在教學(xué)中提升學(xué)生思辨力

◇劉希艷（天津：天津市北辰區(qū)第二模范小學(xué)）

2022 版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出：“小學(xué)科學(xué)課程是一門(mén)綜合性課程，具有實(shí)踐性。”在課堂教學(xué)中，學(xué)生能力的提升需要教師提前設(shè)計(jì)，只有這樣才能更加有效地利用好課堂時(shí)間。如何在課堂教學(xué)中提升學(xué)生的思辨能力呢？本人在課堂教學(xué)中注重運(yùn)用以下幾點(diǎn)教學(xué)策略，收到了較好的成效。

一、以了解前概念為抓手，提升學(xué)生的思辨力

在現(xiàn)行小學(xué)科學(xué)教材中，許多實(shí)驗(yàn)由于探究時(shí)間長(zhǎng)、探究過(guò)程復(fù)雜，往往會(huì)使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)忘卻實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒚允?shí)驗(yàn)方向。如果教師能根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，事先提示一些與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的前概念，既可以降低實(shí)驗(yàn)的難度，又能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中鍥而不舍地朝著預(yù)期的目標(biāo)前進(jìn)。比如，四年級(jí)上冊(cè)《物質(zhì)在水中是怎樣溶解的》一課是利用觀察實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生總結(jié)得出溶解的主要特性。通過(guò)對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)的觀察，學(xué)生基本能總結(jié)出溶解的特性。通過(guò)猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、比較分析、歸納整理等實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)現(xiàn)突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的教學(xué)目的。

因?yàn)閷W(xué)生在生活中很多時(shí)候不能細(xì)致地觀察溶解的過(guò)程，所以這一課我選用高錳酸鉀這種物質(zhì)，讓學(xué)生通過(guò)直接觀察，描述高錳酸鉀溶解于水后逐漸變化的過(guò)程。通過(guò)對(duì)不同物質(zhì)在水中的溶解進(jìn)行對(duì)比，學(xué)生逐漸在腦海中形成“溶解”的科學(xué)概念。降低實(shí)驗(yàn)難度是為了更符合學(xué)生的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

總之，了解了學(xué)生的前概念，才能讓我們的教學(xué)設(shè)計(jì)更有抓手，設(shè)計(jì)出更適合學(xué)生的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生更大程度地吸收知識(shí)、理解理念，思辨力也能得以提升。

二、以巧設(shè)質(zhì)疑為趣點(diǎn)，提升學(xué)生的思辨力

科學(xué)的質(zhì)疑點(diǎn)是科學(xué)活動(dòng)中最具有探索意義、最有魅力的一個(gè)過(guò)程，這種最終能得到實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的假說(shuō)就是通向發(fā)現(xiàn)的敲門(mén)磚。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的提問(wèn)，主要目的在于發(fā)展和引導(dǎo)學(xué)生的思維活動(dòng)，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作能引起學(xué)生激烈的思維活動(dòng)，因而科學(xué)課堂上開(kāi)展什么實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該讓學(xué)生提出。《小學(xué)科學(xué)學(xué)科教學(xué)建議》也提到“探究從問(wèn)題開(kāi)始，教師要善于鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”。科學(xué)課上的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，都是為解決科學(xué)學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的問(wèn)題，有問(wèn)題，才會(huì)有實(shí)驗(yàn)。所以在實(shí)驗(yàn)操作前，一定要讓學(xué)生討論，自己提出實(shí)驗(yàn)要研究的問(wèn)題。對(duì)于學(xué)生的問(wèn)題，教師要充分調(diào)控，化繁為簡(jiǎn)，及時(shí)剔除那些沒(méi)有研究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。教師要引導(dǎo)學(xué)生提問(wèn)：對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，你們還有什么問(wèn)題？由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)不是由教師提出，而是由學(xué)生自己提出的，既激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，又使學(xué)生掌握了實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和方法。

如，教學(xué)《晝夜交替現(xiàn)象》一課，在課件交替出現(xiàn)幾張白天和黑夜的圖片后，教師提問(wèn)：你看到了什么現(xiàn)象？對(duì)于晝夜交替現(xiàn)象，你有什么問(wèn)題要提出？從而引出“地球上的晝夜現(xiàn)象為什么會(huì)不斷交替出現(xiàn)呢？”這個(gè)問(wèn)題。教師可進(jìn)一步質(zhì)疑：晝夜交替現(xiàn)象是不是跟太陽(yáng)、地球的運(yùn)動(dòng)有關(guān)呢？如果有關(guān)，那么你們猜想它們?cè)鯓舆\(yùn)動(dòng)才會(huì)導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生呢？于是學(xué)生提出很多種假說(shuō)，教師及時(shí)排除一些明顯不正確的假說(shuō)，如，地球不動(dòng)、太陽(yáng)自轉(zhuǎn)等。然后讓學(xué)生依據(jù)自己提出的假說(shuō)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣高漲，完成的效果也十分理想。

