张煜

《义务教育小学科学课程标准》中指出，课程倡导探究式学习，让学生经历科学探究过程，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法、培养科学素养。科学探究的过程是科学认识获得的过程，通过观察实验获取科学事实，科学事实再经过归纳概括、思维加工获得科学认识。其中，思维是人重要的认知活动，它能够反映事物的本质特征和内在联系。

本文通过分析思维发展对小学生形成科学认识的意义，阐明形象思维和抽象思维的特征及联系，基于此，对小学科学教学提出三点策略：加强观察和实验，丰富学生的表象活动;明确思维过程，善用归纳、类比和演绎等思维方法;运用图形或原型强化科学概念，创造科技产品。旨在让学生经历一个个思维过程，运用思维方法，不断形成科学概念，得到新的科学判断，进而深化科学认识。

思维的发展对小学生形成科学认识的意义

根据儿童思维发展的特点，思维发展大体可以分为三个相联系的阶段，即直觉行动思维、具体形象思维和抽象逻辑思维。小学生的思维发展处于皮亚杰所论述的思维发展的具体运演阶段，具有以下特点：由具体形象思维向抽象思维过渡、思维的基本过程日趋完善和逐步稳定地形成各种概念。形象思维是凭借事物的具体形象解决问题的思维，是通过对表象的联想与推理来进行的。抽象思维是以抽象的概念、判断、推理的形式来反映客观事物的本质特征和内在联系的思维。由此可见，在小学生科学认识的过程中，形象思维和抽象思维相互协同能够促进他们形成科学判断，让他们经历思维过程，运用思维方法，不断形成科学概念或判断，加深科学认识。

小学生的科学认识过程基本重演了人类的科学认识过程，对某一个具体的科学认识（概念或规律），小学生基本处于其发展过程的现象论阶段。在小学阶段由具体形象思维为主要思维形式发展到以抽象思维为主要思维形式的过渡，是一个质变的过程，需要学生丰富表象积累，观察和体验各种各样的自然事物，经过分析与综合、比较与归类、抽象与概括等思维过程，逐步形成现象论阶段的科学认识。

形象思维和抽象思维的特征

形象思维和抽象思维在小学生科学认识的过程中起到了较为重要的作用，分析和理解形象思维和抽象思维的特征及联系，了解学生学习科学时思维的发展，能够使学生获得深切的科学认识或判断。

1.形象思维的特征

形象思维具有形象性和多环节性，经历了形象感受、形象储存、形象判断、形象创造和形象描述五个阶段。形象感受即亲身体验现实生活中的生动形象，获取形象思维的素材。形象储存即形象记忆，将感受到的形象储存在脑海中，积累形象思维的素材。形象判断即形象识别，对储存的形象素材进行比较、归类、整理。前三个阶段是形象创造的基础和前提，通过想象和联想等方法创造富有新意的典型形象。在形象描述这个阶段，通过一定的描述工具（如语言、线条色彩等）将头脑中创造的形象表现出来，显现为别人可以感知的形象。形象思维是以表象为载体的思维，让学生获得丰富而必要的感知觉，形成综合性的表象，是科学认识的基础。

以执教“光的传播”内容为例，每个学生都有对“光”的生活体验和感受，在探究光是如何传播的过程中，他们用眼睛看光的传播，获得视觉表象，并与线条（如直线、曲线等）进行比较和归类，创造出光的传播路径，用线条直观地表示出来，在形象的感受、储存和判断后，归纳总结出光在空气中是沿直线传播的。

2.抽象思维的特征

抽象思维是运用概念、判断和推理来反映客观事物的本质特征和内在联系，具有抽象性和逻辑性。在科学探究中，需要遵循严密的逻辑程序，提出猜想和假设，制订计划，进行实验并收集证据，抽取对实验结果相关的特征，对其进行推理，判断假设是否成立，最终形成结论（科学认识）。

