小学科学教育要培养学生的理性思维
喻伯军
发表于 8/6/2006 PM 1:52:00
一个人的学习，除了学到知识之外，很重要的是养成一种科学的思维习惯。小学科学教育的任务是培养学生的科学素养，理性思维是组成科学素养的重要方面，因此我们必须重视培养学生的理性思维。
人的思维方式一般可以分为两类：感性思维和理性思维。感性思维是“爱”“恨”“愉快”“悲伤”等感情部分，通过具体的形象，运用语言的描述，进行思维。如形容、比喻、对比、夸张等，用于表达人的情感，属于感性的思维方式。理性思维主要表现为抽象或逻辑的思维，包括归纳和演绎的思维。它是建立在事实基础上，通过观察、实验、调查、统计，分析、综合，归纳、演绎，揭示事物的普遍规律，抽象出事物的一般原理。所以，理性思维是一种客观的，建立在证据基础上的思维方式，也是一种建立在严密的逻辑基础上的思维方式。具有理性思维的人，能运用逻辑手段、程序和方法进行认识活动。
小学阶段学习的各门学科，思维的培养侧重点有所不同。语文、音乐、美术等学科侧重于培养学生的感性思维，科学、数学等学科侧重培养学生的理性思维。对学生一生成长来说，感性思维和理性思维的发展同等重要，不可偏废。
在小学科学课的教学中，培养学生的理性思维可以体现在这些方面：尊重事实、讲求证据的实证意识；运用逻辑推理、讲求思维的严密态度；讲求质疑的创新精神。
有一位老师对一年级学生进行观察动物的教学，就比较好地把握了尊重事实、讲求证据的实证意识。这一课是自编课文《西瓜虫》，西瓜虫学名鼠妇，是一种常见的小动物。本课要观察学校花坛中的西瓜虫，了解其生活环境、生存方式及身体特点，引导学生关心周围的小动物，爱护小动物，训练学生观察小动物的方法等。
课堂上老师交待本节课的任务之后，其余的观察活动在花坛边进行。28分钟之后，学生回到教室，汇报自己的观察成果：
生：我们知道了西瓜虫的身体会缩拢，它受惊了，会缩成一团。
生：我看到西瓜虫有许多脚。
师：有没有数清楚，西瓜虫有几只脚？
生：它在爬动很难数清。
生：我们数清楚了，是14只脚。
……
正当同学们七嘴八舌汇报的得差不多的时候，一个女同学说：“老师，我有个问题，西瓜虫有没有耳朵？”
师：你认为呢？
生：我不知道。
师：有哪一个小朋友知道，西瓜虫究竟有没有耳朵？
顿时，教室里热闹起来，同学们纷纷发表意见
生：我认为西瓜虫有耳朵。
生：没有。
生：有。
师：我来调查一下，赞成西瓜虫有耳朵的举手。（共15人），赞成西瓜虫没耳朵的举手。（共24人），还有2位同学不举手，心里还拿不定主意。我们怎么办？
生：做实验
师：这个实验怎么做？
生：用放大镜看，有没有耳朵。
生：放大镜看不出，用显微镜看。
生：抓个西瓜虫来放在桌上仔细看。
师：还有其他方法吗？
生：让西瓜虫听声音。
师：听声音有什么用？
生：有一个好办法，我把西瓜虫放在桌上，看它爬动，然后在它的后面大声喊，吓它一下，如果它缩拢了，说明它听到了，有耳朵；如果它不慌张，说明它没有耳朵。
师：这个办法好吗？
大部分学生都赞成用这个方法。
师：你想出了一个好办法，为大家解决了困难。现在，分小组到教室外做实验，做完之后，立即回教室。
顿时，校园响起了“嘭！”、“啪！”、“喂！”的声音，还传来一阵阵欢呼声，五分钟之后，学生陆续回到教室。
师：把你们的实验结果告诉大家。
生：西瓜虫没有耳朵，因为它听不到响声。
生：我们在它后面大声叫喊，它一点也没反应，说明它没耳朵。
……
师：大家的意见很统一，有没有不同意见？
生：我们组发现西瓜虫有耳朵，我们把它放在桌上，然后在它后面敲一下桌子，它就把身体缩起来了，说明它有耳朵。
师：你们同意这组的意见吗？
生：不同意。你用手敲桌子，西瓜虫不是用耳朵听到声音的，而脚……脚……知道声音的，所以还是没耳朵。
生：不同意，他们敲桌子的时候把西瓜虫弹起来了，西瓜虫吓坏了，就缩起来了。
师：我们来试试用手感受桌子的震动。
一只手放在桌面上，一只手敲桌子。
（生敲桌子，感受到了桌子的震动。）
师：我们经过仔细研究西瓜虫，用大多数同学的意见来说：发现西瓜虫没有耳朵。
