在科学课堂中发展学生逻辑思维能力的探索

1、在科学课堂教学中发展学生逻辑思维能力的探索与研究引言：逻辑思维是科学思维的本质内容之一，它是科学家进行科学探究时最基本的科学思维。逻辑思维也是素质教育的重要内容，学好逻辑基本知识、加强逻辑思维训练、提高逻辑思维能力对于推进素质教育、培养高素质人才具有不可低估的重要作用。温总理在北京三十五中对语文课点评时说：“我上学时最大的收获在于逻辑思维训练，至今受益不浅”。短短一句话充分说明了逻辑思维能力对人的一生中所产生的重要作用。那么小学科学课中学生的逻辑思维发展状况又如何呢？关键词：发展、逻辑思维、探索 案例教师把两杯透明的液体放到讲台上，带着神秘的语气让学生猜测这液体有可能是什么？学生们议论纷纷，有

2、的说是水，有的猜测有可能是酒精，有的认为是醋。接着教师把两个马铃薯同时放进了液体中，一只马铃薯下沉了，另外一个上浮了。学生们更激动了，都踊跃回答。“老师，一个杯子中肯定是盐水，另外一个是水！”有一位同学十分肯定地说。“老师我也认为马铃薯浮起来的一个杯子是盐水！”.另外一位更是斩钉截铁。“老师，肯定是盐水，我从课外书里看到过，死海的水能让人浮起来，这个也一样”。同学们都一致认为能使马铃薯上浮的都是盐水。于是教师顺势引导：我们可以通过实验来证明。老师以小组为单位，让每个小组通过用蒸发的办法证明出这个液体果然是盐水，这样一堂科学探究课就十分顺利地完成了。听课的老师也给出了比较高的评价，认为教师上课思

3、路非常清楚，从问题引出猜测，再通过实验证明猜测，非常符合科学探究的过程以及科学课一般的教学规律。思考：确实这是一堂精彩的课，这样的设计模式在小学科学课中也非常常见，我们暂不去评论它的优缺点，我们单纯地从思维发展角度来分析在这堂课中学生思维的发展与变化： 1、学生通过观察液体，猜测这些透明液体有可能是水、酒精等，从他们的思维中明确了水、酒精、白醋等都是透明液体，所以透明液体有可能是水或者其他，这符合思维的逻辑性特点。 2、学生从书本知识或者经验推理，能使马铃薯上浮的液体肯定是盐水。他们的思维情况是：马铃薯能在盐水中上浮，所以能使马铃薯上浮的肯定是盐水。这不符合思维的逻辑性，更不符合科学课的严谨性

4、要求 3、通过用蒸发的方法证明能使马铃薯上浮的液体是盐水，这更让学生明确了“马铃薯能在盐水中上浮，所以能使马铃薯上浮的肯定是盐水”这样的结论，以后只要他们看到了能使马铃薯上浮的液体，肯定会认为这一定就是盐水，形成了一种惯性思维。从以上的分析中我们可以看出学生的思维变化：由一开始的符合逻辑的思维，逐渐变成了一种不科学不符合逻辑的思维，一种惯性思维。实验的结果更给学生的这种错误结论加上了较重的一码。虽然这样一堂课，学生通过动手操作提高了动手能力，也获得了盐水能使马铃薯上浮这样一个知识，但是从对学生思维发展角度来看，这样的一堂课的设计无疑是失败的在当前的小学科学教学中，探究学习已成为小学生科学活动的

