思辨助推學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思辨，能讓他們有理有據(jù)地思考，幫助他們理性地分析問(wèn)題，鍛煉面對(duì)復(fù)雜的情境進(jìn)行分析、判斷、決策的能力，進(jìn)而發(fā)展科學(xué)思維。

一、質(zhì)疑提問(wèn)，確立思辨的邏輯起點(diǎn)

學(xué)起于思，思源于疑。學(xué)生有疑問(wèn)才會(huì)有探尋的欲望，疑問(wèn)是點(diǎn)燃學(xué)生思維探索的火種。低年級(jí)學(xué)生好奇心強(qiáng)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)單一，語(yǔ)言邏輯性差，往往以形象思維為主，慣用“這是什么”“為什么會(huì)這樣”等較為簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行提問(wèn)。中、高年級(jí)學(xué)生表現(xiàn)欲有所降低，習(xí)慣于被動(dòng)式接受，質(zhì)疑和創(chuàng)新精神未能得到較好的啟發(fā)，久而久之，問(wèn)題意識(shí)和質(zhì)疑能力也逐漸減弱。敢于質(zhì)疑、善于提問(wèn)是思辨的起點(diǎn)，教師要機(jī)智地創(chuàng)設(shè)一些條件，引起學(xué)生對(duì)事物本身矛盾點(diǎn)的關(guān)注，推動(dòng)他們?cè)谫|(zhì)疑解惑中確立思辨的邏輯起點(diǎn)。

《導(dǎo)體與絕緣體》教學(xué)片段

（教師給學(xué)生提供了18種生活中的常見(jiàn)材料，讓他們先預(yù)測(cè)其是否能導(dǎo)電后，再進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行歸類。）

生：都說(shuō)不能用濕抹布擦拭電器，那么，水應(yīng)該是導(dǎo)電的。我們小組測(cè)試濕木棒，為什么燈泡不亮？

師：你們還有什么疑問(wèn)？

生：鉛筆芯感覺(jué)明明能導(dǎo)電，為什么測(cè)不出呢？

師：該怎么解決這些問(wèn)題呢？

（師生討論解決方法，達(dá)成共識(shí)：需要一個(gè)更高級(jí)的檢測(cè)工具。）

師：（出示分別裝有兩節(jié)電池和3節(jié)電池的兩個(gè)加強(qiáng)版電路檢測(cè)器）如果用加強(qiáng)版的電路檢測(cè)器，會(huì)不會(huì)測(cè)出來(lái)？

（學(xué)生檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，用3節(jié)電池組裝的加強(qiáng)版電路檢測(cè)器檢測(cè)鉛筆芯，燈泡亮了，他們認(rèn)為鉛筆芯能導(dǎo)電，但導(dǎo)電能力相對(duì)較弱。陸續(xù)有學(xué)生舉手質(zhì)疑：既然鉛筆芯檢測(cè)有變化，其他原先檢測(cè)不會(huì)亮的物體在加強(qiáng)版電路檢測(cè)器后會(huì)不會(huì)也有變化？學(xué)生檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，用加強(qiáng)版檢測(cè)器檢測(cè)濕木棒等物體也能導(dǎo)電。）

師：剛才的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，我們判斷物體導(dǎo)電能力的時(shí)候，要說(shuō)容易與不容易，而不能簡(jiǎn)單地說(shuō)能與不能。

學(xué)生受生活經(jīng)驗(yàn)的影響，從邏輯起點(diǎn)看，他們對(duì)生活常用物體的導(dǎo)電性具有一定的基本預(yù)判。例如：不能用濕抹布擦電器說(shuō)明水容易導(dǎo)電，金屬類的物品容易導(dǎo)電。這些前概念很好地暴露了學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)。當(dāng)實(shí)測(cè)的結(jié)果與認(rèn)知發(fā)生沖突時(shí)，學(xué)生會(huì)進(jìn)行自我審視，進(jìn)而產(chǎn)生“求知解惑”的內(nèi)在需求，這種需求會(huì)觸發(fā)他們的思考。因此，教師在為學(xué)生準(zhǔn)備有結(jié)構(gòu)的材料時(shí)，需要分析學(xué)情。

