實驗與問題“互為驅(qū)動”培養(yǎng)高階思維能力

問題背景

實際教學(xué)中存在教師糾正很多遍，但學(xué)生依然舊錯重犯的情況。這讓教師產(chǎn)生一種失敗感，同時也給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來困擾。師生在處理錯誤表現(xiàn)得情緒化，比如教師在考后把發(fā)揮失常的學(xué)生狠狠批評一頓，學(xué)生把考砸的試卷藏起來或揉成團(tuán)扔掉。我們應(yīng)立足從認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，尋找學(xué)生的犯錯原因，尋找調(diào)節(jié)認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量、減少錯誤發(fā)生的教學(xué)策略，對《物質(zhì)的導(dǎo)電性》進(jìn)行了磨課活動。

教學(xué)過程及設(shè)計意圖

教學(xué)環(huán)節(jié)1：引入生活經(jīng)驗，提出探究問題，培養(yǎng)學(xué)生思維的自覺性

教師：（展示導(dǎo)線）導(dǎo)線在構(gòu)造上有什么特點？

學(xué)生：外殼是塑料不易導(dǎo)電，里面是銅絲容易導(dǎo)電。

教師：（準(zhǔn)備以下物品：玻璃片、橡皮、鉛筆芯、銅片、食鹽水、硫酸銅溶液、自來水、硬幣、粉筆、回形針。）根據(jù)生活經(jīng)驗?zāi)男┤菀讓?dǎo)電？哪些不容易導(dǎo)電？

教師：有什么辦法判斷物質(zhì)的導(dǎo)電性？能否來設(shè)計電路？（提醒學(xué)生在電路中給待測物體留個位置）

學(xué)生：展示電路，說明設(shè)計理由，通過小燈泡亮暗度判斷導(dǎo)電性。

教師：將導(dǎo)電能力轉(zhuǎn)換成看得見的燈泡的亮暗，運用了轉(zhuǎn)換法，利用此電路來驗證我們的猜想。

學(xué)生：四人小組完成實驗并記錄結(jié)果。

【設(shè)計意圖】通過導(dǎo)線引入，設(shè)計電路并實驗初步通過小燈泡的亮暗來判斷物質(zhì)的導(dǎo)電性，又留下疑問：小燈泡不亮就不能導(dǎo)電嗎？學(xué)生產(chǎn)生了疑問和強(qiáng)烈的探究真相的欲望。

教學(xué)環(huán)節(jié) 2：借助工具定量實驗釋疑，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。

教師：燈泡不亮就不導(dǎo)電嗎？

學(xué)生：可能不導(dǎo)電，也可能電流太小燈泡不發(fā)光。

教師：燈泡無法顯示的電流怎么顯示出來呢？可借助什么工具？

學(xué)生：借助電流表。電流表有示數(shù)容易導(dǎo)電，無示數(shù)不容易導(dǎo)電。

學(xué)生四人小組完成實驗并記錄過程。

【設(shè)計意圖】高階思維發(fā)展的起點是質(zhì)疑。本環(huán)節(jié)用小燈泡亮暗程度檢測物質(zhì)的導(dǎo)電性時，質(zhì)疑小燈泡不亮是真的不導(dǎo)電嗎？質(zhì)疑是學(xué)生的思考走向深入的第一步。高階思維的發(fā)展關(guān)鍵是思維的交互、內(nèi)省。思維不是自然發(fā)生的，但是它一定是由“難題和疑問”與“一些困惑、混淆或懷疑”“引發(fā)”的。圍繞“物質(zhì)導(dǎo)電性檢測的”實驗，小燈泡無法顯示的電流怎么顯示出來，學(xué)生想到借助電流表。如何設(shè)計實驗檢測物質(zhì)能否導(dǎo)電，啟發(fā)學(xué)生的思維交互，發(fā)展學(xué)生的高階思維。學(xué)生對科學(xué)方法的理解和掌握程度決定高階思維水平的高低。在判斷物質(zhì)導(dǎo)電性時，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗以求驗證，經(jīng)歷“實驗猜想——方案設(shè)計——實驗驗證——優(yōu)化實驗——再次實驗驗證”的探究過程，逐步完善提升高階思維水平。

教學(xué)環(huán)節(jié) 3：通過精密度更高的儀器實驗，歸納規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。

教師：電流表檢測無示數(shù)的物質(zhì)是否真不能導(dǎo)電？

教師：今天我們介紹靈敏電流表，比電流表更精確，能檢測出微小的電流，以靈敏電流表代替電流表完成檢測。

學(xué)生：完成實驗后完成框架圖。

教師：我們對這10種物質(zhì)分類時，從開始的依靠經(jīng)驗分類到后來一次次分類結(jié)果的改變，是靠什么？

教師：隨著儀器精確度不同，物質(zhì)的分類結(jié)果也不同，技術(shù)的進(jìn)步會推動科學(xué)進(jìn)步。

【設(shè)計意圖】定性和定量分析是認(rèn)識事物的兩種分析方式。在教學(xué)環(huán)節(jié)1中運用定性分析，在教學(xué)環(huán)節(jié)2、3中運用定量分析，使學(xué)生對物質(zhì)的導(dǎo)電性有了進(jìn)一步的認(rèn)識。同時采用“問題鏈”驅(qū)動教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生思考，幫助學(xué)生形成科學(xué)的探究思路，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。

培養(yǎng)高階思維能力的教學(xué)思考

實驗與問題相互驅(qū)動，深化思維

科學(xué)的精髓是以“物”析“理”，物是事實證據(jù)，理是理性思維，而思維不會憑空發(fā)生，是由問題引發(fā)的。我們在科學(xué)教學(xué)中離不開實驗，也離不開問題，這兩者共同驅(qū)動教學(xué)，深化學(xué)生思維。

關(guān)注意義的理解和科學(xué)方法的滲透，優(yōu)化思維

傳統(tǒng)的科學(xué)課堂先演示實驗給出規(guī)律，然后講解內(nèi)涵，對規(guī)律得出過程不重視，缺少對本源理解，學(xué)生思維處于低階思維?？茖W(xué)規(guī)律建立過程中，常常運用觀察和實驗，分析和綜合等科學(xué)方法，而科學(xué)方法的掌握程度，直接影響思維的方式和水平。科學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)該關(guān)注學(xué)習(xí)過程和意義的理解，將科學(xué)思想方法滲透到問題中，讓學(xué)生在解決問題中領(lǐng)悟方法，學(xué)會質(zhì)疑、分析、創(chuàng)造，優(yōu)化思維。