以执教“声音是怎样产生的”内容为例，教师指导学生制造一些声音，提出猜想“声音是由摩擦产生的”“声音是由振动产生的”“声音是由碰撞产生的”，还有的同学猜想“声音是由敲、击打等产生的”等，学生通过观察、实验和比较，可以发现摩擦、碰撞、击打等都是振动，从而抽象概括出：声音是由物体的振动产生的。

3.形象思维和抽象思维的联系

形象思维与抽象思维是人类理性认识中的两种不同方式。它们都是在感性认识的基础上开始的，只是以不同的途径实现了从感性认识向理性认识的飞跃。形象思维和抽象思维是相辅相成的，抽象思维建立在形象思维基础上，脱离抽象思维的形象思维是不存在的，脱离形象思维的抽象思维也是不存在的。形象思维为抽象思维提供科学的感知觉表象，抽象思维使得形象思维明确方向，加快问题解决的进程，深入事物本质中去。值得注意的是，形象思维和抽象思维都具有概括性，但程度不同。形象思维是对感性形象的比较和归类，总结出某类事物的共同特征，是初级概括;抽象思维是对客观事物本质特征的归纳和推理，是高级概括。

在小学科学探究过程中，以观察和实验等感性活动为基础，形象地反映事物的特征，渗透着形象思维的各个环节，这是形成科学认识的基础和前提，进而抽象和概括形成科学概念或判断，获得深入的科学认识。仍以“光的传播”内容为例，运用形象思维能够直观、形象地概括出光在空气中是沿直线传播的，通过具有逻辑性的推理和实验，验证并归纳出这一科学概念。因此，小学生的思维过程是基于形象思维和抽象思维的协同作用而完成的，两者缺一不可。

基于形象思维和抽象思维特征的教学策略

基于形象思维和抽象思维的特征，二者都需要以一定的知识、经验（表象）为基础，对知识和经验有深刻的感知，还要充分发挥学生的主动性，引导他们积极思考，提高思维能力。以下提供一些小学科学教学启示供一线教师参考。

1.加强观察和实验，丰富学生的表象活动

小学生的科学认识过程，从客观事实到科学事实采用观察和实验的方法，而感知觉是学生观察和实验的基础，加强学生的观察和实验，就要增加学生的感知觉体验，让学生积极观察和感受各种事物，如用眼睛看物体的形状和大小，用耳朵听声音的音调高低，用鼻子嗅不同的气味，用舌頭品尝不同味道，用皮肤感受物体的质地或冷热程度……让学生获得相应的感知觉体验，同时可利用放大法、转化法和对比法，借助适当的观察和测量工具进行更加有效的观察和实验，学生积累丰富的表象储存在记忆里，这是形象思维的基础。通过学生亲身动手实验和有目的地观察，学生不仅会因感知觉的刺激而提高学习兴趣，而且有利于激发他们思维的积极性，在头脑里产生一系列的表象，增加学生认识的丰富度，进行分析、综合、比较、概括等思维加工，通过具体而鲜明的形象思维，在现实和思维之间架起桥梁，有助于使学生得到形象、具体的科学认识。

例如，在学生认识植物的过程中，让他们亲近自然，亲身观察各种各样的花、树和盆栽等，通过看和闻等方法观察植物的特征，再经过比较、归类和综合，概括出植物的特点或组成部分。

2.明确思维过程，善用归纳、类比和演绎等思维方法

从科学事实到科学认识是进行推理与判断，采用归纳、类比和演绎等思维方法，经历分析与综合、比较与分类、抽象与概括的思维过程。无论是形象思维还是抽象思维都会经历思维过程，需要科学思维方法的辅助，让学生更加清晰地认识科学概念或判断。在课程标准中，将思维过程和思维方法杂糅在一起，使得教师不清楚什么是思维过程和方法，或是错用思维方法等。因此，教师在指导学生进行科学探究过程中，要明确思维过程，善用思维方法，使学生的形象思维向抽象思维过渡，加深对事物本质的理解，形成科学认识。

