蒋惠清 陆启威
科学课上，构建适切有效的教学情境，是引发学生主动思维并促成其持续深入探究的关键。设置有效的教学情境，需要了解学生的思维状态和动向，让学生思维可视化，并在此基础上及时调整或改进。
一、发展判断思维
设置问题情境，是小学科学探究式教学中常见的做法，通常是老师做一个实验，引发出一种“出乎意料”的科学现象，让学生作出初步的解释或判断。为了彰显学生的思维动态，问题情境都是基于学生的一定经验，这样，学生的判断就有了自己的认知“根据”。老师在了解了学生“可视化”思维动向的基础上，进行教学策略的调整和改进，以便更好地服务于学生的探究。
比如《浮力》一课，老师设置的问题情境是：将木块、塑料板、泡沫、石块、铁块、苹果等物体逐一放到水里，让学生一个个看它们或沉或浮。然后，老师问：“为什么这些物体有的上浮、有的下沉？”学生的回答多是“木块、泡沫等轻，所以上浮；石块、苹果等重，所以下沉”。于是，老师再问：“这轻和重是谁跟谁比较？”学生答：“木块跟石块比，木块轻，泡沫跟苹果比，泡沫轻……”
可见，学生思维的关注点是这些材料之间轻重的比较，却不曾想到这些材料应当与水比较轻重。或者说，学生只对这些材料感兴趣，他们只想从这些材料本身求解沉浮的秘密，并不曾想到与所处环境（水）进行对比和思考。由此可见，学生判断思维的局限和不足主要表现在思维的孤立性，即只会从问题或现象本身求解，不能结合情境中相互作用的因素进行分析研究。
面对学生的这种思维倾向，老师需要改进设置的问题情境：一是出示一块大木块和一块小石子，很明显大木块比小石子要重得多，把它们依次放入水里，大木块依然上浮，小石子还是下沉。从而把学生的思维引到“相同体积物体的轻重进行比较”，也就是“比重”。这样的比较才是科学的。
另一个需要改进的问题情境是：将水里放入并溶解一些盐，然后再将原先的苹果放进盐水里，苹果上浮。“为什么水里的苹果下沉，盐水里的苹果上浮？”两相对比，学生自然会将思维聚焦在“液体”上，于是很容易想到这些物体与液体比较，重的下沉，轻的上浮。从而将学生原先只进行材料之间轻重的对比转化为每一种材料与水比较，这才是揭示沉浮秘密的核心问题所在。（编者注：可参阅本期杂志第56页文章。）
二、发展联想思维
人们通常会由此及彼想到一些相关联的事物，并在此基础上进行梳理和整合，形成对这一问题的观点和认识，这种思维就是一种联想思维。科学教学中的联想思维，通常是基于学生的已有认知，也就是在充分利用学生已有认知经验的基础上，进行新的探索和研究。由于有了一定的经验积累，当学生面对新领域探索时，会自然联想到已有的学习认知和经验，于是就会依据已有的知识经验进行思维的判断、分析和信息处理，从而一次次展开对未知领域的求知和探索。
比如《简单电路》一课，由于学生在生活中有了一些粗浅的认识和经验，老师只要将导线、小灯泡、电池等材料分发到每个小组，学生联想到生活情境，就会想到连亮小灯泡。但是至于怎么连，学生以前并未做过，也不明白其中的道理。他们只会结合生活中的经验和认识，不断尝试各种连接方法。这期间，老师要做的就是指导学生随时画出每一次尝试的连接方法。待学生终于连亮小灯泡后，要求学生将自己尝试连接的各种电路图（画图）进行比较，分析并归纳出连亮小灯泡的正确方法。
这一情境的设置，使学生能够充分利用生活经验，大胆尝试，积极探索，让学生完全打开思路，激活思维。但问题是，学生虽然最后连亮了小灯泡，却不知小灯泡为什么亮。即使老师作了一定的讲解和描述，但对于“电流怎么流经小灯泡”学生还是一头雾水。这时老师可以将电池和小灯泡剖开，让学生看到里面的结构，此时不需要老师讲解，学生就会理出个头绪，很容易明白电流的流动过程，从而弄清楚电路连接的本质和规律。
由此可见，对于学生的联想思维，老师要注意的是，不仅要关注通过联想引发的“做”，更要从“做”中抽出事物的内在规律和要求。这是学习的归结点，也是学习的本质所在。
三、发展逻辑思维