对学生的疑问，教师没有直接说出答案，也没有随意地下结论，而是细心地引导学生想方法收集证据来证明自己的猜想。结果学生用简单的方法，验证了西瓜虫没有耳朵的猜想，体现了用证据说话的思想，培养学生的实证意识，也体现了教师培养学生理性地思考问题的态度。
但是，在我们的课堂教学中，教师往往没有意识到科学课的这个任务。例如有一位老师上《观察鱼》一课，学生先观察玻璃缸里的一条鱼，用图画的形式把观察到的外观特征记录下来；之后，再拿来一个放着一条鱼的玻璃缸，观察两条鱼的不同之处；第三步，把两条鱼放到同一个玻璃缸中，观察两条鱼的行为，要求两人一组，用表演的方式来汇报条鱼的行为发生了什么变化。观察后两个学生做了这样的表演：两个人先是吵架，然后握手和好。
用这样的汇报表演来描述鱼的行为合适吗？这样的汇报真的体现了对客观事实的观察结果吗？试问孩子怎么知道鱼在吵架、在争论？孩子真的变成两条鱼吗？
在这里，学生将观察到的事实通过想象进行描绘，把事实和想象混为一谈，凭自己的意向来决断事实，却得到老师的肯定和表扬。学生在投入的表演中丢失的是严谨的思维和对事实的尊重。我们不能怪学生，这是教师理性思维的缺乏的结果。试想，学生长期在这样的教学中，能够发展他们的理性思维吗？在面对动植物的事情上，人们往往会犯同样的错误：把自己的思想感情投射到动物、植物身上，如人每天要吃三餐饭，吃小菜，我们就以为植物也是这样，于是乎许多人给自己所养的花草每天浇三次水，施三次肥，一段时间之后，花草枯萎了。所以对事实的尊重，是培养理性思维的重要方面。
运用逻辑推理、讲求思维的严密态度，使科学课培养学生理性思维的又一个方面。
教科版教材中有一课《奇妙的指纹》，上课的时候，学生会对指纹进行进行观察研究，学生在研究了指纹以后，汇报的时候往往会这样说：“我们的研究结果认为每个人的指纹都不一样!”
这时，多数教师都会这样说：“研究得很好！”
没错！指纹确实不一样。指纹可以作为识别系统，指纹可以破案，利用指纹可以做好多好多事，因为每个人的指纹都不一样。这样的表述是否合适呢？不合适！我们知道，从逻辑上来说，知道了几个人的指纹都不相同，不能推理出所有的人指纹都不相同，在这里学生恰恰犯了这样的错误。学生把已有的科学家们研究结论，直接拿过来并作为这节课学生自己研究的结果来呈现，显然是不尊重观察事实的。所以教师应该问：“真的吗？这是你们刚才观察到的吗？”提醒学生关注真实的观察研究结果，不能把已有的知识经验混同于真实的观察研究结果，不能违反路逻辑推理的结果，这是尊重事实的表现，也是实事求是的精神。
有一位教师是这样处理的，当学生说每个人的指纹都不一样的时候，他问其他学生：“你们有不同意见吗？”于是，有一个学生质疑：“双胞胎的指纹有没有相同的呢？”这时汇报的小组就回答不出来了。他的对话提醒了其他的学生，所以又有同学问：“你的指纹可能跟你的爸爸妈妈一样、可能跟你的亲戚朋友一样。你有没有比过呀？”那个汇报的小组还是回答不出来，只好说：我们回去研究之后再下结论。
这位老师故意给学生思考、质疑的机会，然后紧紧抓住学生证伪的方法，运用逻辑推理的方法，迫使学生认识到观察结果的漏洞，引导学生深入思考，而不是匆匆地下结论，体现了科学课培养理性思维的特点，体现了教师对培养学生理性思维的重视。
有一个笑话，从中也可以看出逻辑思维的重要性。
某日，老师在课堂上想看看一学生智商有没有问题，问他 “树上有十只鸟，开枪打死一只，还剩几只？”
学生反问：“是无声手枪或别的无声的枪吗？”
师：“不是。”
“枪声有多大？”
“80-100分贝。”
“那就是说会震的耳朵疼？”
“是。”
“在这个城市里打鸟犯不犯法？”
“不犯。”
“您确定那只鸟真的被打死啦？”
“确定。”老师已经不耐烦了“拜托，你告诉我还剩几只就行了，OK？”
“OK，树上的鸟里有没有聋子？”
“没有。”
“有没有关在笼子里的？”
“没有。”
“边上还有没有其他的树，树上还有没有其他鸟？”
“没有。”
“有没有残疾的或饿的飞不动的鸟？”
“没有。”
