构建合理支架 培养科学思维

武进区李公朴小学  王雨莲

摘要： 本文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。

关键字：小学科学 支架 科学思维 培养

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。 正文 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。

一、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。 例如：在上教科版四年级科学上册“天气”单元的第一课《云和雨》时，我用了一个谜语来创设情景导入本节课。谜语是：你是一个淘气的魔术师，广阔的天空就是你的舞台。有时你变成成群的绵羊，有时你就像林海雪原，有时你是飞腾的骏马，有时你又是空中楼阁，洁白的你把晴朗的天空衬托得更蓝，阴暗浓厚的你又预示着暴风雨的来临。你们知道这个淘气的魔术师是谁吗？大家踊跃竞赛猜谜语，激起了学生强烈的兴趣，同时也在脑海里呈现出各种各样的云，思维活动就这样开始了。 又如在教科版四年级科学上册“磁铁”单元的第一课《磁铁的磁性》时，我把一条用纸剪成的鱼放在水槽里，然后用一根小棍子做成的鱼竿去钓鱼，鱼竿上还有一个用回形针做成的鱼钩。学生看到这鱼和鱼竿，注意力一下子被吸引过来了。在演示钓鱼之前，我先问学生：“用老师手中的这根鱼竿能不能吊起这条纸鱼呢？” 学生们活跃起来了，有的说不行，有的说行。当我成功吊起来后，他们都很惊讶，有些学生也马上意识到纸鱼里肯定藏有秘密，还有些反应快的已经猜到纸鱼的嘴巴里藏有磁铁。就这样，在简单而有趣的钓鱼游戏中，一节围绕磁铁的课就开始了。学生的情绪被调动了起来，思维也开始活跃起来，一举两得。

（二）在猜想假设中引导学生的思维 在科学的探究课中，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。 例如在教科版五年级下册“时间”单元第六课《用摆计时的钟》一课，学生发现摆的速度有快有慢。这时学生就产生了疑问，为什么会出现这种情况？摆每分钟摆动的次数与什么有关？我马上抓住这个问题，让学生去思考哪些因素会影响摆的快慢。开始时学生觉得有点懵，提出了很多无关的因素，思维太过于散乱，于是我让摆得最快和最慢的两个小组把摆拿到讲台上，然后重做一次实验给大家看。这样一比较，学生马上就发现原来两个组的摆绳长短、摆锤重量（有大小两种螺帽）、摆动的幅度是不一样的，三种可能影响摆的快慢的因素也呼之欲出了。在这个猜想的过程中，两个小组的演示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。

（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、如何控制条件、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。 《雨天中的布料》是教科版五年级科学上册 “材料”单元中的第二课。本课的研究是以学生们常见的布料作为研究对象，通过模拟下雨的实验研究布料的防水性、吸水性、渗水性方面的不同之处。在实验之前，学生已经对四种布料的防水性等做出了猜测，接下来是要设计实验验证自己的猜测。但是五年级的学生实验设计的能力还有待培养，对于对比实验中定量和变量的控制还不是很熟悉，尤其是本课中定量多而复杂（相同水量，相同位置、相同的时间），学生考虑的不一定全面，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，我提供了三点温馨提示 A、怎样模拟大自然中下雨的情景？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？C、实验时要观察什么？学生带着这三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，我就根据这三个问题逐个提问学生。当学生说出各种模拟下雨的方法时，我并不急着去反驳学生，而是表扬他们积极开动脑筋，进而引导他们从接近大自然中真实下雨情景的角度去比较和评价各种方法，然后共同筛选出一种最好的。同时，结合学生的回答适时出示符合他们要求的模拟下雨装置。对于实验中的相同条件，对实验装置有哪些要求，布料怎么放，我也一直引导他们从实验的公平性去考虑。最后，明确观察的顺序和内容，怎样观察比较科学？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。

（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。 比如在《雨天中的布料》一课的模拟实验中，有些小组在实验时发现毛料的防水性也很强，觉得不可思议，原有的认知与猜测竟然和事实发生冲突，于是他们就单独把毛料和化纤布拿出来，进行二次实验。这表明学生在实验时相当认真和投入，有自主探究的精神，是难能可贵的。又如模拟完下雨后，毛料和化纤布的表面都积了一滩水，有些组直接倒掉了，有些小组就会耐心等待和观察，最后发现毛料上的水会慢慢渗入布料中，然后流入渗水杯，而化纤布是完全不渗水的。这种对实验一丝不苟的精神，在科学研究里面是非常重要的，因此我特别表扬了这些小组，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。如在教科版五年级下册“时间”单元的《测量摆的快慢》一课，学生做完三个对比试验后，发现三种摆摆动的次数都与原来的摆不同，因此学生普遍认为摆的快慢和摆幅的大小、摆锤的重量也有关。在这种情况下，我把学生往“一定范围内的误差存在是合理的”这方面引导，但由于时间关系，引导的不够，而且之前没有引导学生去分析误差，最后勉强得出了“影响摆的快慢的因素是摆长”这一结论，但从学生表情和反映来看，部分学生对于这个结论的得出还是有点半信半疑的。后来再上这个课时，我在实验记录表增设了一栏“与‘原来的摆”’的时间差”，先让学生算出这个时间差，再比较哪个时间差太小，可以忽略不计。这样，学生自己一对比，就能够发现改变摆长后，摆的摆动次数出现较大误差，而摆锤和摆幅的误差都很小，是合理的。在这里，记录表就是为学生搭建的支架，有了支架的帮助，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。

［参考文献］

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[3] 陈晓红．为学生巧搭“脚手架”．科学课，2010.5

[4]陈琼．如何在科学课堂中培养学生的思维能力