摘要:在当前科学新课程改革实践中,很多教师在教学设计中为了求新求变,忽视了教学内容的层次性,教学环节设计缺乏逻辑性,科学结论归纳不符合逻辑性。学生的逻辑思维在科学课中没有得到很好的发展,而学生逻辑思维却是科学科学素养中的核心能力,培养小学生逻辑思维能力是小学科学课当务之急。笔者认为科学教师首先要从教学内容的逻辑性入手,注重教学逻辑与学生认知逻辑的契合,注重自已教学的问题逻辑,通过多层次的逻辑思维训练,就能有效提高学生的逻辑思维能力。

关键词:小学科学 逻辑思维 教学逻辑 认知逻辑

《科学(3——6)年级课程标准》提出,科学教育要注重培养学生良好的科学素养,使学生逐步领会科学和本质。大家对科学的本质,有不少不同的理解,一致认同的有这样三点:第一:科学是一种实证的系统,可以通过证实、证伪的方法来判断;第二:科学的结论是符合逻辑的;第三科学的结论是的局限性的,随着时间的推移,结论是可以改变的。从这些科学本质出发,小学科学课的任务就是要培养学生的实证意识、逻辑思维、质疑精神。实证意识和质疑精神在当前的科学新课程改革课中得到大力地倡导,而作为科学素养的核心能力逻辑思维能力却成为了小学生科学思维发展中的薄弱点。在当前科学新课程改革实践中,很多教师为了求新求变,忽视了教学内容的逻辑性,教学环节设计与学生的认知逻辑脱节,因此课堂陷入研究的僵局,课堂纪律涣散,进入衍生出一些思维脱离课堂的行为。

学生的逻辑思维培养在科学课中若没有得到重视,就很难有较大的发展。要培养学生的逻辑思维能力,笔者认为,作为教师,先要从教学内容的逻辑入手,注重教学逻辑与学生认知逻辑的契合,同时注重自已教学问题的逻辑性,为学生创设一个生动而具有严密逻辑的科学探究历程。

一、关注整体教学内容,优化教材的学问逻辑。

科学作为一门基础学科,有着其本身固有的、与众不同的特点,自成系统。尤其是科学知识以及科学知识发生过程中蕴含的学问逻辑,层层递进,环环相扣。对学问逻辑的探求需要与之相应的认知逻辑作为基础。学问逻辑展开的顺序是符合学生的认知发展顺序、符合学生的心理特点的,就能顺利学习,并实现所期望的目标。反之,如果学问逻辑展开的顺序与学生的认知逻辑不相适应、不符合学生的心理特点,那么学习结果就会不理想甚至失败,教育目标也就会落空。

现在我们小学科学课所使用的科学课教材,编者经过精心的编排,体现了螺旋上升的知识体系,整体来说很好体现了教学内容的学问逻辑。但是我们科学教师在使用的过程中,对内容呈现、活动编排,还是需要发挥自己的能动性,进行调整优化。

1、优化单元知识逻辑顺序

科学教材内容是以单元主题的形式呈现,但是有些单元课时的安排前后出现知识的脱节或颠倒的现象,所以在一个主题下,教学内容的先后呈现如果由教师进行合理的调整,符合知识呈现的逻辑性,体现内容的层次性,会提高教学的有效性,同时学生的逻辑思维也会得到相应的提高。

比如,四年级第二单元《新的生命》教材中学习的第一课《油菜花开了》,学生主要了解了油菜花的结构由哪几个部分组成,学生对雄蕊和雌蕊的特征还不明确。而第二课时要引导学生观察各种各样的花,能统计有雄蕊的花、有雌蕊的花、既有雄蕊又有雌蕊的花。要求学生要能够关注到:能结果的花都的雌蕊等等。而此时,学生并不具备判别各种各样花的雄蕊和雌蕊的能力,上述的观察要求对学生来说根本就是不可能完成的任务。事实上本单元的第三课时,才是引导学生具体认识雄蕊和雌蕊的特征,学会判断雄蕊和雌蕊。很显然这样的学习内容的安排并不符合学生的认知逻辑,对学生的学习造成了很大的困扰。笔者在教学中尝试把第三课时中关于雄蕊和雌蕊特征的观察学习活动提前到学生展开各种各样花的调查活动之前,学生通过观察几种教师提供的花的雄蕊和雌蕊,提炼出花蕊的基本特征。接下来各种各样花的调查活动,学生参与的兴趣明显提高,观察的效果非常好,更多地观察到不同的花的雄蕊和雌蕊虽然形状、大小、颜色各异,但是基本的结构相同,还巩固对花蕊结构的认识。