在上述片段中，學(xué)生開(kāi)始的質(zhì)疑還屬于“水應(yīng)該是導(dǎo)體”“為什么不能導(dǎo)電”“會(huì)不會(huì)是測(cè)量過(guò)程有什么問(wèn)題”的“常規(guī)三問(wèn)”。此時(shí)，教師要協(xié)助學(xué)生破除思維發(fā)展的障礙，架設(shè)知識(shí)與問(wèn)題、知識(shí)與知識(shí)之間的“橋梁”，從而推動(dòng)對(duì)問(wèn)題更深層次的思考。升級(jí)工具后，學(xué)生利用加強(qiáng)版電路檢測(cè)器進(jìn)行復(fù)測(cè)，自主發(fā)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果與之前發(fā)生了變化。“既然鉛筆芯檢測(cè)有變化，其他原先檢測(cè)不會(huì)亮的物體在加強(qiáng)版電路檢測(cè)器后會(huì)不會(huì)也有變化”“看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果就直接下結(jié)論是否科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)”“如果用加強(qiáng)版電路檢測(cè)器仍舊檢測(cè)不出，繼續(xù)升級(jí)電路檢測(cè)器，檢測(cè)結(jié)果是否也會(huì)有發(fā)生變化的可能”，此時(shí)的質(zhì)疑比起“常規(guī)三問(wèn)”是更有深度、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹案唠A三問(wèn)”。在前后問(wèn)題的變化中，學(xué)生思維有“源”可循，有“法”可依，他們很自然地把“不能導(dǎo)電”的說(shuō)法調(diào)整為“不容易導(dǎo)電”。掌握“高階三問(wèn)”的工具，不但能幫助不善于提問(wèn)的學(xué)生找到突破口，還能將他們的思維從“質(zhì)疑”引向“推理論證”。

二、推理論證，聚焦思辨的關(guān)鍵能力

教師要結(jié)合具體的科學(xué)概念、實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)，讓學(xué)生逐步學(xué)習(xí)兩種推理，即從特殊到一般的歸納推理、從一般到特殊的演繹推理。例如，六年級(jí)“產(chǎn)生氣體的變化”內(nèi)容，教師讓學(xué)生觀察白醋和小蘇打的物理特性后，將兩種物質(zhì)混合在一起繼續(xù)觀察。學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，小蘇打遇到白醋會(huì)冒泡，最終小蘇打不見(jiàn)了，說(shuō)明小蘇打溶解在水中了。教師提供更多的小蘇打，讓學(xué)生往白醋里一份一份地加小蘇打。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一開(kāi)始加入小蘇打，杯中瞬間產(chǎn)生了大量的氣泡，小蘇打很快不見(jiàn)了。隨著小蘇打一份份地增加，氣泡越來(lái)越少，并有少量白色粉末沉積在杯底，繼續(xù)添加小蘇打后，氣泡逐漸消失，杯底沉積了大量的白色粉末。教師適時(shí)提問(wèn)：“你們認(rèn)為杯中的液體還是不是白醋，杯中的沉積物是不是小蘇打？”此時(shí)，如果往杯中倒入白醋，消失的氣泡又重新出現(xiàn)了，沉積在杯底的白色粉末也在不斷減少。

上述的一系列現(xiàn)象，為學(xué)生的推理論證提供了豐富的證據(jù)。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象變化與已有的知識(shí)分析：①杯中的液體已經(jīng)不是白醋了。因?yàn)殡S著小蘇打不斷增加，杯中不但沒(méi)有繼續(xù)出現(xiàn)大量的氣泡，反而變少甚至消失了。這有悖于小蘇打遇白醋會(huì)冒泡的屬性。②沉積在杯底的白色粉末是小蘇打。從物理性質(zhì)上看，白色粉末與小蘇打很相似，往里面繼續(xù)倒白醋，消失的氣泡又重新出現(xiàn)了，同時(shí)白色粉末也在不斷減少。遇到白醋，氣泡的重新出現(xiàn)和白色粉末的不斷消失證明沉積物就是小蘇打。

在整個(gè)實(shí)踐論證過(guò)程中，學(xué)生錯(cuò)誤地將小蘇打消失的現(xiàn)象歸結(jié)于溶解，教師用一個(gè)問(wèn)題聚焦他們的思維，讓他們?cè)谙乱粋€(gè)實(shí)踐中用推理論證的方式思辨。學(xué)生知道，食鹽溶解在水中，雖然食鹽看不見(jiàn)了，但是那杯液體叫食鹽水，里面既有水，也有食鹽，通過(guò)加熱分離這杯液體，仍舊能將食鹽和水分離開(kāi)來(lái)。但此時(shí)，不斷往白醋中一份份地加小蘇打，經(jīng)過(guò)上述推理論證，液體已不再是白醋，更無(wú)法將白醋分離出來(lái)，所以它與溶解是有本質(zhì)區(qū)別的。這一概念的形成過(guò)程，就是利用推理論證的方式深度理解物質(zhì)變化的本質(zhì)屬性。通過(guò)思辨，學(xué)生更清晰地認(rèn)識(shí)到哪些是“本質(zhì)屬性”，哪些是“關(guān)鍵特征”，怎么判斷才更嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。