在教学中，老师有时会针对教材中的核心问题抛出一个话题，然后引导学生就这个话题展开探讨。这个话题的相关内容是学生略有知晓的，或者说有一定的生活经验和浅显认识，学生面对这个话题会有所谈论和认识。设置这样的情境，要注意认知的逻辑性和层次性，也就是说，话题不能太大，以免学生谈及此话题时会信马由缰不着边际，应扣住问题的本质和核心点去确定话题，使学生的探讨沿着一根主线进入问题的本质。
比如《摩擦力》一课，关于“摩擦力”应当呈现给学生什么样的话题？为了引发学生积极的探究心理，通常老师会以“什么叫摩擦力？”“关于摩擦力，你想了解哪些知识？”等作为学生研讨的话题。前一个问题，学生无从人手，或者说依靠自己原有的认知和经验，学生根本总结不出摩擦力的概念。第二个话题太过空泛，学生对这个问题的想法有很大的随意性，他们想弄明白的诸多问题不光凌乱无序，而且很难切入“摩擦力”的根本问题。这样的思维活动是没有多少效果的。
我们需要调整的是，将抽象的“摩擦力概念”融人到具体的生活和实践中，让学生通过具体的表象去感知和体验，这样，理解和认识概念就容易多了。同时，对于一个过于宽泛的问题，最关键的是选准问题的切人点，这个点上的问题解决了，相关话题的知识都会迎刃而解。所以，对于“摩擦力”一课，可以引出“生活中哪些地方有摩擦力？”“这些摩擦力有什么不同？”等话题，这些话题的好处在于：一是学生依照经验可以说出很多摩擦力存在的地方，可以在实践和生活中回顾并巩固自己的认知。二是“比较不同地方摩擦力的不同”，可以引发学生聚焦并探讨“有的摩擦力大，有的摩擦力小”“为什么摩擦力会有大小？摩擦力大小与哪些因素有关？”等一连串问题。这些问题，不光指向摩擦力的内涵和本质，更是以一组层层深入的逻辑关系出现的，形成了探究摩擦力的一条逻辑主线，这才是有效的话题情境。
四、发展推理思维
科学探究是一个手脑并用的学习过程，既有寻求事实真相的动手实验，也有做什么实验以及怎样实验的考量和分析。而且，从某种程度上说，分析是探究活动中最重要的环节和方法，它全面融人探究活动，并为探究活动提供有力的铺垫和支撑。对问题的分析，学生惯常的思维方式是推理。设置问题分析的情境，就是引发学生不断地推理，提高学生探究的深度和准确性。
比如《电磁铁》一课，面对“影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些”这一问题，学生根据实验中电磁铁磁性强弱变化的情境，很容易推导出与“电流强度”和“线圈匝数”这两个因素有关。依据是：电磁铁具有磁性是因为通上了电，断了电就失去磁性，所以电磁铁具有磁性的关键是要有电。按照现象从无到有、从少到多、从弱到强的思路，学生自然会想到电流强磁性强。另外，一根平常的导线接上电池后是没有磁性的（以前学生做过“简单电路”实验，通电的导线并没有磁性），只有绕成了线圈才有磁性，所以磁性肯定与线圈有关。进而推导出一根导线弯成一个线圈有磁性，弯成多个线圈磁性就会更大。由此可见，推理是探究中的重要思维方式之一，也是通向正确结论的重要途径之一。
但是，一般老师在上这一课时，也就到此为止，因为教材上也只是认为电磁铁磁性强弱只与上述两个因素有关。其实，影响磁性强弱的因素远不止这两个，还有很多。学生也能想到其他可能的许多因素（很多课上，学生只要有其他想法，就会被老师否定或回避掉），如果引导学生研究这些其他因素，无疑对训练学生深层次的推理思维是大有裨益的。
当老师让学生思考“影响电磁铁磁性强弱的因素还可能有哪些”时，学生会以“变”的视角说出可能的影响因素。比如“与缠绕导线的粗细有关”，实验结果是：导线越粗磁性越强。为什么是这样呢？也就是说当线圈数和电池不变的情况下，为什么磁性变强了呢？学生就会依据“线圈数不变，磁性增强”推导出“流过线圈的电流增强了”。至于为什么电流增强了，教师不必解释，可以让学生继续研究，也为中学物理学习作一定的铺垫。还有同学认为“与线圈里有无铁芯有关”，学生推导的理由是“线圈里有铁芯时，除了线圈有磁性，里面的铁芯同时被磁化也带上了磁性，所以有铁芯时磁性更强”。学生还有可能提出“与铁芯粗细有关”“与线圈的松紧有关”等想法，而且依据推理思维，都能归结出较为合理的原因和结果。
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