2、调整教学内容目标层次要求

三年级上册中的材料单元中引导学生对金属、木材、陶瓷、砖块的各种特征的研究,延展性、吸水性、柔韧性等从研究内容来看,何其丰富,再从研究的要求来看,对比的条件控制对于三年级学生来说要求又是如此之高,很多时候,老师无法在课堂内完成探究的任务。即使做的实验也是条件控制不到位,得到了数据不一而足,根本无法引导孩子得到正确的结论,更重要的是学生在实验方法无法得到完整的引导。

这样教材复杂程度与年级学生的知识水平的不适应等问题,就要求老师对教材内容的把握从学生的认知水平为基点,合理调整教学内容的容量及教学难度,比如一堂课中扎实地引导三年级的学生开始其中的一个方面的研究。重点在引导学生开始认知研究过程,体验简单的实验设计,学生既不会忙乱于众多的材料之中,也不会思维根不上。教师要使学生的学习过程变得循序渐进,逐步构建完善的科学概念,形成科学知识认知体系。

只有科学教师对小学全八册教材进行反复通读与深入解析,才能了解学生在每一节课之前的知识起点,才能从学生实际出发,调整教学内容,优化学问逻辑,为培养学生逻辑思维提供优质的教学资源。

二、调整教学环节设计,契合学生的认知逻辑。

三年级下册每第三单元中《水和水蒸气》一课教材编排的思路1、认识水的蒸发现象2、加热是否可以加快蒸发3、空气中水凝结成液态水。其中水蒸气凝结的这个环节是让学生进行水蒸气遇冷后的实验观察,理解水蒸气遇冷后会凝结成小水珠,再拓展分析冰杯外面的水珠的形成的原因。一位教师在执教时对教学内容进行重组,从加快蒸发的环节中引导学生观察水加热时冒出的“白汽”,通过观察得到“白汽”实际是小水珠,然后让学生比较“白汽”和水蒸气的特点,得出“白汽”其实不是水蒸气,再来讨论白汽的形成原因,但是学生无论如果也捕捉不到遇冷这个条件,因此教学无法顺畅地进行下去,直到下课时,学生依然不理解“白汽”到底是什么回事。

从这个教学案例中,我们可以看到由于教师在处理教材、设计教学环节的时候,更多地注重了自已对教学突破难点的目的和环节设计很有新意,对学生来说具有挑战性的的,很严密,也具有一定的逻辑性。但是这样的设计对于三年级学生的认知能力来说,忽视了学生在学习过程中的认知基础和逻辑思维的能力。对于三年级的学生来说,对科学的理解更多地来自于实践的操作和现象的观察,环节与环节之间必须是一种递进、承接的关系,否则的话,学生的思维没有事实的支撑是不能得到逻辑性的发展。像这个案例中,在遇冷的这个节点,如果没有教师的引导,整个教学的环节的进程可能陷入嵌顿,最终还是由教师被动地揭示,而此时的效果不如教材原先的逻辑顺序。这是教师教学逻辑与学生的认知逻辑不相符的典型案例。

而且,这样的教学案例在平常的教学过程中我们教师也经常会遇到,有时自己感觉设计地很好,很巧妙,可是课上下来,感觉却很累,学生似乎没有进行学习的状态,得不到相应的知识、能力、态度的发展。如果教学逻辑与学生的认知逻辑发生的脱节,学生就会对学习过程不感兴趣,进入衍生出一些脱离课堂的行为。

在这种情况下,就需要教师在教学设计时一定要根据依据学生的认知逻辑特点,重新设计学问逻辑的展开过程,让教学逻辑尽可能地符合学生的认知逻辑,同时也要让学问逻辑推动学生认知逻辑的提升。在理想的教学设计中,每个小活动总是保持在略高于学生当时的认知逻辑水平之上,通过教师的引导和伙伴的合作,学生的认知水平得到发展并完成学习活动。当完成某个概念的学习时,学生的认知水平也能得到相应的提升。