課堂上，學(xué)生推理論證的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)已有結(jié)論、方法的再檢驗(yàn)和再確認(rèn)，然后提出建設(shè)性的新觀點(diǎn)或新方案。如果原觀點(diǎn)完全正確，就提煉出方法、結(jié)論，并應(yīng)用遷移到新情境中；如果完全錯(cuò)誤，就需要從源頭尋找出錯(cuò)的原因，并進(jìn)行修正；如果部分正確，就需要尋找不夠全面、準(zhǔn)確的原因，并對(duì)原有的思維過(guò)程進(jìn)行調(diào)整和完善，以彌補(bǔ)原有的漏洞，得到更全面、準(zhǔn)確的結(jié)果。

在“產(chǎn)生氣體的變化”內(nèi)容中，學(xué)生通過(guò)剛才的推理論證，對(duì)化學(xué)變化的本質(zhì)有了一定的認(rèn)識(shí)。為引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用遷移，教師提供了一個(gè)新的情境：

教師準(zhǔn)備了一杯透明的液體，把白醋倒入這杯透明的液體中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)液體中產(chǎn)生了大量的氣泡，于是推斷：“我猜測(cè)小蘇打先溶解在水中，所以我們看到的透明液體是小蘇打溶液……”

這個(gè)新情境建構(gòu)了一個(gè)用內(nèi)化知識(shí)解決新問(wèn)題的應(yīng)用平臺(tái)，既包含了溶解這樣的物理性質(zhì)，又包含了復(fù)雜的化學(xué)性質(zhì)，需要學(xué)生利用新建構(gòu)的概念進(jìn)行甄別。這幫助學(xué)生捋清了一個(gè)問(wèn)題：同樣是液體，水和白醋分別與小蘇打混合的不同變化，這也是溶解這類物理變化與化學(xué)變化的本質(zhì)不同。在新情境中的應(yīng)用遷移，深化了學(xué)生對(duì)化學(xué)變化更核心、本質(zhì)的理解。

三、表達(dá)觀點(diǎn)，發(fā)展思辨的外顯技能

課堂交流中，教師的目光不能只盯在所謂的正確結(jié)果上，更應(yīng)該關(guān)注和培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)思維的過(guò)程。日常教學(xué)中，有的學(xué)生表達(dá)能力弱，發(fā)言簡(jiǎn)短，不能很好地表達(dá)自己的所思所想。為了鼓勵(lì)學(xué)生思辨，教師可以把一些基本的思考模式制作成各種各樣的海報(bào)、畫(huà)冊(cè)貼在教室四周的墻上。例如，“我同意，因?yàn)椤薄拔屹|(zhì)疑，我還想補(bǔ)充……因?yàn)槲彝茢唷薄耙驗(yàn)椤翌A(yù)測(cè)……我的結(jié)論是……”“我不同意……我想舉一個(gè)反例……”。這些提示可以讓學(xué)生在耳濡目染中逐步養(yǎng)成思辨習(xí)慣。教師還可以結(jié)合一些簡(jiǎn)單又實(shí)際的思辨性問(wèn)題，提升學(xué)生建立邏輯關(guān)聯(lián)和表達(dá)觀點(diǎn)的能力。現(xiàn)以四年級(jí)《種子里孕育著新生命》一課的教學(xué)為例進(jìn)行說(shuō)明。

教師A

師：請(qǐng)同學(xué)們解剖蠶豆種子，觀察它有哪些結(jié)構(gòu)？

（學(xué)生解剖、觀察后匯報(bào)。）

生：最外層是種皮，里面是白色的。

生：里面的叫胚。我知道上面還有胚根、胚芽和子葉。

師：還有補(bǔ)充嗎？

（學(xué)生的手都放下來(lái)，因?yàn)樗麄冇X(jué)得已經(jīng)匯報(bào)完，沒(méi)有內(nèi)容可說(shuō)了。）

教師B

師：請(qǐng)同學(xué)們解剖蠶豆種子，一邊觀察它的結(jié)構(gòu)一邊思考：為了讓種子成功發(fā)芽，種子各結(jié)構(gòu)起到了哪些作用？

