基于理性思维培养的“做思科学”教学策略

理性思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用合适的思维方法认识事物，解决实际问题的思维习惯和能力。[1]在《中国学生发展核心素养》中理性思维被细化为十八个基本要点之一，是学生未来发展的重要品格和关键能力，能促进学生发展为全面的人。[2]科学课程标准提出，以培养学生核心素养为导向，要让学生具有初步的科学思维能力，从科学的视角认识客观事物的内在规律、本质属性及相互关系，理性思维则是科学思维的核心。“做思科学”教学，倡导在科学活动中将学生的“做”与“思”有机融合，通过亲身实践、手脑并用、做思共生等方式充分调动学生思维的积极性，帮助他们在推理论证中厘清事实证据、解决实际问题。

一、在“观与辩”中发展理性思维

“观与辩”是指“做思科学”教学中学生在对事物进行观看、观察、观测的基础上获取信息，并能基于自身思考对获取的信息进行辨别，能理性判断获取信息可信度与准确性的科学活动。“观与辩”有利于提高学生的信息获取能力和辩证思维能力，促进他们对科学问题进行理性思考。“做思科学”教学中，教师可以通过问题导入，激发学生“观”的兴趣，让他们带着问题去观看科普视频、观察物质特性、观测实验数据，有目的、有方向地收集相关信息，引导他们对获取的信息进行交流讨论，增强他们“辩”的意识，引发他们的理性思考。

例如，在教学三年级《河流与湖泊》一课“河流”内容时，教师播放教材配套的视频“长江与京杭大运河”，对河流相关知识进行补充、拓展。教师让学生带着问题“视频中有哪些关于河流的信息”观看完视频后，对获取的河流相关信息进行分享。当带着问题去观看河流视频时，大部分学生是有所收获的，能对视频中河流的相关知识进行概述，但他们也会在交流过程中出现矛盾，如长江全长是多少千米，三名学生给出三种不一样的答案。这时，教师应抓住矛盾点，启发学生反思：“为什么观看同样的视频，给出的答案不一样？平常我们通过书本或者视频了解到的科普知识，其可信度和准确性是不是也需要我们理性辨别呢？”长江全长多少千米在视频中有介绍，是个固定的值，三名学生给出不一样的答案，看似是小问题，但教师要抓住这个点，让他们意识到亲眼看到的、亲耳听到的信息在传递过程中有可能出错，更何况是从其他地方听取的消息，其真伪性更需要甄别判断，从而唤醒他们在学习、生活中“辩”的意识。

“做思科学”教学注重教师通过实例指导学生“观”的方法、启发他们“辩”的意识，让他们认识到从外界听取的信息并不完全可信，需要通过理性的思考去判断、验证、辨别。“观与辩”不仅让学生在科学课堂中善观察、敢质疑，而且鼓励他们在应对课堂之外的事物、问题和舆论时，不盲目地相信，敢于表达自己的观点与看法。教学中，教师要善于抓住具体的科学情境，让学生感悟和体验到在学习与生活中“观与辩”的重要性与必要性，潜移默化地发展他们的理性思维。

二、在“做与析”中强化思维逻辑

“做与析”是指“做思科学”教学中学生在制作、操作的基础上获得新信息与新证据，并通过逻辑推理与分析对问题进行剖析和解构，最终合理解释现象的科学活动。“做与析”有助于学生识别问题的本质，厘清各因素之间的关系，提高他们思维的逻辑性和问题解决能力。“做思科学”教学中，教师可以基于学生对问题的猜想，组织他们通过动手操作获取相关信息，对已获信息进行推理与分析，帮助他们理清思路，识别和解决问题，强化思维逻辑。

例如，四年级《浮力》一课教学中，学生在解释“沉在水里的物体也受到浮力”这一问题时，常常缺乏逻辑性，教师可以通过组织学生动手操作测得相关力的大小，并引导他们对力的大小及方向进行合理分析与推断，从而逻辑清晰地解释这一问题。教学中，教师可以先出示两块大小不同的泡沫块，引导学生通过将大小不同的泡沫块压入水中，体会、对比手部的感觉，从而发现浮力有大小、浮力方向是向上的。紧接着，引导学生回忆弹簧测力计的使用方法，并得出物体对弹簧测力计拉力的方向是向下的。学生以此为基础探究“下沉的石头是否受到浮力”，大部分学生根据生活中的感知会猜想：下沉的石头不会受到水的浮力。此时，教师不急于给出答案，而是组织学生通过动手操作先测出石头在空气中受到的拉力，再测出石头浸没在水中时受到的拉力。学生经过多次测量，发现两种情况下测得的拉力数值始终不一致，并且浸没在水中的石头受到的拉力总是更小。当数据摆在面前，学生开始质疑原本的猜想，推测这一数据背后的原因，通过对拉力、浮力方向的分析及推理，他们最终理清思路，逻辑清晰地解释下沉的物体也受到水的浮力。

“做思科学”教学提倡学生通过动手操作，在认知与非认知因素的参与下进行实验数据的收集、科学现象的发现，通过对数据的分析、现象成因的推测，清晰地认识现象背后的科学知识，发展逻辑思维。“做与析”不仅锻炼了学生动手操作能力与推理分析能力，还让他们基于具体的学习情境突破认知冲突，发展理性思维。教学中，教师要注重对学生操作方法和分析思维的引导，帮助他们在推理论证中找出问题的根源并理清思维脉络，在探究中体会到科学内在的逻辑美。