5、主要方式，但透过这些探究学习的活动形式，我们静心思考，如果我们仅仅把“以探究为核心”理解为就是让学生“自己动手，多活动”，就是让学生“去感受，去体验”，那这种认识无疑是肤浅片面的，探究活动只是科学探究的外在形式，而科学的逻辑思维的培养才是探究的灵魂，探究的本质，是科学学习的核心。那怎样培养小学生的逻辑思维呢？一、 在思维的“碰撞”中，激发学生的逻辑思考小学生的思维处在从形象思维为主慢慢向抽象逻辑思维发展中，期间由于语言习惯、认知水平等因素，使学生形成了一些不正确的逻辑思维习惯。例如之前的案例中，学生认识到了盐水能使马铃薯浮起来，于是形成了凡是能使马铃薯浮起来的透明液体，就是盐水这样一种逻辑推理

6、。又如学生认为凡是鸟都能飞在天空，于是得出了能在天空中飞的动物都是鸟这样一个结论，结果认为蝙蝠也是鸟。这样一些错误的逻辑推理，学生们却感觉十分合理。长此以往，就很容易形成错误的逻辑习惯，造成对概念的错误理解。要打破学生固有的思维习惯，是件非常不容易的事情。只有给学生造成强烈震撼，促发思维的碰撞，才能打破原有的思维习惯。利用科学实验，通过实证方式，改变原有的错误观念和逻辑思维习惯，促进学生思维能力的发展无疑是一套有效的方法。例如我在教溶解的快与慢这一课时，首先我在预设中考虑到学生现有的生活经验，他们已经知道热水溶解物质的能力比冷水强这一科学道理，但他们很难理解溶解还与溶解物本身有关。而且对这一现

7、象的认识已经形成了一种定势。针对这种情况，我首先让学生完成温度对溶解快慢的影响的实验，使学生知道温度越高食盐溶解得越快。这一环节的设计无疑符合小学生的生活经验和认知规律。实验很快完成了，于是我出示了两小包等量的砂糖和两杯等量的水（其中一杯为热水约80，一杯为常温冷水），把这两包砂糖同时放入两杯水中，对其冷水的一杯进行搅拌，结果发现放在热水中的那包砂糖很快就溶解了，而放在冷水中的那包砂糖尽管搅拌还是溶解得比较慢。接着我又出示两杯等量的水和两包等量的食盐（其中一杯热水约为80），让学生猜测，如果把这两包食盐同时放入两杯不同的水中，对其中冷水杯中的食盐进行搅拌，结果会怎么样。学生们都斩钉截铁地说一定

8、是热水杯子中的食盐先溶解。但实验结果却出乎学生的意料，因为食盐在搅拌中很快溶解了，而放在热水中的食盐却仍沉在杯底溶解得慢。看到这个结果，学生们都睁大了眼睛，纷纷提出问题，想知道结果。于是我顺势引导学生展开了对影响物质溶解因素的进一步探究。从以上情况分析，学生思维情况是：因为糖在热水中溶解速度快，因此食盐在热水中溶解速度也一定快。但实验的结论却与学生的逻辑推理相反，使他们意识到物质溶解的速度不但对搅拌、温度有关，还与溶解物本身的特性有关。在这堂课里，我利用了实验结果与学生固有的思维之间的矛盾，激发学生思维的“碰撞”，让学生重新审视固有的逻辑思维，重新建立科学合理的合乎逻辑的思维方式，促进了学生思

9、维的发展。 要激发学生的逻辑思考，教师在合理引发学生思维冲突的同时，更应注重把学生组织到对所学科学内容的分析和综合、比较和对照、抽象和概括、判断和推理等思维的过程中来。真正的科学探究必须是一个引导学生展开理性思考的过程。无论是问题的提出，猜想或假设的形成，实验计划的制订，还是对来自实验、观察等各种活动或各个途径获得的信息都需要进行理性的分析、处理和选择。利用科学实践中发现的问题，展开严密的逻辑推理，再利用实践证实发现的问题，学生经历实践推理实践推理的反复过程，既提高了学生的科学实践能力，更是发展了逻辑思维能力。例如我在教学马铃薯在液体中的沉浮一课时，我先让学生把一个马铃薯放入水中，观察它的沉浮