“算不算怀孕肚子里的小鸟？”
“不算。”
“打鸟的人眼有没有花？保证是十只？”
“没有花，就十只。”老师已经满脑门是汗，且下课铃响，但学生继续问“有没有傻得不怕死的？”
“都怕死。”
“会不会一枪打死两只？”
“不会。”
“所有的鸟都可以自由活动吗？”
“完全可以。”
“如果您的回答没有骗人，”学生满怀信心的说，“打死的鸟要是挂在树上没掉下来，那么就剩一只，如果掉下来，就一只不剩。”
尽管这是一个笑话，这个笑话给我们的思考：假如我们真的碰到这样爱钻牛角尖、爱提问、爱思考的学生，我们该怎么办？你有没有勇气爱护他呢？你有没有勇气维护他这种严密的思维？
有一位老师上《电路出故障了》这一课，当学生检测一个电路的时候，检测器的小灯泡不亮，学生马上下了个判断：灯泡坏了！老师笑眯眯的看着学生问：你就这么肯定灯泡坏了？检测的学生愣了一下，旁边就有学生提醒他：有可能灯座也坏了。于是那个学生又检测灯座，发现灯座也坏了！就说：灯泡坏了、灯座也坏了！老师还不表态，说：你再想想看，还有没有其他的原因？检测的学生就想了，还有什么其他的原因呢？会不会自己的检测器出毛病了呢？一检测，发现自己检测器果然坏了，原因是检测器中的电池没电了。这位学生马上换上新电池再检测，检测器好了，再检测电路里的灯泡不亮、灯座也不亮，其他的都没有问题，这下学生说：可以确定电路中的灯泡、灯座都坏了。老师笑着点点头，表示肯定。
这个过程很细致。其实这是老师特意设计的，要让学生思考周密：故障要一个一个地排除，排除到不能排除为止。而这个过程的背后恰恰是我们需要的逻辑思维。科学研究中程序很重要，程序错了往往影响最后的结果。意义在哪里？程序的背后是逻辑思维，是理性的思考，是理性思维的培养。科学探究活动有一整套比较严密的、完整的探究方法，这个方法的背后就是严密的思维。
理性思维的培养，很重要的体现在质疑精神的培养上，这是思维品质的重要方面。
一位老师在上《植物的叶》一课时，碰到了这样的情况：老师讲到世界上找不到两片完全相同的叶子时，学生不相信，认为肯定有两张完全相同的树叶。为了证实学生的想法，在此后的一周内老师和学生一同比较、研究。他们搜集了许多叶子，两张两张地对比，比了一千多张！最后，学生终于承认，世界上找不到两张完全相同的树叶。本来是书上现成的知识，现在变成了孩子自己得到的，通过自己探究得到的真正的科学结论。这个结论所蕴含的价值远远超过书上的知识！这个结论包含着科学的思想、科学的方法和科学的态度，这个结论保护了孩子的科学质疑精神和探索精神这一种宝贵的素质，也发展了学生的理性思维。也许这些孩子几年以后其他事情都忘了，但他们会记住这样的经历，这会真正铭刻在他们的心里。这个活动就体现了教师对科学知识的深刻理解，不但保护了学生的质疑精神，而且培养了学生尊重事实、尊重科学观察结果的实证意识，也培养了学生的理性思维。
数学家罗巴切夫思基在读中学的时候，听数学老师讲平行线公理，老师在黑板上画了两条平行线，说两条平行线永远不会相交。罗巴切夫思基不相信，他请老师把平行的两条线画出去，画到黑板的尽头，看能不能相交？老师画了，结果没有没有相交！老师，请你再画到门口，看会不会相交？还是没有相交。老师你再画出去，一直画，看它会不会相交？老师忍不住了，让罗巴切夫斯基滚出去。就是这个被老师赶出去的学生，成年之后创立了非欧几何，找到了平行线相交的曲面。
数学家的故事使我们思考：质疑精神是创新的表现，在我们的课堂上，假如我们真的碰到爱钻牛角尖、爱提问、爱思考的学生，我们应该保护学生的质疑精神，实际上也是在培养学生不惟书、不唯上的科学态度，也是在培养学生的理性思维。
学生在课堂上学习所获得的知识、方法、和思想，它将会影响学生对其他事物的思考，影响学生价值观的形成。理性思维会促进科学思想的形成，科学的价值观是形成民主意识的基础。科学在西欧发展，影响了一代又一代的人。我们的科学课堂培养学生的理性，他们将成为具有科学的民主思想的人士，当这批人成民主意识就蓬勃的呈现，推动科学进一步发展，民主、法制的社会将会更健全。