三、在“构与解”中锻炼严谨态度

“构与解”是指“做思科学”教学中学生在仔细研究问题和分析原因的基础上，基于事实经验，通过建构模型解决实际问题、解释生活现象的科学活动。“构与解”有助于学生建模思维和说理能力的发展，让他们养成深入思考、认真严谨的科学态度。“做思科学”教学中，教师可以通过真实情境或真实问题，引导学生在细致观察、认真思考中发现问题的本质和规律，在反复的观察、纠错、修改中完善模型的建构，在合理解释模型的特征及作用并将其应用于实际问题的解决中，形成严谨建模的科学态度。

例如，四年级《点亮小灯泡》一课是学生认识简单电路的起始课，教师仅仅让他们学会点亮小灯泡的正确连接方法、画出电路示意图是不够的，还要让他们建构闭合回路的模型，这样他们在遇到生活中类似电路问题时才能真正做到学以致用。教学中，教师可以先出示生活中常见的小电器，这些小电器有个共同的特点，即两个接触点明显裸露在外侧。学生基于生活中对电路的了解，会想到要让这些小电器运转起来，还需要电池和导线。教师将器材给学生，让他们通过观察了解各器材的特点并试着连接在电路中让用电器运转起来，再画出电路图贴在黑板上。通过对黑板上张贴的电路图进行细致观察与对比分析，学生发现用电器能正常运转的电路图存在共性，在教师引导下建构闭合回路的电路模型。此时，教师呈现两接触点并不明显的小灯泡，让学生试着点亮小灯泡，根据建构的闭合电路模型，他们会想到，先要找出小灯泡的两个接触点，再将其分别接入电路中，形成闭合回路。在此思路的引导下，学生尝试寻找并连接，最终获得成功，从而对自己建构的闭合回路模型有了更深刻的理解。

“做思科学”教学的任务不是引导学生去分析一个独立的实例，而是通过对多个实例的细致观察与认真推敲寻找共性，建构起共同的模型，并在遇到类似实例或问题时能基于对模型的理解严谨说理。“构与解”有助于学生发现知识之间的关联，剖析问题的本质和规律，促进他们模型建构思维的发展，同时提高他们的读图说理能力。教学中，教师要关注学生的已有经历与经验，引导他们基于经验事实建构和分析模型，在利用模型解释科学现象、解决实际问题的过程中养成严谨的科学态度。

四、在“践与思”中深化证据意识

“践与思”是指“做思科学”教学中学生在亲历实践和探究的基础上获得事实证据，并基于思考建立证据与解释之间的关系，能有意识地利用证据证明结论的科学活动。“践与思”有助于学生调动多种感官获取实验事实，激发他们的积极思维，发展他们的实践探究能力和科学论证能力。“做思科学”教学中，教师通过引导学生对科学问题进行猜想与假设，激发他们实验验证的兴趣，促使他们主动参与到实践探究活动中，并在总结与反思中提升基于证据的应用与迁移能力，深化证据意识。

例如，六年级《蜡烛的变化》一课，不仅要让学生认识物质的两类变化，还要让他们通过寻找证据，判断生活中常见物质的变化属于哪一类。教学中，学生通过实践体验蜡烛的制作，发现在这个过程中只有蜡烛形状、大小、形态的变化，并没有生成新的物质。在点燃蜡烛的实践中，学生能明显观察到的现象是光和热，但不足以证明点燃蜡烛的变化有新物质生成。此时，教师引导学生借助工具对点燃蜡烛的实验现象再次观察，并对相关知识要点进行补充讲解，鼓励他们搜集实验证据从而判断物质的变化类别。依据实验过程中罩在蜡烛火焰上方干燥的烧杯内壁出现水雾，学生判断点燃蜡烛的变化生成了新物质水；依据罩在蜡烛火焰上方的烧杯内壁涂有的澄清石灰水变浑浊，他们判断点燃蜡烛的变化生成了新物质二氧化碳；依据罩在蜡烛火焰上方的白瓷碗底部由白色变为黑色，他们判断点燃蜡烛的变化生成了新物质炭黑。在教师引导下，学生对点燃蜡烛过程中搜集到的证据进行整理、思考，最终有理有据地判断出点燃蜡烛的变化是产生新物质的变化。在此基础上，教师让学生列举生活中物质变化的事例，并有依据地判断其变化类别，发展他们利用证据证明结论的能力。

“做思科学”教学主张学生在实践中进行观察、记录、讨论和交流并从中获取事实证据，让他们在对学习过程与结果的反思中建立证据与解释之间的关系并能提出合理的见解。“践与思”有利于学生学习运用有效证据解释观点，帮助他们更好地理解科学概念与科学本质，促进科学思维的发展。教学中，教师要善于引导学生准确讲述并深入反思探究实践的过程和结果，帮助他们在梳理观点、事实、证据及其关系中对研究的问题进行深入理解、应用迁移，在实际应用中深化证据意识。

结语

理性思维是对问题或事物进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维，是一种建立在逻辑推理和事实证据基础上的高阶思维。理性思维的培养是一个漫长的过程，“做思科学”教学在学生理性思维早期培养方面具有得天独厚的优势，通过让学生亲历探究实践的全过程，实现由身体出发，通过手脑并用、身体力行、做思相生等方式激发他们的积极思维，提升他们的思维品质。“做思科学”教学中，教师通过设置真实合理的学习情境，引导学生对感性认识进行辨别、整理与分析，并将其转化为客观理性的证据，从中剖析问题或事物的本质属性，帮助他们理性地看待问题、辩证地分析问题、科学地解决问题，切实提升他们的核心素养。

（作者单位：江苏省连云港市苍梧小学）

参考文献

[1]向国友.理性思维培养的三个维度[J].四川教育，2017（04）.

[2]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）.