科學(xué)課最重要的就是讓學(xué)生在不經(jīng)意之間引起認(rèn)知沖突，然后通過(guò)論證來(lái)尋找答案。而學(xué)生的合作探究活動(dòng)往往能激發(fā)學(xué)生思維的火花，能將質(zhì)疑點(diǎn)發(fā)散，論證的效果更好，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

三、以設(shè)計(jì)方案為依托，提升學(xué)生的思辨力

每一堂科學(xué)課，在做實(shí)驗(yàn)之前都要有一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。這項(xiàng)活動(dòng)可以在腦子里，也可以在圖紙上，并且要向?qū)W生提供一些有結(jié)構(gòu)的材料。這是保證實(shí)驗(yàn)獲得成功的關(guān)鍵。所謂有結(jié)構(gòu)的材料，就是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、有利于引出學(xué)生發(fā)散性思維的材料。科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)很大程度上依賴材料，有結(jié)構(gòu)的材料能引起學(xué)生的思維矛盾，幫助學(xué)生找到證據(jù)，得出合理的解釋?zhuān)瑢?shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目的。

比如，我在上《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》這課時(shí)，在設(shè)計(jì)接觸面光滑程度與摩擦力大小又有怎樣關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，是這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

師：你們都進(jìn)行了大膽預(yù)測(cè)，怎么證明我們的推測(cè)呢？

生：做實(shí)驗(yàn)。

師：而且是對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

師：為了快速地完成實(shí)驗(yàn)，咱們來(lái)分分工好嗎？前三組做摩擦力與重量關(guān)系實(shí)驗(yàn)，另外三組做摩擦力與接觸面光滑程度的實(shí)驗(yàn)。在桌子左手邊，已經(jīng)為每組準(zhǔn)備了不同的實(shí)驗(yàn)材料。利用這些材料我們能不能驗(yàn)證自己的猜想呢？

生：能。

師：實(shí)驗(yàn)中怎么保持某些條件不變？只改變一個(gè)條件，你準(zhǔn)備怎么改變？具體怎么操作？需要注意哪些問(wèn)題？

小組快速討論，并填寫(xiě)記錄單前兩列。（只討論，不做實(shí)驗(yàn)）

讓學(xué)生在挑選材料的過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有一個(gè)預(yù)測(cè)和推理。

像這樣的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)例子還有許多許多，雖然沒(méi)有讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，卻在思想上已經(jīng)形成了做實(shí)驗(yàn)的方法，比事前什么都沒(méi)有思考就直接做實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生的思維提升有效許多。

總之，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究要貫穿于小學(xué)科學(xué)實(shí)踐研究學(xué)習(xí)過(guò)程中。小學(xué)科學(xué)生活化實(shí)驗(yàn)就是要激發(fā)學(xué)生的興趣，充分利用其好動(dòng)的天性和好奇心。

四、以實(shí)驗(yàn)操作為陣地，提升學(xué)生的思辨力

2022 版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)適宜的探究問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)積極思維。倡導(dǎo)以探究和實(shí)踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過(guò)程。只有學(xué)生積極主動(dòng)地參與活動(dòng)，課堂教學(xué)才有生成，這樣的課堂也才是生動(dòng)的有效課堂。

遇到比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，就需要教師集體指導(dǎo)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中少走彎路，提高成功率。巡視指導(dǎo)適合比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，教師在巡視過(guò)程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。結(jié)合各小組的實(shí)驗(yàn)情況，有利于把握實(shí)驗(yàn)的方向，防止學(xué)生偏離實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)隨心所欲地“玩”而令實(shí)驗(yàn)高耗低效。

如，教學(xué)《日食和月食》一課時(shí)，學(xué)生在做“日食形成原因”模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，有兩種不當(dāng)?shù)牟僮鳎茈y形成日食的現(xiàn)象：一種是學(xué)生模擬月球圍繞地球公轉(zhuǎn)時(shí)太快，以至于小組其他學(xué)生無(wú)法看到月球的影子投射到地球上的現(xiàn)象；另一種是月球的位置明顯高于太陽(yáng)和地球，因此在地球上根本不會(huì)有月球的影子。這兩種操作法都無(wú)法形成日食現(xiàn)象，如果實(shí)驗(yàn)任由學(xué)生這樣盲目操作，就達(dá)不到預(yù)期的目的。此時(shí)，我在巡視時(shí)，指出個(gè)別組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤做法，并指導(dǎo)他們?cè)鯓诱_操作實(shí)驗(yàn)，使全部小組都完成了實(shí)驗(yàn)。

教師可以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，與數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等相關(guān)知識(shí)相結(jié)合，整合教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)鍛煉學(xué)生的思辨能力。

