沈偉云

(浙江嵊州市教育科學(xué)研究所，浙江 嵊州 312400)

基于發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的科學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)策略

沈偉云

(浙江嵊州市教育科學(xué)研究所，浙江 嵊州 312400)

培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)是發(fā)展其智能的突破口,通過(guò)限時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)、拓展教材實(shí)踐活動(dòng)、解釋現(xiàn)代科技現(xiàn)象、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、鼓勵(lì)學(xué)生活動(dòng)質(zhì)疑等主題的綜合實(shí)踐活動(dòng),既加強(qiáng)了科學(xué)學(xué)科與綜合實(shí)踐活動(dòng)的有機(jī)融合,也有力地發(fā)展了學(xué)生的思維品質(zhì).

思維品質(zhì)； 發(fā)展； 科學(xué)； 綜合實(shí)踐

綜合實(shí)踐活動(dòng)是以學(xué)生的興趣和直接經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),緊密聯(lián)系各類(lèi)具有較強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性、綜合性、實(shí)踐性并與學(xué)生生活密切相關(guān)的問(wèn)題,通過(guò)研究性學(xué)習(xí)的活動(dòng)方式,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.思維品質(zhì)是智力活動(dòng)中,特別是思維活動(dòng)中智力與能力在個(gè)體身上的表現(xiàn),實(shí)質(zhì)是人的思維的個(gè)性特征,[1]其由敏捷性、靈活性、創(chuàng)造性、批判性和深刻性5種成分組成.研究表明,培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)是發(fā)展其智能的突破口．[1]但在實(shí)際的科學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)中,往往忽視學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng).如何把科學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)與學(xué)生的思維品質(zhì)聯(lián)系起來(lái),如何在科學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)中有效發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì),近幾年來(lái)筆者進(jìn)行了不斷的實(shí)踐和探索.

1 限時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng),發(fā)展學(xué)生思維敏捷性

綜合實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容一般來(lái)源于學(xué)生的生活和社會(huì)實(shí)際,教師可引導(dǎo)學(xué)生基于需要解決的實(shí)際問(wèn)題開(kāi)展探究,敏捷性是指思維活動(dòng)的速度呈現(xiàn)為一種正確而迅速的特征,它反映了智力的敏銳程度.[1]鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成綜合實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù),可有效訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性.筆者的做法是創(chuàng)設(shè)一個(gè)探究情境,引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題,并要求學(xué)生在限定時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)探究方案．

例如,針對(duì)立定跳遠(yuǎn)是我市中考體育測(cè)試項(xiàng)目之一,實(shí)踐活動(dòng)小組想研究影響立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的因素,學(xué)生首先根據(jù)平時(shí)訓(xùn)練體會(huì),對(duì)立定跳遠(yuǎn)的影響因素作出猜想:彈跳力量、跳躍角度、自身體重,接著,筆者給學(xué)生一把彈簧玩具槍、質(zhì)量不同的3類(lèi)鋼珠,要求學(xué)生結(jié)合假設(shè)單獨(dú)設(shè)計(jì)探究方案,經(jīng)交流討論后,方案如下.

圖1

(1) 探究跳躍角度影響因素時(shí),在保證鋼珠質(zhì)量、彈簧壓縮長(zhǎng)度相同時(shí),測(cè)量比較發(fā)射角度分別為60°，45°，30°時(shí)的落地點(diǎn),如圖1.

(2) 探究彈跳力量因素時(shí),在保證發(fā)射角度、鋼珠質(zhì)量相同時(shí),通過(guò)壓縮彈簧長(zhǎng)度不同,測(cè)量比較鋼珠的落地點(diǎn).

(3) 探究鋼珠質(zhì)量影響因素時(shí),在保證彈簧壓縮長(zhǎng)度、發(fā)射角度相同時(shí),測(cè)量比較鋼珠質(zhì)量不同時(shí)的落地點(diǎn).