（學(xué)生解剖、觀察后匯報(bào)。）

生：種子的最外層有種皮，它有保護(hù)的作用，因?yàn)槔锩娴慕Y(jié)構(gòu)很重要。

生：種皮干的時(shí)候是硬的，軟了才好剝，所以有保護(hù)作用。

生：泡過(guò)水的蠶豆種子變得更大了，更容易讓植物從里面頂破種皮出來(lái)。

生：我發(fā)現(xiàn)蠶豆里面摸上去厚厚的，面積最大的是子葉。作用我不知道。

師：同學(xué)們想一想，一株正在生長(zhǎng)的植物是怎么獲取營(yíng)養(yǎng)的？

生：葉子進(jìn)行光合作用，把營(yíng)養(yǎng)輸送給植物全身。植物的根吸收泥土中的營(yíng)養(yǎng)，輸送給全身。

生：（突然喊道）種子沒(méi)有根和葉子。

師：那它的營(yíng)養(yǎng)從哪里來(lái)？原來(lái)植物媽媽有辦法，它會(huì)給植物寶寶掛一個(gè)“奶瓶”（子葉），先內(nèi)部提供營(yíng)養(yǎng)，慢慢長(zhǎng)出了根和葉子后，內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)也消耗得差不多了，它們就能到外部去獲取營(yíng)養(yǎng)了，所以當(dāng)植物發(fā)芽了，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的子葉也都干癟了。

師：還能發(fā)現(xiàn)什么？

生：有胚根、胚芽，我猜胚根會(huì)發(fā)育成根，因?yàn)榕吒幸粋€(gè)“根”字。

生：我也同意胚根會(huì)長(zhǎng)成根，因?yàn)橹参锇l(fā)芽先長(zhǎng)根，胚根在最外面。

生：胚芽會(huì)長(zhǎng)成莖和葉，因?yàn)闃幼佑悬c(diǎn)像。

師：老師在給你們準(zhǔn)備材料的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)有些蠶豆被蟲(chóng)子蛀了，你認(rèn)為蛀在哪里不影響種子的萌發(fā)？

生：子葉，因?yàn)橹俗尤~只會(huì)讓種子營(yíng)養(yǎng)不良，蛀了胚根、胚芽就長(zhǎng)不出根、莖、葉了，種子就不能萌發(fā)了。

教師讓學(xué)生開(kāi)展觀察活動(dòng)時(shí)，如果問(wèn)題指向單一，他們的觀察也會(huì)變得單一，甚至可能記住幾個(gè)名稱就算觀察完成了。教師A的教學(xué)中，學(xué)生只會(huì)簡(jiǎn)單匯報(bào)看到的表象，幾乎無(wú)人補(bǔ)充。教師B的教學(xué)中，教師在學(xué)生觀察前拋出結(jié)構(gòu)與功能的問(wèn)題，他們的學(xué)習(xí)因此有了思辨性。結(jié)構(gòu)是觀察的對(duì)象，功能是思辨的結(jié)果。學(xué)生自發(fā)地用多種方式觀察，并通過(guò)觀察和推理建立邏輯關(guān)聯(lián)時(shí)，他們思維就逐漸清晰了。學(xué)生在交流匯報(bào)時(shí)，根據(jù)判斷作出合理的解釋，與其他同學(xué)相互補(bǔ)充，根據(jù)多元證據(jù)作出判斷，形成共識(shí)。這樣的思辨過(guò)程，不但讓學(xué)生的邏輯思維能力得到發(fā)展，也讓他們的表達(dá)能力得到提升。因此，當(dāng)教師提出被蟲(chóng)蛀了的種子哪些還能萌發(fā)時(shí)，學(xué)生馬上就會(huì)聯(lián)系結(jié)構(gòu)與功能做出準(zhǔn)確的判斷。

小結(jié)

培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)質(zhì)疑的習(xí)慣可以促進(jìn)他們的科學(xué)學(xué)習(xí)從膚淺走向深刻、從表層走向?qū)嵸|(zhì)。課堂上教師讓學(xué)生多問(wèn)為什么，從不同角度考慮問(wèn)題，用證據(jù)說(shuō)話，對(duì)待現(xiàn)實(shí)情境中的問(wèn)題保持客觀理性的態(tài)度，從而發(fā)展他們的思辨能力。學(xué)生思辨能力的形成不是一蹴而就的，需要在日常教學(xué)中常態(tài)化實(shí)踐才能逐步形成，這會(huì)為他們核心素養(yǎng)的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（作者單位：浙江省杭州市余杭區(qū)良渚沈括小學(xué)）

參考文獻(xiàn)

[1]喻伯軍.小學(xué)科學(xué)教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2019.

[2]潘文清.例談在科學(xué)論證中理解科學(xué)概念[M].北京：高等教育出版社，2023.