10、情况。再把同一个马铃薯用清水冲洗干净后放入另一杯不知名的液体中，观察它的沉浮情况。学生发现了一沉一浮的两种现象。我问：同一个马铃薯为什么在水中沉，在不知名的液体中浮。学生纷纷猜测第二杯是盐水。我反问：“你怎么知道这一定是盐水？”学生有的说是从课外书中看来的，有的说自己做过实验，盐水中马铃薯可以上浮。我说：“你们能肯定这些液体一定是盐水吗？”我这一问，少部分的学生不出声了。于是，我又说：“我现在给你们一些白糖和味精，你们调制一些白糖水和味精水，看马铃薯在这些液体中的沉浮情况。”于是，学生们又纷纷做实验。实验后，学生们发现马铃薯在浓糖水中和浓味精水中都是浮的，在淡糖水中和淡味精水中却是沉的。又有一

11、个学生说：“刚才我们在做盐水实验时，开始加少量盐时马铃薯是沉的，后来盐加多了马铃薯是浮的。原来马铃薯在浓盐水中是浮的，在淡盐水中是沉的。”我又问：“那么原来那杯不知名的液体是不是一定是盐水呢？”这下，学生们说，可能是浓盐水，可能是浓糖水，也有可能是浓味精水，还有可能是其它的混合水。还有学生说，现在反而不知道了。原来，做了这么多实验，找了这么多证据，居然还是确定不了！我又进一步追问：“你们能说说马铃薯沉的第一杯是什么水？”有的学生说是清水，有的学生说是淡盐水，有的学生说是淡糖水最后说：“不知道。”“说不清。”“确定不了。”这里，学生经历了一个十分典型的“观察-发现-推测-证实”的科学探究过程。这

12、个过程，是个推理的过程、实证的过程、质疑的过程。在这里，学生经历着一个个的矛盾冲突，经历着一次次的“头脑风暴”，经历着一次次的逻辑推理，他们在直观感知的基础上进行着理性思考，学生的思维显得全面、周密、严谨，逻辑思维得到了充分的发展。二、 抓住课堂教学中的有利时机，培养逻辑思维的多向性 逻辑思维具有多向性，在科学课中教师利用教材的特点，合理安排教学内容，根据思维方向，精心设计提问，使学生的逻辑思维能力得到提高。1、顺向性思维的培养。这种思维是以问题的某一条件与某一答案的联系为基础进行的，其方向只集中于某一个方面，对问题只寻求一种正确答案。也就是思维时直接利用已有的条件，通过概括和推理得出正确结论

13、的思维方法。学生的这种思维习惯虽然与其年龄、生活经验及现有基础有着密切的关系，但也与思维的方式、方法有着十分紧密的联系。我曾对本班的学生进行过一次有趣的调查，调查内容为：兔子死亡后，其尸体还是不是生物。结果绝大部分部分学生认为死亡后的兔子还是生物，他们的理由是：兔子虽然死了，但是它还是兔子呀，兔子当然是属于生物的。这个看似十分符合逻辑的推理，教师很难简单地用死亡的兔子不算是生物这样一个结论去推翻它。于是我提出了：死亡的兔子还能继续生长、繁殖吗？它符不符合生物的特点呢？学生这时才恍然大悟，原来兔子死亡后其本质发生了根本变化，它已经不具备生物的基本特点了。在这里，我通过对学生顺向思维的合理引导，不

14、仅让学生认识到了死亡后的生物已不再是生物。 2思维逆向性的培养。在一个圆形的池塘边，一条狼整拼命地追赶一头羊。已经是第5圈了狼始终追不上羊。突然这条狼来了一个紧急掉头，正好与拼命兜着圈子奔跑的羊撞了个满怀，结果就可想而知了。试想如果这条狼不改变思维方式，还是一个劲地按原思维追赶，那它很有可能追不上羊最终使它逃脱。因此在课堂教学中，培养学生思维的逆向性也是值得我们教师时刻注意的问题。与顺向性思维方法相反，逆向性思维是从问题出发，寻求与问题相关联的条件，将只从一个方面起作用的单向联想，变为从两个方面起作用的双向联想的思维方法。人们习惯于顺向思维，逆向思维恰恰是很多科学家伟大发现的金钥匙。因此逆向性

