摘要：科学逻辑是一种科学方法论，不同于学习论和教学论，在小学科学教学中经常被忽视。本文从科学逻辑视域下分析目前小学科学探究教学存在的弊端，指出科学逻辑对探究教学的启示作用，同时结合具体案例“声音的产生”一课，探讨如何将科学逻辑融入探究教学，并针对性地提出了相关的教学策略。

　　关键词：小学科学；科学逻辑；探究教学；教学策略

　　科学逻辑又称科学方法论，是当代应用逻辑学科群中一个相对成熟且发挥了多方面功能的理论。科学逻辑主要指人们在逻辑思维过程中，遵循和运用逻辑思维的规律、规则以形成概念与命题、进行推理的方法。科学探究作为一种具有创造性的研究活动，其核心是为了探究客观事物之间的联系与规律，蕴含着采取多样化、全方面科学方法开展探究的意味。

　　一、小学科学探究教学存在的问题

　　(一)动机虚化，目标不符

　　首先，学生实验内驱力不足。在实验教学过程中，发现学生对科学探究很好奇，但是在整个过程中并没有将这份好奇心坚持到底。其次，一部分教师没有充分了解学生已有的经验，忽视了课标中“符合学生认知的探究”这一内涵，没有依据实际情况规整探究内容，致使探究目的与学生的认知水平、年龄特点等不符。

　　(二)流程固化，拘泥形式

　　比较目前的科学课堂，可以发现科学探究往往从学生提出的一个问题开始，遵照科学探究的六大环节依次开展，这就导致了所有的科学探究机械僵化。但科学探究教学的模式并不是单一的，教材也只是给出了科学探究的一般过程。因此，选择合适的教学模式尤为重要，科学戏剧、科学辩论会、课外拓展等都可以视为科学探究的一种情况，不能将形式固化在教学流程上。

　　(三)思维弱化，探究浅表

　　尽管越来越多的科学教师将以探究为核心的教育理念植入课堂，但在实际学习中部分学生的科学探究浮于表层，不动脑仅动手的情况仍然存在。在课堂上经常发现，问题刚提出，学生就摩拳擦掌，既缺乏对研究方案的思考与制订，也缺乏组员之间思维的碰撞，造成“要探究什么”“有什么现象”“现象的背后说明了什么科学原理”等一系列需要思考的问题得不到充分交流和锻炼。

　　(四)方法异化，认识匮乏

　　科学探究主要依靠科学方法探究事物的本质和规律，只有经历“问题—假设—实验—结论”的科学实践才是科学探究。但目前科学课堂中，但凡学生动手实验或者观察就会被冠以科学探究之名，并没有真正理解科学探究的本质内涵。在实际教学中，已然将科学探究和实验探究相提并论，亦是直接认为探究就是实验，将学生是否动手实验作为探究教学的判断标准。这种根深蒂固的观念是错误的。

　　二、科学逻辑对探究教学的启迪

　　在逐一分析新苏教版教材后，无论是小学科学概念教学还是科学探究活动，每个环节都缺不了逻辑方法的指导，因此掌握常用的科学逻辑方法对课堂教学极其重要。科学逻辑作为当代逻辑学科中的一个重要分支，体系非常庞大，从层次上可划分为普通逻辑法、思维逻辑法和辩证逻辑法。

　　(一)寻找区别和联系的普通逻辑法

　　普通逻辑法主要是寻找事物之间的本质联系和区别，从而探讨事物间更深层次的关系。小学阶段常见的为比较与分类。以“热传递”中导热性相关概念为例：先根据生活经验猜测常见物体中哪些容易传热，哪些不容易传热；再设计实验装置验证探究，根据结果将常见物体按导热性程度分类；最后定义“热的良导体”的科学概念。

　　(二)研究本质和规律的思维逻辑法

　　思维逻辑法就是在思维的过程中，将内容联结、组织在一起，从而发现物质的本质和规律。小学阶段常见的为分析与综合，它们相互联系、相互补充，分析是综合的前提，综合是分析的归属，两者不可完全分割。以“摆”中探究摆的快慢为例：通过观察摆的结构，分析出影响摆的快慢的因素只有三种，然后设计实验进行检验，最后得出结论——摆的快慢只与摆线长短有关。

