李琎

[摘 要]转化思想原本是数学中常见的基本思想，而小学科学中其实已有涉及但未得到重视。基于此，以教科版小学科学教材为研究对象，对教材中隐含的转化思想进行挖掘和分析，阐述如何在小学科学教学中进行转化思想的渗透，从而进一步培养学生的科学思维能力和探究能力。

[关键词]转化思想;数学;小学科学;科学探究实验;思维能力

[中图分类号] G623.6[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068（2021）33-0084-02

转化也称化归，是指将未知的、陌生的、复杂的问题通过演绎归纳转化为已知的、熟悉的、简单的问题，从而使问题顺利解决的数学思想，是数学中最常用的思想。而科学学科其实与数学关联非常的密切，转化思想的实质是通过对问题的转化来解决问题的一种方法，在科学课程中其实已经在很多地方涉及了这一思想，但是往往没有得到特别的重视。众所周知，小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，其中思维能力的培养尤为重要，而在科学教学中渗透转化思想，让学生在科学探究的过程中经历不一样的思考，不仅增加探究实验的可操作性和成功性，更有助于学生的科学思维能力得到进一步的发展和提高。

一、认识转化思想，深化学习内容认知

在科学课程中，转化思想方法是隐含在知识体系里的，不成体系地散见于教材各章节中，是无“形”的。为此，我们有必要在理清知识网络时，同时发掘教材中蕴含的转化思想。仔细分析小学科学各年级的教材，不难发现低中高三个阶段中均有涉及转化思想的内容，而科学课程中的转化与数学转化思想有一定不同，大致有以下三种类别。现以教科版小学科学教材为例，梳理如下：

1.化“不便”为“方便”

一年级上册第二单元第三课《用手来测量》，在测量桌子的高度有几搾这一探究活动中，为了测量更加方便，也为了在测量时可以做标记，并不是直接测量桌子的高度，而是将桌子的高度转化到相同长度的纸带上，然后对纸带进行测量，可以说是学生在小学科学学习中接触到的最早的转化思想。

2.化“无形”为“有形”

三年级上册第二单元第七课《风的成因》，用蜡烛、长方形纸盒探究风形成的原因。当纸盒内的蜡烛点燃时，风就形成了，虽然风这种物质是我们的眼睛无法看见的，但此时在出风口上方放上一束纸条，就可以将无形的风转化为眼睛可以看得见的纸条的飘动，从而判断出是否有产生风。另外这个实验中，在通风口处点燃一支蚊香，借助蚊香燃烧产生的烟雾，就可以将无形的不能观察到的空气流动路线化为可以观察的有形的蚊香烟雾流动的路线。

五年级下册第二单元第四课《空气的热胀冷缩》中，空气是无色无味透明的，看不见也摸不着，怎样才能观察到它的体积变化呢？巧妙地在锥形瓶口上套上一个气球，然后用水浴法对锥形瓶进行加热，当空气受热膨胀后，可以看到气球鼓起，遇冷后气球又回缩，从而将无形的空气的体积变化转为可以见得到的气球体积的变化。

同样是五年级下册第二单元，《热是怎样传递的》一课中要探究热在金属中的传递方向，热是无形的，想观察到它的传递方向，需要借助其他物体进行转化。教材中在铁丝上每隔一定距离用蜡粘上一根火柴，用酒精灯对准铁丝加热，然后观察火柴掉落的顺序，将无形的热转化为可见的火柴的掉落。

3.化“细微”为“明显”

在五年级下册第二单元第五课《金属热胀冷缩吗》中，为了验证铜球是否具有热胀冷缩的性质，先是对铜球进行加热，然后需要观察并判断受热后的铜球是否变大，遇冷后是否又变小。我们知道即便一个铜球确实有膨胀变大，但想靠肉眼去观察到这一现象是很困难甚至几乎无法实现的一件事情，所以教材中在这里就设计了一种绝妙的判断方法，引入一个特定大小的铜环。当铜球未被加热时，铜球可以顺利穿过铜环，而铜球被加热后，会发现无法穿过铜环，由此得出铜球确实变大的结论，在这里将难以直接观察到的铜球大小的变化，转化为铜球能否通过铜环来进行判断，巧妙地运用了转化思想。

又如五年级下册第二单元第三课《液体的热胀冷缩》中，为了清楚地观察到水在受冷和受热时体积发生的变化，在圆底烧瓶的上方插入了一根细细的玻璃管。当水受热或遇冷时，它在圆底烧瓶中的变化非常细微，很难观察到，但是却可以看到细玻璃管中水柱的高度发生了明显的变化，水位升高代表膨胀，水位降低代表收缩，借助一根细的玻璃管就将细微的水的体积的变化转化为观察水位高低的变化，更直观更明显。