15、思维对于学生形成的科学思维，培养思维的逻辑性，发展抽象思维能力十分重要。在小学科学教学中引导学生适当改变一下自己的思维方向或许会有意想不到的收获。例如：研究电磁铁磁力时，学生发现自己制作的电磁铁，磁力有时会不同。于是教师可以顺势展开：同样材料制作的电磁铁，为什么磁力会不同呢？教师通过这一现象引导学生展开逆向思考：按常理同样材料制作的电磁铁其磁力应该是相同的，但结果却不同。不妨引导学生从结果入手，进行思考推断：结果不同过程不同方法不同材料不同慢慢地找到影响磁力大小的真正原因。学生通过这这一过程分析出：同样的材料产生出不一样的磁力效果，对此产生影响的因素就只有：线圈的砸数、缠绕的方向、电流大小、铁

16、芯大小等。从这些分析结论，教师就可以顺势展开，让学生设计出影响电磁铁磁力大小的真正原因。3横向性思维的培养。横向思维是以所给的知识为中心，从局部或侧面进行探索，把问题变换成另一种情况，唤起学生对已有知识的回忆，沟通知识的内在联系，从而开阔思路。世界上的所有事物并不单一存在，他们都彼此影响。利用事物间的彼此联系，引导学生展开横向性的思考，对于学生掌握科学规律，产生知识的迁移，并把所学科学知识运用于实践有着十分重要的作用。例如给水加热，学生首先想到的是用火烧加热，接着想到用电加热，还有同学想到用太阳能加热。再有同学也会想到由于黑色物体吸热本领强于其他颜色，因而想到利用黑色物体制作太阳能热水器，通过

17、对生思维横向性的培养，学生能根据所学知识进行沟通，使原有知识最大限度地融为一体，从而开阔思路。 教师在训练学生思维时，要注意小学生特别是3-4年级学生，他们的思维正刚刚从形象为主，慢慢向抽象逻辑思维发展的启蒙阶段，因此教师一定精心设计思维感性材料。思维的感性材料，就是指用以实物、直观或具体表象进行思维的材料。培养学生思维能力既要求教师为学生提供丰富的感性材料，又要求教师对大量的感性材料进行精心设计和巧妙安排，从而使学生顺利实现由感知向抽象的转化。同时学生思维能力的培养，不是靠一两次的练习、训练所能奏效的，需要反复训练，多次实践才能完成。由于学生思维方向常是单一的，存在某种思维定势，所以不仅需要

18、反复训练，而且注意引导学生从不同的方向去思考问题，培养思维的多向性。三、 在加强学生的反思体验中，培养逻辑思维的严密性在科学课堂教学中，一个概念的形成，往往需要大量的实验来加以证明。虽然小学科学教学中出现的概念、定理是基础中的基础，但作为小学生来说那是他人生跨进科学殿堂的第一步。要使学生真正爱上这门学科，真正在学科教学中让其思维得到长足的发展，除了教师本人在教学前、教学中、或教学后的不断反思外，让学生学会反思对于他们的思维发展也十分有利。但由于小学生生理、心理认知水平等因素的影响及我们教师平时课堂教学中这方面的培养因素，小学生对于反思的理解是较为肤浅的。作为教师在课堂教学预设及生成过程中，特别是当学生遇到实验失败时，教师更应了解学生的整个思维过程，而恰恰是你对学生的了解过程正是学生进行反思的过程，而对于这个失败过程的了解，也许对学生思维的发展更有效。在课堂教学中我们要合理选择反思的时机。一个人对解决