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《小学科学课程标准》强调“科学学习要以探究为核心”,有的教师把“探究”片面地理解为活动,因此只有“做”没有“思”的科学课堂比比皆是.科学探究活动是发展科学探究能力、培养科学素养的载体.科学探究的能力,其核心是科学思维方式的形成,包括形成逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维以及发散性思维等.科学探究的终极目标就是培养学生这种理性的思维方式,从而形成科学研究的技能和方法.因此,科学探究过程就是用科学的思维方式获取知识的过程.那么,如何在科学课上锤炼学生的思维能力呢?

一、广开“材”源,启动思维发展的“引擎”

科学课要准备种种材料,这是科学课的一大特点,因为材料很容易引起学生的心理期望.教师也许会感到把材料直接交到学生手中,可能造成无法容忍的混乱.事实上,把精心选配的材料交给学生,让他们自主探究,是启动学生科学思维的一个好办法.

教师充分提供“有结构”的研究材料.“有结构的材料”是指精心设计、选择的,有着丰富内在联系的材料,通过相互作用、联系,蕴含着某些关系或规律.学生通过操作材料,发现问题,产生迫切需要知道的愿望,在脑海里产生“可能是什么原因才产生这样的结果”,或者是“是不是因为这样等才会这样”的预想,形成初步的假设.

一种材料就预示着一个现象,可以设置一个情境,进行一项探究.不管是有关,还是无关,每一种材料的出现都有很明显的目的性.因此,把握好材料的呈现方式和时机,也就是调控了课堂的节奏,掌握了课堂的结构.小学生有强烈的好奇心,如果过早发送探究材料,会分散学生的注意力,往往还没有听清楚活动要求,甚至还没有明白要研究的内容,就开始动手了,容易使探究范围过于扩大.而有层次地发送材料,就能调控探究的范围和深度,提高探究的有效性.

例如教学教科版小学科学五下《物体在水中是沉还是浮》时,学生猜测物体是沉还是浮可能与物体的大小和轻重有关后,教师抛出了第一组材料：木块、石头、泡沫塑料、回形针、牙签、橡皮泥、胡萝卜、蜡烛,学生通过实验比较发现与自己猜测不相符的结果——沉浮与物体的大小、轻重可能没有关系,这就与学生前概念产生冲突.那么是不是这样?教师又提供了一组特殊材料：大小相同的铁块、铝块、塑料块、木块、黏土块,实验获得了新的进展——轻的易浮重的易沉.第三次提供了重量相同,大小不同的物体：铝块、橡皮泥、萝卜块、木块、泡沫塑料块,结果发现在轻重相同的情况下,大的容易浮、小的容易沉.这样分三次呈现,顺应了学生的思维方法,以材料来指引探究,有序而有效.

二、广积薄发,寻找思维发展的“生长点”

1.关注“误差点”

学生在科学课堂上实验出现误差是一种不争的事实.究其原因是多方面的,有实验器材的因素,有实验过程中的外在人为因素,事实上就是科学家做实验也存在误差.既然是事实,就没有必要遮遮掩掩,去一味回避实验中出现的误差.作为教师就要关注误差、积极引导,在某种程度上,学生出错的课堂才是对学生富有挑战性、有真实收获的课堂.

例如教科版小学科学五下《热单元》的起始课《热起来了》.有一位老师对该课的结构作了如下安排：先让学生结合生活实际对“要让身体热起来该怎么做”进行探讨,学生讨论有许多不同的方法可以使人的身体热起来,如吃东西、活动身体、多穿衣服等.“多穿衣服真能使身体热起来吗?”老师很自然地将问题引到“衣服会不会产生热量”上来.问题一提出,学生就七嘴八舌发表了自己的看法（猜测）：认为会的32人,认为不会的16人.究竟会还是不会,学生自然想到用实验进行验证.老师设计了一张实验记录表供学生研究,记录测量衣服的温度.

这个实验对于五年级同学来说并不是很难,学生根据自己的猜测,设计好了实验方案,也讲了这个实验的注意要点.再接下去长达12分钟的时间里学生分别作了三个实验：测一件衣服时温度是多少,两件衣服、三件衣服,而后进行汇报交流.

实验不难,结论也明显：衣服不会产生热量,也就是温度计的温度是始终不变的.但学生的实验结果可不是这样：全班12组,实验的数据表明有两个组在测一件衣服时,几个数据是始终不变的,一组的数据都是22℃,另一组的数据都在21.8℃,其余各组测出来的数据都是不一样的.面对这样的数据,先汇报的两个小组说：“衣服不会产生热量.”因为他们测出的温度都没有上升,老师对他们的实验结果很满意,大大表扬了他们.当第三组同学用胆怯的声音告诉大家,衣服会产生热量时,这位老师当即就告诉他们：你们的实验可能出错了,衣服是不会升温的.

作为科学教师一定要关注误差,加强对验证过程的指导,用严谨的科学态度得出结论.在验证过程的指导中,教师务必要掌握好指导的度,不可过分牵制又不能太过放任自流,既要有针对性又要有层次性.针对刚接触科学的三年级学生,一定要指导到位.至于高段学生,实验和观测的要求相对来说有一定程度的提高,所以教师要既完全尊重学生的主观意愿,又要不失时机的进行指导以弥补学生行为及认知的缺失.

2.瞄准“解释点”

有效的科学学习是一种在教师引领与指导下的学生自主学习活动.规范的实验,形象的记录让学生获取了大量真实的数据.有了数据,就有了比较,就有了发现.但是我们知道科学解释过程中所运用的逻辑思维方法与手段,对于小学生而言,是较难独立进行的,只能在教师的引导下共同完成,对于高段学生,也应该根据具体情况循序渐进.

为了帮助学生了解如何对信息进行分析,寻找事物的共同特征,教师科学独特的指导在这里就发挥了重要作用.可以介绍一些简单的