在科學課堂中發(fā)展學生邏輯思維能力的探索

1、在科學課堂教學中發(fā)展學生邏輯思維能力的探索與研究引言：邏輯思維是科學思維的本質(zhì)內(nèi)容之一，它是科學家進行科學探究時最基本的科學思維。邏輯思維也是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，學好邏輯基本知識、加強邏輯思維訓練、提高邏輯思維能力對于推進素質(zhì)教育、培養(yǎng)高素質(zhì)人才具有不可低估的重要作用。溫總理在北京三十五中對語文課點評時說：“我上學時最大的收獲在于邏輯思維訓練，至今受益不淺”。短短一句話充分說明了邏輯思維能力對人的一生中所產(chǎn)生的重要作用。那么小學科學課中學生的邏輯思維發(fā)展狀況又如何呢？關鍵詞：發(fā)展、邏輯思維、探索 案例教師把兩杯透明的液體放到講臺上，帶著神秘的語氣讓學生猜測這液體有可能是什么？學生們議論紛紛，有

2、的說是水，有的猜測有可能是酒精，有的認為是醋。接著教師把兩個馬鈴薯同時放進了液體中，一只馬鈴薯下沉了，另外一個上浮了。學生們更激動了，都踴躍回答?！袄蠋?，一個杯子中肯定是鹽水，另外一個是水！”有一位同學十分肯定地說?！袄蠋熚乙舱J為馬鈴薯浮起來的一個杯子是鹽水！”.另外一位更是斬釘截鐵?！袄蠋?，肯定是鹽水，我從課外書里看到過，死海的水能讓人浮起來，這個也一樣”。同學們都一致認為能使馬鈴薯上浮的都是鹽水。于是教師順勢引導：我們可以通過實驗來證明。老師以小組為單位，讓每個小組通過用蒸發(fā)的辦法證明出這個液體果然是鹽水，這樣一堂科學探究課就十分順利地完成了。聽課的老師也給出了比較高的評價，認為教師上課思

3、路非常清楚，從問題引出猜測，再通過實驗證明猜測，非常符合科學探究的過程以及科學課一般的教學規(guī)律。思考：確實這是一堂精彩的課，這樣的設計模式在小學科學課中也非常常見，我們暫不去評論它的優(yōu)缺點，我們單純地從思維發(fā)展角度來分析在這堂課中學生思維的發(fā)展與變化： 1、學生通過觀察液體，猜測這些透明液體有可能是水、酒精等，從他們的思維中明確了水、酒精、白醋等都是透明液體，所以透明液體有可能是水或者其他，這符合思維的邏輯性特點。 2、學生從書本知識或者經(jīng)驗推理，能使馬鈴薯上浮的液體肯定是鹽水。他們的思維情況是：馬鈴薯能在鹽水中上浮，所以能使馬鈴薯上浮的肯定是鹽水。這不符合思維的邏輯性，更不符合科學課的嚴謹性

4、要求 3、通過用蒸發(fā)的方法證明能使馬鈴薯上浮的液體是鹽水，這更讓學生明確了“馬鈴薯能在鹽水中上浮，所以能使馬鈴薯上浮的肯定是鹽水”這樣的結論，以后只要他們看到了能使馬鈴薯上浮的液體，肯定會認為這一定就是鹽水，形成了一種慣性思維。從以上的分析中我們可以看出學生的思維變化：由一開始的符合邏輯的思維，逐漸變成了一種不科學不符合邏輯的思維，一種慣性思維。實驗的結果更給學生的這種錯誤結論加上了較重的一碼。雖然這樣一堂課，學生通過動手操作提高了動手能力，也獲得了鹽水能使馬鈴薯上浮這樣一個知識，但是從對學生思維發(fā)展角度來看，這樣的一堂課的設計無疑是失敗的在當前的小學科學教學中，探究學習已成為小學生科學活動的

5、主要方式，但透過這些探究學習的活動形式，我們靜心思考，如果我們僅僅把“以探究為核心”理解為就是讓學生“自己動手，多活動”，就是讓學生“去感受，去體驗”，那這種認識無疑是膚淺片面的，探究活動只是科學探究的外在形式，而科學的邏輯思維的培養(yǎng)才是探究的靈魂，探究的本質(zhì)，是科學學習的核心。那怎樣培養(yǎng)小學生的邏輯思維呢？一、 在思維的“碰撞”中，激發(fā)學生的邏輯思考小學生的思維處在從形象思維為主慢慢向抽象邏輯思維發(fā)展中，期間由于語言習慣、認知水平等因素，使學生形成了一些不正確的邏輯思維習慣。例如之前的案例中，學生認識到了鹽水能使馬鈴薯浮起來，于是形成了凡是能使馬鈴薯浮起來的透明液體，就是鹽水這樣一種邏輯推理