五、以交流研討為進(jìn)階，提升學(xué)生的思辨力

交流匯報(bào)是學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行思考、得出結(jié)論、形成概念模型的過(guò)程。做好這一環(huán)節(jié)的工作、實(shí)際上是對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)升華。但課堂上我們經(jīng)常見(jiàn)到這樣的現(xiàn)象：部分學(xué)生還沉浸在有趣的探究中，顧不上傾聽(tīng)其他學(xué)生的匯報(bào)展示；或者由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足，還在慌亂操作著實(shí)驗(yàn)。為了使學(xué)生的參與交流更廣泛，使課堂實(shí)驗(yàn)更有效，教師對(duì)匯報(bào)表現(xiàn)突出的小組要適時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)，更要對(duì)認(rèn)真傾聽(tīng)的小組大張旗鼓地集體獎(jiǎng)勵(lì)。獎(jiǎng)勵(lì)可以是口頭表?yè)P(yáng)或適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，或是在教室的宣傳欄張貼學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果，或是上課前在多媒體設(shè)備上展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)好的小組的照片。這些做法有時(shí)會(huì)有意想不到的效果。互動(dòng)交流，包括師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，都是學(xué)生更深入地學(xué)到方法或明白其中道理的有效途徑。比如，我在教學(xué)《機(jī)械擺鐘》這一課探究自制擺的等時(shí)性的時(shí)候，就關(guān)注了師生之間和生生之間的交流和研討，使學(xué)生的思維得以進(jìn)階。我分為兩個(gè)層次來(lái)和學(xué)生一起研討。

（一）探究自己組簡(jiǎn)易擺具有等時(shí)性

師：第一組看你們組的數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：我們每分鐘擺動(dòng)次數(shù)差不多，可能有誤差。

師：你們組的擺是不是在相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)次數(shù)相同呢？

生：是。

師：第二組的數(shù)據(jù)呢？

（3個(gè)組分別匯報(bào)）

師：第四組，你們組呢？

生：我們組不能說(shuō)明等時(shí)性呢。

師：什么原因造成的呢？

生：可能配合不同步。

師：科學(xué)家遇到這種情況會(huì)怎么辦呢？他們還要再做實(shí)驗(yàn)，做很多次實(shí)驗(yàn)，最后才能得出一個(gè)科學(xué)結(jié)論。

通過(guò)剛才學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)我們自制的擺在相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)次數(shù)相同，在科學(xué)上我們稱(chēng)之為擺的等時(shí)性。出示板書(shū)。

（二）比較不同組數(shù)據(jù)的不同

師：把你的數(shù)據(jù)和別的組的數(shù)據(jù)比較，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)不一樣。

師：這說(shuō)明什么呢？

生：擺擺動(dòng)的快慢不一樣。

師：這個(gè)組的擺每分鐘擺動(dòng)40 次，這個(gè)組每分鐘擺動(dòng)60次，你能提出什么問(wèn)題呢？

師：不同的擺擺動(dòng)快慢不一樣了？跟什么有關(guān)系呢？我們大家觀察一下，你有什么發(fā)現(xiàn)？

生：擺錘的重量。

師：哦，有輕有重。

生：擺繩長(zhǎng)短。

師：有的組擺繩長(zhǎng)，有的擺繩短。

生：我們有的時(shí)候拉到這個(gè)程度，有時(shí)拉到這個(gè)程度，是不是跟這個(gè)也有關(guān)？

師：擺繩拉開(kāi)的程度叫擺幅。

師：你們很聰明，有很多發(fā)現(xiàn)。有的說(shuō)跟擺錘重量有關(guān)，有的說(shuō)跟擺繩長(zhǎng)度有關(guān)，有的說(shuō)跟擺幅有關(guān)。

師：拉得高，叫擺幅大；拉得低，叫擺幅小；拉中間，叫擺幅適中。由于時(shí)間關(guān)系，我們這節(jié)課就先來(lái)研究一下，擺幅的大小跟擺的運(yùn)動(dòng)快慢有什么。

師：我給大家做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們來(lái)數(shù)一下。咱們別計(jì)時(shí)一分鐘了，15秒行不行？

生：行，只要相同時(shí)間就行。

（播放三個(gè)擺幅視頻）

師：你們發(fā)現(xiàn)什么了？

生：相同時(shí)間內(nèi)，擺動(dòng)的次數(shù)都是8。

師：說(shuō)明什么問(wèn)題？

生：擺幅大小與擺動(dòng)快慢無(wú)關(guān)。

師：那么，擺動(dòng)快慢跟擺幅無(wú)關(guān)，到底跟什么有關(guān)呢？下節(jié)課由郭老師領(lǐng)著大家繼續(xù)探究。

學(xué)生在小組匯報(bào)過(guò)程中，交流、匯報(bào)、傾聽(tīng)、完善，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，形成科學(xué)概念，實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。這樣的科學(xué)課會(huì)讓學(xué)生興趣更濃，更有思考方向，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展也有更好的促進(jìn)作用。

科學(xué)教學(xué)包含諸多環(huán)節(jié)，而開(kāi)展更加高效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)則是科學(xué)教學(xué)的重中之重。只要教師不斷探索和實(shí)踐，不斷改進(jìn)并靈活地實(shí)施相應(yīng)的教學(xué)策略，就能不斷提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)效，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。