二、利用转化思想，优化探究实验设计

科學课程倡导探究式学习，科学探究不仅仅是学生掌握科学知识的有效途径，同时也是学生养成科学的思维方法和创新精神的重要载体。以科学探究实验组织课堂教学，学生学习兴趣高昂，观察能力、动手操作能力、思维能力都能得到锻炼和提升，而这些能力的形成与发展正好也是探究式学习必不可少的，也有助于学生更深刻更透彻地掌握所学的科学知识。

而在科学探究实验中，实验方案的设计则是非常重要的一个环节，不仅关系到实验是否有较强的可操作性，还关系到是否能通过实验成功地得出相应的实验结论。在部分实验中利用转化思想去进行设计，将不容易观察到的实验现象转化为较为明显的容易观察到的实验现象，化暗为明，使得实验方案更为优化，大大增加了实验的成功性。

同样是在教科版小学科学五年级下册第二单元的第五课《金属热胀冷缩吗》中，另一个探究实验是验证铁丝是否会热胀冷缩，如果用直尺去测量加热前和加热后的铁丝长度，会很难观察到明显的现象，因此这也成了本节课教学中的难点。恰巧在一堂线上教育课中，观看到张家港市云盘小学的惠花老师在这个部分进行的巧妙转化（如图1），在铁丝的一侧固定一个指针，利用定位螺丝拉紧铁丝，此时指针成水平状态，针尖刚好指向左侧刻度板上中间的0刻度线。在对铁丝进行加热时，铁丝受热膨胀变长，这时可以看到指针向下偏转，停止加热后，铁丝受冷收缩，指针又向上转动，最后回到0刻度的位置，并且重复多次，实验现象相同。通过这样的巧妙设计，利用转化思想，将原本肉眼难以直接观察到的铁丝长度的变化转化为较为明显的指针方向的变化，提高了实验的成功率，也使学生对铁丝也具有热胀冷缩这一性质有了更为深刻的认识。

三、渗透转化思想，培养科学思维能力

从对转化思想的了解、到掌握、再到灵活运用需要一个漫长的过程。因此，在科学教学中，教师应把隐含在知识中的转化思想加以揭示和渗透，让学生明确转化思想的作用，体会运用转化思想的乐趣。在整个教学活动中，尽可能多地为学生提供机会去应用转化思想，从而引导学生逐渐认识并掌握这种学习方法，进一步地提高分析问题和解决问题的能力，培养科学思维。在教学中，可以从如下几个方面渗透和运用转化思想。

1.巧设提问

巴尔扎克曾经说过：“打开一切科学的钥匙，都毫无疑问的是问号。”可见提问的重要性。在教育教学中，通过提问不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生深入思考，更能促使学生由被动接受知识转化为主动学习。

在关键处提问。例如在一年级上册第二单元《用手来测量》一课，测量桌子的高度有几搾这一探究活动中，用到了纸带，但是此时教师最好不要拿出纸带直接向学生介绍，而是提问：“同学们，你们有什么办法可以让测量变得更加方便吗？”交给学生一定的思考空间和时间，可能学生此时不一定能思考出转化的方法，但重要的是让学生亲历这段思考的过程，多次强化后思维能力才会得到锻炼，然后再去引入纸带，学生对于此处的转化应用会有更深刻的感悟。

学生自主发现问题。科学探究是以问题为中心，根据已有的知识进行合理的方案设计，亲历探究过程，再对得到的现象、数据进行分析，总结出正确的实验结论。在实际的探究活动中，很多时候实验并不是一次就成功完成的，当实验现象和原有的认知发生冲突的时候，学生就从中自主地发现問题了，此时教师要抓住时机，激发学生进一步思考的欲望，学生也会更加积极主动地去思考解决问题的办法。

2.活用教材

“教材只能作为教课的依据，要教得好，使学生受益，还得靠老师的善于运用。”这是我国著名教育家叶圣陶先生说过的话。作为科学教师，应该认识到教学中是在用教材，而不是教教材，并且要灵活地有创造性地去使用教材。尤其在科学探究实验中，很多环节都需要根据实际情况去进行重新的加工与设计。

再回到教科版五年级下册第二单元《热是怎样传递的》这一课，探究热在铁丝中的传递方向是怎样的。教材中是用蜡将火柴粘在铁丝上，然后通过蜡烛掉落的顺序判断出热传递的方向。当每根火柴上粘的蜡量有所不同时，有可能因为蜡量的不同而影响到火柴掉落的顺序，从而无法得到可靠的实验结果。来自苏州市彩香实验小学的徐旦老师在这里做了更优化的转化设计，不用蜡在铁丝上粘火柴，而是直接在铁丝上套上大小相同的蜡环，这时再通过蜡环掉落的顺序去判断热传递的方向，这样的转化让实验结果变得更准确更可靠。

因此，用心去发现小学科学教材中隐含的转化思想，在教学过程中注重对学生进行转化思想的渗透，不仅可以深化学生对学习内容的认知，更有助于学生养成良好的思考习惯，进一步地提升科学思维能力以及探究能力，形成优良的科学素养。

（责编 韦淑红）