6、。又如學生認為凡是鳥都能飛在天空，于是得出了能在天空中飛的動物都是鳥這樣一個結論，結果認為蝙蝠也是鳥。這樣一些錯誤的邏輯推理，學生們卻感覺十分合理。長此以往，就很容易形成錯誤的邏輯習慣，造成對概念的錯誤理解。要打破學生固有的思維習慣，是件非常不容易的事情。只有給學生造成強烈震撼，促發(fā)思維的碰撞，才能打破原有的思維習慣。利用科學實驗，通過實證方式，改變原有的錯誤觀念和邏輯思維習慣，促進學生思維能力的發(fā)展無疑是一套有效的方法。例如我在教溶解的快與慢這一課時，首先我在預設中考慮到學生現(xiàn)有的生活經(jīng)驗，他們已經(jīng)知道熱水溶解物質(zhì)的能力比冷水強這一科學道理，但他們很難理解溶解還與溶解物本身有關。而且對這一現(xiàn)

7、象的認識已經(jīng)形成了一種定勢。針對這種情況，我首先讓學生完成溫度對溶解快慢的影響的實驗，使學生知道溫度越高食鹽溶解得越快。這一環(huán)節(jié)的設計無疑符合小學生的生活經(jīng)驗和認知規(guī)律。實驗很快完成了，于是我出示了兩小包等量的砂糖和兩杯等量的水（其中一杯為熱水約80，一杯為常溫冷水），把這兩包砂糖同時放入兩杯水中，對其冷水的一杯進行攪拌，結果發(fā)現(xiàn)放在熱水中的那包砂糖很快就溶解了，而放在冷水中的那包砂糖盡管攪拌還是溶解得比較慢。接著我又出示兩杯等量的水和兩包等量的食鹽（其中一杯熱水約為80），讓學生猜測，如果把這兩包食鹽同時放入兩杯不同的水中，對其中冷水杯中的食鹽進行攪拌，結果會怎么樣。學生們都斬釘截鐵地說一定

8、是熱水杯子中的食鹽先溶解。但實驗結果卻出乎學生的意料，因為食鹽在攪拌中很快溶解了，而放在熱水中的食鹽卻仍沉在杯底溶解得慢?？吹竭@個結果，學生們都睜大了眼睛，紛紛提出問題，想知道結果。于是我順勢引導學生展開了對影響物質(zhì)溶解因素的進一步探究。從以上情況分析，學生思維情況是：因為糖在熱水中溶解速度快，因此食鹽在熱水中溶解速度也一定快。但實驗的結論卻與學生的邏輯推理相反，使他們意識到物質(zhì)溶解的速度不但對攪拌、溫度有關，還與溶解物本身的特性有關。在這堂課里，我利用了實驗結果與學生固有的思維之間的矛盾，激發(fā)學生思維的“碰撞”，讓學生重新審視固有的邏輯思維，重新建立科學合理的合乎邏輯的思維方式，促進了學生思

9、維的發(fā)展。 要激發(fā)學生的邏輯思考，教師在合理引發(fā)學生思維沖突的同時，更應注重把學生組織到對所學科學內(nèi)容的分析和綜合、比較和對照、抽象和概括、判斷和推理等思維的過程中來。真正的科學探究必須是一個引導學生展開理性思考的過程。無論是問題的提出，猜想或假設的形成，實驗計劃的制訂，還是對來自實驗、觀察等各種活動或各個途徑獲得的信息都需要進行理性的分析、處理和選擇。利用科學實踐中發(fā)現(xiàn)的問題，展開嚴密的邏輯推理，再利用實踐證實發(fā)現(xiàn)的問題，學生經(jīng)歷實踐推理實踐推理的反復過程，既提高了學生的科學實踐能力，更是發(fā)展了邏輯思維能力。例如我在教學馬鈴薯在液體中的沉浮一課時，我先讓學生把一個馬鈴薯放入水中，觀察它的沉浮