例如，学生在认识动物时知道其名称和特征，像大象、牛、兔子、鹰等，在学生的头脑里有形象而生动的形象，通过分析和综合，找出其共同特征，即它们都是生活在陆地的动物;通过比较和分类，找到它们的相同点和不同点，大象、牛是以走的方式活动的，兔子是以跳的方式活动的，鹰是以飞的方式活动的;通过抽象和概括，运用归纳法，抽取并推理出它们共同的本质特征：大象、牛、兔子属于哺乳类动物，而鹰属于鸟类动物。学生在认识动物的过程中思维不断发展，形象思维和抽象思维协同作用，使他们对动物的认识越来越接近动物的本质特征。

在小学科学探究中常用类比法，由某一个对象推出另一个对象也具有同样的或相似的结论。如：采用类比法认识各个行星和学习太阳系的组成，利用橡皮泥捏出行星和太阳的形状，形象地类比它们的大小和相对位置，再抽象总结出与行星和太阳系相似的结论。利用类比的方法将现实与思维联系起来，简化了理解问题的难度，促进了问题的解决。

演绎法以一般性科学原理或概念出发推出个别结论，如“物体受热膨胀，铜球作为物体被加热，铜球会膨胀”，这是思维角度的演绎推理。学生在观察和实验中验证了加热的铜球会膨胀，具有较强的逻辑性，是抽象思维推进学生形成判断。

通过归纳、类比、演绎的思维方法，促进形象思维向抽象思维过渡，注重学生的推理和判断，推进学生学习科学概念。

3.运用图形或原型强化科学概念，创造科技产品

在科学认识活动中，能够加强科学概念的不仅是运用类比法去理解，还能够通过图形直观地去解释自然现象。图形或模型具有鲜明性、形象性和具体性的特点。学生在解释科学原理应用的过程中，想象该描述的情境，这属于形象思维;将情境与大脑中已有的概念表象相呼应，再进行严密的逻辑推理，这属于抽象思维，可以通过语言文字、情景图形、符号等呈现出来。推理的过程就是概念强化的过程，也是形象思维和抽象思维协同发展的过程，只有两者有机配合，才能让学生对科学认识有深刻的理解。例如：电路是闭合回路，开关的闭合能够控制电路，教师将电路中的必要元件发给学生，引导学生组装成闭合电路，再将所呈现的情境形象地画下来，画在纸上的图形和电路线条是一种抽象的概括，闭合回路如何展现，开关的闭合如何体现，学生都可以进行解释和说明。这不仅能够让学生理解电路的概念，更提升了他们的形象和抽象思维能力。情境图形是联系形象思维与抽象思维的桥梁，在解决实际问题时将问题形象地展现出来，如图形、文字、符号等，再运用逻辑推理进行解释，从而使抽象思维有了形象的依据。

在课程标准里的技术与工程领域中，能够找出自然界的原型，对以原型所含技术分析为主的内容，要通过观察、应用、评价等让学生了解简单科技产品的结构、功能、原理、各部分间的关系与设计的巧妙性。如：蝙蝠捕食与雷达捕捉飞机信息的对比、圆珠笔各部分之间的关系及其功能分析、保温杯的结构及科学原理的运用等。再提出产品设计方案，充分发挥学生的形象思维，让他们积极思考和想象，进行设计和制作，对成品的试验、评价、改进，解释其中蕴含的科学原理。例如：制作小车，教师可以呈现多种小车模型（原型），并分析其结构和功能，能更好地展现小车表象;小组确定设计方案，画出小车的整体结构和确定制作步骤，設计的过程就是形象思维加工的过程，再归纳出适当的设计过程;然后分工制作、组装、试验，分享展示各种各样的小车，解释其中的科学原理，评价其功能，形象思维和抽象思维相互作用，一方面创造小车的形象，另一方面将小车的功能和原理进行抽象概括与总结，解释和评价过程就是逻辑化的抽象思维在活动。

首都师范大学初等教育学院（100048）