　　(三)认识方法和形式的辩证逻辑法

　　辩证逻辑法也是研究思维的一种方法和形式，但与思维逻辑法侧重不同，辩证逻辑法强调认识的发展、变化的连续层次，重在判断、推理。小学阶段常见为归纳与演绎，它们相互联结，循环往复，实践中要注意归纳的范围和演绎的前提。以“金属容易导电”为例：首先通过观察常见的金属都能导电的现象，做出对应的假设——所有金属都容易导电；其次，对身边的金属进行一一验证，这里的验证范围尤为重要；最后归纳出正确的结论。

　　综上，科学逻辑实则是人类认识事物的一种方法论，在教学中应用这种方法论，可以将小学科学中的四大领域系统地联系在一起，将传统科学探究只凭经验的方法转变成如实地反映客观事实，弥补过去只有教学论、学习论指导的空缺。

　　三、科学逻辑视域下小学科学探究教学案例分析

　　“声音的产生”是新苏教版小学科学三年级下册“声音的奥秘”单元的第一课。该课的教学重点是通过观察、比较、讨论交流等活动认识声音产生的真正原因。教材主要通过四个活动开展课堂教学：第一，收集操场上各种不同声音的信息，体会声音的多样性；第二，利用塑料袋制作声音，初步发现声音产生的可能原因；第三，运用反证法进行验证；第四，利用声音产生的原因解释生活中常见的一些现象。实际教学中，仍然会暴露出一些不合理处。

　　(一)“似是而非”：生活经验不适切

　　科学源于生活，我们生活在一个有声的世界里，周围充斥着各种各样的声音，新旧教材都是以“谈一谈身边听到的哪些声音”情境导入。学生每天都能感受到声音中传递的各种信号，对声音产生了最直观的感受，从而形成相对应的生活经验，这是熟悉之处。

　　从科学逻辑角度出发，这些经验仅仅是声音现象的外延，学生对声音概念的内涵依旧处于空白状态。仔细推敲，这些生活经验无法为本课服务，如“声音究竟是什么”“话筒里的声音与日常说话的声音一样吗”等一系列涉及声音本质现象的认识，学生仍旧缺乏前概念，无法做出解释和判断，所以学生对“声音是一种波，按波动形式传递”这一物理现象是没有生活经验的。

　　(二)“以偏概全”：科学假设缺依据

　　对比新旧教材，可以发现新版教材编排更加合理。两者最大的区别在于，旧教材先去猜测声音产生的原因，再去观察物体发声时的状态；新教材则是通过各种方式让塑料袋发出声音，以及体验描述物体发声时的状态，猜测声音产生的原因。

　　在科学逻辑中，我们经常观察到某一事物发生变化之前，伴随另一个事物存在、出现或变化，把前后事情联系起来，初步断定它们之间存在因果关系。因此，在本节课做出假设阶段，需要大量实例证明声音产生和物体振动相互关联，这符合唯物辩证法的世界观，仅从想办法让塑料袋发出各种声音一个活动很难形成合理的假设。

　　(三)“拨云见日”：教学路径新重组

　　在教学“声音的产生”这节课时，教师首先要评估学生对声现象的前概念和理解水平。学生对声音中涵盖的信息有了一定的认识，也可能停留在“有力才有声音”等表面现象中。教师基于学生的现状，并根据科学逻辑方法的要求，重新规划本节课教学的路径。

　　环节一：运用综合法，借助学校大课间活动情境，分析不同声音传递的内涵，再总结生活中的声音包含着不同的信息，认识到声音的多样性。

　　环节二：运用归纳法，尽可能一一列举让塑料袋发出各种声音的方法，引导学生在前概念里初步判断声音的产生与力有关。

　　环节三：运用联缘法，凭借细致观察不同物体发声时的状态，发现存在共同的现象——物体发声时伴随着物体振动，而不是有力持续作用在物体上，猜测物体声音产生的真正原因，形成假设而非结论。

　　环节四：运用反证法，通过有效假设，抓住正在发声的音叉，亲历声音消失的过程，验证先前猜测，得出正确结论。

　　环节五：运用塑因法，根据水面飞溅和纸片乱飞的现象，寻找其中原因，做出正确解释，迁移到日常生活中。

　　实践证明，基于科学逻辑开展探究教学，能促使教师更加深入地分析教材结构，更加科学地设计教学流程，更为贴切地引导学生开展实验探究，从而发展学生逻辑思维。

　　四、科学逻辑视域下小学科学探究教学的策略研究

　　(一)显化方法：开启科学趣史对话

　　在实际科学课堂教学中，受传统教学思想的影响，部分一线教师更多地关注教学论和学习论，没有给学生明确强调在发现规律或结论的背后运用了哪一种科学逻辑方法论指导科学探究，多数采取隐而不发的策略，借此希望学生在潜移默化的渗透与铺垫中领悟科学方法。从认知角度出发，这会影响学生的思维发展，根据皮亚杰认知发展阶段理论，小学生的思维形式正在从“具体运算阶段”向“形式运算阶段”过渡，在心理特点上表现为对教师的一种依赖性。在方法论的学习上，隐性的教育方式反而不利于科学探究教学。