10、情況。再把同一個馬鈴薯用清水沖洗干凈后放入另一杯不知名的液體中，觀察它的沉浮情況。學生發(fā)現(xiàn)了一沉一浮的兩種現(xiàn)象。我問：同一個馬鈴薯為什么在水中沉，在不知名的液體中浮。學生紛紛猜測第二杯是鹽水。我反問：“你怎么知道這一定是鹽水？”學生有的說是從課外書中看來的，有的說自己做過實驗，鹽水中馬鈴薯可以上浮。我說：“你們能肯定這些液體一定是鹽水嗎？”我這一問，少部分的學生不出聲了。于是，我又說：“我現(xiàn)在給你們一些白糖和味精，你們調(diào)制一些白糖水和味精水，看馬鈴薯在這些液體中的沉浮情況?！庇谑牵瑢W生們又紛紛做實驗。實驗后，學生們發(fā)現(xiàn)馬鈴薯在濃糖水中和濃味精水中都是浮的，在淡糖水中和淡味精水中卻是沉的。又有一

11、個學生說：“剛才我們在做鹽水實驗時，開始加少量鹽時馬鈴薯是沉的，后來鹽加多了馬鈴薯是浮的。原來馬鈴薯在濃鹽水中是浮的，在淡鹽水中是沉的?！蔽矣謫枺骸澳敲丛瓉砟潜恢囊后w是不是一定是鹽水呢？”這下，學生們說，可能是濃鹽水，可能是濃糖水，也有可能是濃味精水，還有可能是其它的混合水。還有學生說，現(xiàn)在反而不知道了。原來，做了這么多實驗，找了這么多證據(jù)，居然還是確定不了！我又進一步追問：“你們能說說馬鈴薯沉的第一杯是什么水？”有的學生說是清水，有的學生說是淡鹽水，有的學生說是淡糖水最后說：“不知道?！薄罢f不清?！薄按_定不了?！边@里，學生經(jīng)歷了一個十分典型的“觀察-發(fā)現(xiàn)-推測-證實”的科學探究過程。這

12、個過程，是個推理的過程、實證的過程、質(zhì)疑的過程。在這里，學生經(jīng)歷著一個個的矛盾沖突，經(jīng)歷著一次次的“頭腦風暴”，經(jīng)歷著一次次的邏輯推理，他們在直觀感知的基礎上進行著理性思考，學生的思維顯得全面、周密、嚴謹，邏輯思維得到了充分的發(fā)展。二、 抓住課堂教學中的有利時機，培養(yǎng)邏輯思維的多向性 邏輯思維具有多向性，在科學課中教師利用教材的特點，合理安排教學內(nèi)容，根據(jù)思維方向，精心設計提問，使學生的邏輯思維能力得到提高。1、順向性思維的培養(yǎng)。這種思維是以問題的某一條件與某一答案的聯(lián)系為基礎進行的，其方向只集中于某一個方面，對問題只尋求一種正確答案。也就是思維時直接利用已有的條件，通過概括和推理得出正確結論

13、的思維方法。學生的這種思維習慣雖然與其年齡、生活經(jīng)驗及現(xiàn)有基礎有著密切的關系，但也與思維的方式、方法有著十分緊密的聯(lián)系。我曾對本班的學生進行過一次有趣的調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容為：兔子死亡后，其尸體還是不是生物。結果絕大部分部分學生認為死亡后的兔子還是生物，他們的理由是：兔子雖然死了，但是它還是兔子呀，兔子當然是屬于生物的。這個看似十分符合邏輯的推理，教師很難簡單地用死亡的兔子不算是生物這樣一個結論去推翻它。于是我提出了：死亡的兔子還能繼續(xù)生長、繁殖嗎？它符不符合生物的特點呢？學生這時才恍然大悟，原來兔子死亡后其本質(zhì)發(fā)生了根本變化，它已經(jīng)不具備生物的基本特點了。在這里，我通過對學生順向思維的合理引導，不

14、僅讓學生認識到了死亡后的生物已不再是生物。 2思維逆向性的培養(yǎng)。在一個圓形的池塘邊，一條狼整拼命地追趕一頭羊。已經(jīng)是第5圈了狼始終追不上羊。突然這條狼來了一個緊急掉頭，正好與拼命兜著圈子奔跑的羊撞了個滿懷，結果就可想而知了。試想如果這條狼不改變思維方式，還是一個勁地按原思維追趕，那它很有可能追不上羊最終使它逃脫。因此在課堂教學中，培養(yǎng)學生思維的逆向性也是值得我們教師時刻注意的問題。與順向性思維方法相反，逆向性思維是從問題出發(fā)，尋求與問題相關聯(lián)的條件，將只從一個方面起作用的單向聯(lián)想，變?yōu)閺膬蓚€方面起作用的雙向聯(lián)想的思維方法。人們習慣于順向思維，逆向思維恰恰是很多科學家偉大發(fā)現(xiàn)的金鑰匙。因此逆向性