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,開(kāi)展熱烈的討論,提出立定跳遠(yuǎn)取得好成績(jī)需采取的措施,如以45°角左右向前跳出,過(guò)度肥胖的學(xué)生要適度減肥以控制合理的體重,用力蹬地等.

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出,教師要重視學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),關(guān)注他們的思維過(guò)程和行為方式,引導(dǎo)他們“動(dòng)手”和“動(dòng)腦”相結(jié)合,主動(dòng)思考問(wèn)題,自己設(shè)計(jì)研究方案.[2]在科學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生置身于精心創(chuàng)設(shè)的某種科學(xué)問(wèn)題的情境之中,激發(fā)學(xué)生探究的求知欲,進(jìn)而在規(guī)定時(shí)間內(nèi)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究活動(dòng)方案,將有助于敏捷性思維品質(zhì)的發(fā)展.

2 拓展教材實(shí)踐活動(dòng),發(fā)展學(xué)生思維的靈活性

思維的靈活性反映了思維過(guò)程的靈活程度,具備靈活性思維品質(zhì)的學(xué)生往往能從不同角度運(yùn)用不同的知識(shí)與方法去思考和解決問(wèn)題,并得到多樣化的思維結(jié)果.初中科學(xué)每?jī)?cè)教材都設(shè)置有專(zhuān)門(mén)的研究性學(xué)習(xí)課題4-5個(gè),這是學(xué)生開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng)的優(yōu)良素材,若教師能在此實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步拓展,將有助于學(xué)生靈活性思維品質(zhì)的發(fā)展.

例如,在開(kāi)展9年級(jí)上冊(cè)教材“調(diào)查當(dāng)?shù)厮嵊昵闆r及其影響”的實(shí)踐活動(dòng)中,學(xué)生們認(rèn)真分組采集并測(cè)定酸雨樣品,調(diào)查該地農(nóng)作物或建筑物受酸雨侵蝕的情況,分析該地酸雨的主要成因,提出防治酸雨、保護(hù)環(huán)境的有效建議.在結(jié)束階段,筆者詢問(wèn)學(xué)生是否還有興趣探究有關(guān)酸雨的問(wèn)題,殊料學(xué)生們反應(yīng)熱烈,紛紛提出問(wèn)題: (1) 探究模擬酸雨對(duì)不同種子萌發(fā)的影響(如小麥、黃瓜、大豆、菜豆種子); (2) 探究不同pH的模擬酸雨對(duì)小麥種子發(fā)芽率的影響; (3) 探究不同pH的模擬酸雨對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)狀況的影響; (4) 探究酸雨對(duì)葉綠素含量的影響,等等．并且學(xué)生立即行動(dòng)用清水和食醋配制成不同pH的模擬酸雨,分裝在相同的噴壺中并貼上標(biāo)簽以備綜合實(shí)踐活動(dòng)使用.

教材研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容的拓展與優(yōu)化既可以豐富課程資源,充實(shí)學(xué)科課程內(nèi)容,也能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力．通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)換教材中研究性課題的情境和條件,結(jié)合實(shí)際對(duì)實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行“變式”、“類(lèi)化”,將有力促進(jìn)學(xué)生靈活性思維品質(zhì)的發(fā)展.

3 解釋現(xiàn)代科技現(xiàn)象,發(fā)展學(xué)生思維的深刻性

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出,具有應(yīng)用科學(xué)知識(shí)描述和解釋周?chē)澜绲某醪侥芰?以及運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的初步能力.[2]深刻性是指思維活動(dòng)的廣度、深度和難度.它表現(xiàn)為智力活動(dòng)中深入思考問(wèn)題,善于透過(guò)現(xiàn)象抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律.[1]筆者在引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng)時(shí),經(jīng)常要求學(xué)生搜索現(xiàn)代科技現(xiàn)象,并作出解釋?zhuān)ㄟ^(guò)對(duì)現(xiàn)代科技現(xiàn)象的解釋,來(lái)發(fā)展學(xué)生的深刻性思維.

