减小拱足间的距离作为研究的问题，可以选择增加抵住拱足的物体的高度作为研究的问题，也可以选择增加抵住拱足的物体的重量作为研究的问题……对于制定好的研究计划，教师可以让学生在相互的交流中去分析，去修改，引导他们制定出科学的研究计划。

小学生的科学思维不是一朝一夕能形成，是一个长期的，循序渐进的过程，需要我们科学教师以生为本，抓住每一次训练的机会，利用每一个有效的训练平台和媒介，以科学的态度，科学的方法去引导，去培养，使他们成为新一代的有效探究者。

参考：

1.《小学科学课程标准》 中华人民共和国教育部 浙江教育出版社

  2.《走进新课程系列丛书》 中华人民共和国教育部基础教育司 北京师范大学出版社

附：学生自主设计的科学研究计划