　　因此，在实际教学时就需要改变原有策略，采取显性化处理的方式，直接明确科学探究中蕴含的科学逻辑方法，不用再像过去一样让学生慢慢领悟，其中，应用最为巧妙的方法就是引用科学史材料。如意大利物理学家伽利略发现摆的运动快慢时，就运用了分析归纳的方法：他发现烛灯摆动似乎存在一定规律，然后反复探究，分析摆的构造，通过结构一一罗列可能会影响摆的快慢的因素，包括摆的质量、摆线长度、摆动幅度。然后他开始逐个验证影响因素，最终通过完全归纳的方法得出单摆的摆动快慢只与摆线长短有关。这样，可以将科学史作为载体，将科学逻辑方法“传递”给学生。

　　(二)课堂辩论：激发学生探究热情

　　前文提到，新课标指出了科学辩论会是小学科学探究的一种重要形式，既能促成教学目标达成，也能提升学生逻辑思辨能力。辩论的过程也是学生语言表达、分析综合、思辨论证能力成长的过程，有助于学生形成科学核心素养。传统的科学教学以教师讲授方法、学生实验操作为主，学生实践操作的能力得到了训练，但学生运用逻辑方法解决实际问题的机会受到严重束缚。

　　关于如何开展科学辩论会，教师要根据教学重难点进行设计，可以是社会热点，也可以是教材内容，但需要符合学生的认知水平和心理发展，促进学生持续性地思考与辩论。例如，新苏教版《微生物的“功”与“过”》是从整堂课的角度综合辨析微生物对人类的影响。再如，六年级科学上册一个教学片段“人工干预生物变异，是利大于弊，还是弊大于利”，则是以一种形式总结整个单元遗传与变异的利弊。在整个环节中，教师要适时引导，耐心倾听，不做过多干涉，以免左右学生思维。

　　(三)夯实要素：促进逻辑思维发展

　　任何逻辑方法和思维过程，无论多么复杂，都是以概念、判断和推理三种基本形式逐渐深入。其中，概念是人们认识事物本质属性的基础，是逻辑思维的“地基”。因此在科学探究过程中要开展有效的概念教学，从学生已有的认知出发，根据他们的需求，开展能帮助学生理解概念内涵的教学活动。例如，在“导体和绝缘体”或“物体的传热本领”这两节课中，“会不会”与“容易和不容易”从逻辑思维层次上看表现为对概念的理解不够到位。

　　又如在《点亮小灯泡》这节课中，学生首先要观察发光手电筒的组成，分析其中的元件，寻找正确的连接方式，推翻错误的想法，通过实验的方式直接验证，最后得出使小灯泡发光的条件是电流从正极出发，流过小灯泡，回到负极，形成闭合回路。学生在丰富的感性材料中，去伪存真、由表及里，挖掘众多成功方法中的共同特征，进一步判断其他方式的正确性，从而提升科学逻辑思维。

　　(四)设计评价：完善持续反馈系统

　　在“双减”政策背景下，多元化的评价机制促使教育工作者不得不改变传统形式。课堂上，学生常常在解释或表达如何解决实际问题时，暴露出自己思维的缺陷，这时教师可以针对学生的视角，纠正思考的路径。例如，学生在对实验结果进行汇报后，可以让他们谈一谈小组内是如何分析结果的，选择了怎样的方法，再让其他小组就思维过程做评议，并从其他角度交流、学习他人思维，认识自我思维，从而促进综合能力提升。

作业是课堂教学的延续，不能仅停留在学业成绩的评价上，课堂观察、专题汇报、实践操作等多方面的评价能够帮助学生重视自己在解决实际问题中的思维方法。

　　参考文献:

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　　[3]周雨婷.逻辑思维在高一物理教学中的应用[D].南昌:江西师范大学,2017.

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