三、设计课堂问题引导,提升学生的逻辑思维。

教师对教学环节的展开主要通过一系列的问题进行推进,而这些问题的设计就是发展学生的逻辑思维最直接的载体。如果问题设计过于宽泛,指向性不明确,或者教师的忽视了推理的逻辑, 虽然引导学生得出一些科学的结论,但是在学习过程中学生得到的却是不科学的思维方式。

比如在《马铃薯在水中是沉还是浮》一课中,教师提出了“为什么一个马铃薯在水中是沉,另一个马铃薯在水中是浮?”这样一个问题。学生猜测:是马铃薯的问题,还是杯子的问题,还是杯内的水有问题?最后问题聚焦到杯中的水,学生猜测水中可能有盐,怎么验证,教师引导学生进行蒸发实验,看见水蒸发后的白色的粉末,由此证明了水中有盐。这杯水中确实有盐,但不能因为这杯水中有盐而推理出蒸发后出现白色粉末的水中都有是盐。这是一个严谨的科学问题。如果教师不严谨,学生从中学到的就是想当然。教师要通过设计课堂教学问题发展学生的逻辑思维能力,可通过以下问题类型进行设计来呈现教学内容及设计隐含的逻辑性。

1、设计台阶式问题,呈现思维的梯度。

台阶式问题就是体现问题的层次性,将几个连续性问题按由易到难的次序提出,前一个问题是后一个问题的基础,后一个问题是前一个问题的深化,组成了层次分明的台阶式问题,引导学生由浅人深、从现象到本质、从具体到抽象,一步一步地深入思考和探究,做出科学的推理和 正确的判断,最终找出事物的本质特征。

例:沉浮单元整理时:1、石块在水中的沉浮与什么因素有关? 2、不同材料构成的物体,在水中的沉浮有什么规律? 3、怎样用浮力和重力的关系,来解释物体的沉浮现象?《比较水的多少》一课中认识量杯的教学,让学生观察量杯(1)仔细观察量杯:想一想量杯与我们平常用的杯子有什么不同?(2)为什么量杯的设计有这些不同呢?(3)上台演示,说说你为什么这么使用?大家觉得这样用好不好?为什么?通过这样有层次的问题,使全班学生都经历了一个科学探究的过程,比教师直接传授来得更有趣,更有效果。教师要根据学生的不同心理特点和知识掌握程度,做到提问难易适度,充分了解学生的需求,在课堂教学中老师可通过探询的方式提出台阶式的问题往往能给学生严密的逻辑思维的启发。

2、设计连环式问题,发展思维的深度。

连环式问题是根据知识的内在联系,设计出以疑引疑,环环相扣的一系列问题,通过解答这些问题,由此及彼,由表及里,拓宽思路,对学生全面深刻地认识问题起到促进作用。

比如在《摆的研究》一课整理信息环节中,教师提出:科学家和我们的观点一致吗?他们为什么会得出无关的结论?他们测量到的数据又会是怎样的呢?我们得出的结论为什么会和他们不一样呢?《水和水蒸气》一课中,加热可以加快蒸发的环节,教师可设计一系列的连环式问题:你有什么办法可以加快这杯水的蒸发?加热是否可以加快蒸发?生活中什么地方运用了这个原理?富有逻辑性的连环式问题,可以丰富学生体验,促成其认知冲击。

3、设计辐射式问题,拓展思维的广度。

教学中以核心知识点为中心向外扩展,引导学生能从不同方向、途径、角度,去发现、寻找与中心有密切联系的信息,提高学生对知识认知的全面性,对学生逻辑思维的发展有着重要的意义。

在课的初始阶段和拓展环节,老师应该运用辐射式的问题,给学生思维开放的空间。《谁先迎来黎明》一课中,教师提问:到底谁先迎来黎明,我能在生活中找到哪些证据来证明是哪一种情况?一个问题抛出去,给学生的是极大的思考空间,学生可以用不同的现象来论证同一个问题。辐射式的问题会促进逻辑思维的发展。

不同类型的提问设计,同时呈现给学生的是不同的思考方式,但是无论哪一种类型都是为了提升学生逻辑思维的能力。

科学课的全部教学,从发展思维的角度看,都是帮助学生实现从形象思维向抽向思维的过渡。教学时要根据学生的实际认知能力,理顺各知识点之间的逻辑顺序,在教学设计过程要努力把教学逻辑建立在学生认知逻辑的基础之上,唯有这样的教学才是有效的教学,才是否真正提高学生科学思维能力的科学教学。