例如,有學(xué)生提供如圖2所示的“懸浮燈泡”,提出為什么會(huì)發(fā)光?通過(guò)對(duì)懸浮燈泡拆裝,發(fā)現(xiàn)基座內(nèi)部有一個(gè)電磁鐵,燈泡內(nèi)部裝有LED燈和磁鐵連接的閉合線圈.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示,當(dāng)基座內(nèi)電路接通后,根據(jù)同名磁極互相排斥,燈和基座達(dá)到二力平衡,使燈懸浮,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)通過(guò)滑動(dòng)變阻器阻值的調(diào)整,還可改變燈泡懸浮的高度.

設(shè)計(jì)一些抽象知識(shí)在實(shí)踐中存在或應(yīng)用的情境,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)感受和領(lǐng)會(huì)抽象知識(shí)的含義,會(huì)有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解,[3]現(xiàn)代科技現(xiàn)象就是這樣的“情境”,通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代科技現(xiàn)象的分析,既揭示其本質(zhì)原因,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力,又能發(fā)展學(xué)生深刻性思維品質(zhì).

圖2

圖3

4 積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)改進(jìn),發(fā)展學(xué)生思維的創(chuàng)造性

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出,要鼓勵(lì)教師和學(xué)生因地制宜地使用與自制實(shí)驗(yàn)器材,積極研究、改進(jìn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和活動(dòng).[2]思維的創(chuàng)造性反映了思維活動(dòng)的獨(dú)立創(chuàng)新程度,在實(shí)踐活動(dòng)中集中表現(xiàn)為善于獨(dú)立地提出新的問(wèn)題,善于用新的方法、手段、方案解決問(wèn)題.筆者一直把科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)作為實(shí)踐活動(dòng)的重要內(nèi)容,具體從自制教具和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)兩方面著手,以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維品質(zhì).

圖4

一是自制教具,教師要注重引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)、取材和制作上創(chuàng)新思考,從而使實(shí)驗(yàn)更合理、更有效.如為了驗(yàn)證“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系”而制作的演示儀.如圖4所示,先在注射器A、B處分別扎一個(gè)大小相等的小孔,插入兩根相同的硬質(zhì)塑料管并確保連接處密封,然后在塑料管上分別系一個(gè)未充氣的相同氣球(連接處不漏氣).慢慢往外拉活塞,使注射器中充滿空氣,接著快速向內(nèi)推動(dòng)活塞,在此過(guò)程中可觀察到B處氣球鼓起來(lái),從而驗(yàn)證“流速大,流體壓強(qiáng)小”的結(jié)論.

圖5

二是改進(jìn)實(shí)驗(yàn),教師在實(shí)踐活動(dòng)中可引導(dǎo)學(xué)生從操作的便捷性、實(shí)驗(yàn)的直觀性與簡(jiǎn)約性等角度,針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題,進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)和改進(jìn).如傳統(tǒng)演示鐵絲在O2中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),往往需要提前在集氣瓶中收集好O2,若以圖5所示,用適量H2O2和MnO2代替原實(shí)驗(yàn)中集氣瓶里的水,不僅使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便外,而且H2O2可以提供充足的O2,讓鐵絲燃燒更持久.

實(shí)踐出真知,沒(méi)有實(shí)踐就不可能有創(chuàng)新,真正的學(xué)問(wèn)是在不斷實(shí)踐運(yùn)用中體會(huì)、內(nèi)化,進(jìn)而形成一種能夠靈活運(yùn)用的個(gè)性化智慧.[4]通過(guò)把實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與綜合實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)結(jié)合,不僅豐富了科學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)涵,而且也有助于學(xué)生創(chuàng)造性思維品質(zhì)的發(fā)展.