15、思維對于學生形成的科學思維，培養(yǎng)思維的邏輯性，發(fā)展抽象思維能力十分重要。在小學科學教學中引導學生適當改變一下自己的思維方向或許會有意想不到的收獲。例如：研究電磁鐵磁力時，學生發(fā)現(xiàn)自己制作的電磁鐵，磁力有時會不同。于是教師可以順勢展開：同樣材料制作的電磁鐵，為什么磁力會不同呢？教師通過這一現(xiàn)象引導學生展開逆向思考：按常理同樣材料制作的電磁鐵其磁力應該是相同的，但結果卻不同。不妨引導學生從結果入手，進行思考推斷：結果不同過程不同方法不同材料不同慢慢地找到影響磁力大小的真正原因。學生通過這這一過程分析出：同樣的材料產(chǎn)生出不一樣的磁力效果，對此產(chǎn)生影響的因素就只有：線圈的砸數(shù)、纏繞的方向、電流大小、鐵

16、芯大小等。從這些分析結論，教師就可以順勢展開，讓學生設計出影響電磁鐵磁力大小的真正原因。3橫向性思維的培養(yǎng)。橫向思維是以所給的知識為中心，從局部或側面進行探索，把問題變換成另一種情況，喚起學生對已有知識的回憶，溝通知識的內(nèi)在聯(lián)系，從而開闊思路。世界上的所有事物并不單一存在，他們都彼此影響。利用事物間的彼此聯(lián)系，引導學生展開橫向性的思考，對于學生掌握科學規(guī)律，產(chǎn)生知識的遷移，并把所學科學知識運用于實踐有著十分重要的作用。例如給水加熱，學生首先想到的是用火燒加熱，接著想到用電加熱，還有同學想到用太陽能加熱。再有同學也會想到由于黑色物體吸熱本領強于其他顏色，因而想到利用黑色物體制作太陽能熱水器，通過

17、對生思維橫向性的培養(yǎng)，學生能根據(jù)所學知識進行溝通，使原有知識最大限度地融為一體，從而開闊思路。 教師在訓練學生思維時，要注意小學生特別是3-4年級學生，他們的思維正剛剛從形象為主，慢慢向抽象邏輯思維發(fā)展的啟蒙階段，因此教師一定精心設計思維感性材料。思維的感性材料，就是指用以實物、直觀或具體表象進行思維的材料。培養(yǎng)學生思維能力既要求教師為學生提供豐富的感性材料，又要求教師對大量的感性材料進行精心設計和巧妙安排，從而使學生順利實現(xiàn)由感知向抽象的轉(zhuǎn)化。同時學生思維能力的培養(yǎng)，不是靠一兩次的練習、訓練所能奏效的，需要反復訓練，多次實踐才能完成。由于學生思維方向常是單一的，存在某種思維定勢，所以不僅需要

18、反復訓練，而且注意引導學生從不同的方向去思考問題，培養(yǎng)思維的多向性。三、 在加強學生的反思體驗中，培養(yǎng)邏輯思維的嚴密性在科學課堂教學中，一個概念的形成，往往需要大量的實驗來加以證明。雖然小學科學教學中出現(xiàn)的概念、定理是基礎中的基礎，但作為小學生來說那是他人生跨進科學殿堂的第一步。要使學生真正愛上這門學科，真正在學科教學中讓其思維得到長足的發(fā)展，除了教師本人在教學前、教學中、或教學后的不斷反思外，讓學生學會反思對于他們的思維發(fā)展也十分有利。但由于小學生生理、心理認知水平等因素的影響及我們教師平時課堂教學中這方面的培養(yǎng)因素，小學生對于反思的理解是較為膚淺的。作為教師在課堂教學預設及生成過程中，特別是當學生遇到實驗失敗時，教師更應了解學生的整個思維過程，而恰恰是你對學生的了解過程正是學生進行反思的過程，而對于這個失敗過程的了解，也許對學生思維的發(fā)展更有效。在課堂教學中我們要合理選擇反思的時機。一個人對解決