5 鼓勵(lì)學(xué)生活動(dòng)質(zhì)疑,發(fā)展學(xué)生思維的批判性

批判性是思維活動(dòng)中獨(dú)立分析和批判的程度,是思維活動(dòng)中善于嚴(yán)格估計(jì)思維材料和精細(xì)地檢查思維過(guò)程的智力品質(zhì).[1]而質(zhì)疑是指學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中對(duì)“未解之惑、未通之理”加以發(fā)問(wèn)的過(guò)程．綜合實(shí)踐活動(dòng)作為學(xué)生的一種重要學(xué)習(xí)形式,教師要善于結(jié)合實(shí)踐活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié),引導(dǎo)、鼓勵(lì)、解決學(xué)生提出質(zhì)疑.

例如,在探究pH對(duì)酶活性影響的實(shí)踐活動(dòng)時(shí),學(xué)生在A、B、C3支試管中分別滴加1mL稀釋的唾液淀粉酶,然后在A試管中加1mL蒸餾水,B試管中加1mL HCl,C試管中加1mL NaOH溶液,再分別加入2mL可溶性淀粉溶液,37℃水浴加熱5min,分別滴入2滴碘液,發(fā)現(xiàn)滴加HCl的B試管變藍(lán),其余2支試管不變藍(lán)．從而說(shuō)明酸性對(duì)酶活性有影響,中性、堿性對(duì)酶活性沒(méi)有影響.實(shí)踐活動(dòng)似乎可以順利結(jié)束了,但有學(xué)生卻提出一個(gè)問(wèn)題,受溫度對(duì)酶活性影響的啟發(fā),他認(rèn)為堿性對(duì)酶的活性也應(yīng)有影響．筆者沒(méi)有直接告知學(xué)生答案,而是讓學(xué)生自己上網(wǎng)搜索有關(guān)資料,發(fā)現(xiàn)碘分子會(huì)與NaOH溶液反應(yīng),也即碘分子變成了碘離子,而碘離子是不與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)的,再經(jīng)過(guò)學(xué)生討論,終于找出了改進(jìn)方案:選擇斐林試劑,或選用過(guò)氧化氫酶作實(shí)驗(yàn).

孔子曰:“不憤不啟、不悱不發(fā)”,在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,教師要善于觀察學(xué)生,當(dāng)學(xué)生表現(xiàn)出“憤”和“悱”狀況時(shí),就是學(xué)生質(zhì)疑能力培養(yǎng)的最佳時(shí)機(jī),此時(shí),教師可及時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生敢于表達(dá)出自己的質(zhì)疑,并引導(dǎo)學(xué)生解決困惑,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的批判性思維品質(zhì).

綜合實(shí)踐活動(dòng)是一門(mén)生成性很強(qiáng)的課程,需要教師與學(xué)生共同創(chuàng)生.[4]在實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中,教師首先應(yīng)從思想上提高學(xué)生對(duì)綜合實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)功能的認(rèn)識(shí),充分挖掘綜合實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)功能,有機(jī)結(jié)合科學(xué)教學(xué)實(shí)際,有的放矢加強(qiáng)學(xué)生思維訓(xùn)練,讓學(xué)生在積極主動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)展思維品質(zhì),完善思維結(jié)構(gòu),最終內(nèi)化為綜合實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng).

1 林崇德.培養(yǎng)思維品質(zhì)是發(fā)展智能的突破口[J].國(guó)家教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2005(9):21-26,32.

2 中華人民共和國(guó)教育部.科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)，2011:5,9,37,39,46.

3 吳星,梅婷婷,呂琳.高中生化學(xué)思維品質(zhì)發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].化學(xué)教育，2016(1):45-51.

4 李才俊.綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的實(shí)施與學(xué)生學(xué)習(xí)方式方法的轉(zhuǎn)變[J].課程·教材·教法，2007(10):14-18.

5 林耿輝.發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略[J].化學(xué)教學(xué)，2015(1):62-65.

6 周鑫榮.高中化學(xué)新教材的拓展與優(yōu)化[J].化學(xué)教育，2011(3):13-15.

7 范宏.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑提問(wèn)能力的層次和方法[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版)，2014(6):162-164.

本文獲2016年浙江省教育科學(xué)規(guī)劃立項(xiàng)課題“基于發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”(編號(hào):2016SC266)資助.

2017-02-12)