科學(xué)探究過程中思維定式的成因及對策

浙江寧波市北侖區(qū)小港實驗學(xué)校 丁言君

羅貫中的《三國演義》中，諸葛亮巧設(shè)“空城計”，使得堂堂大將司馬懿吃了思維定式的大虧。而在我們的科學(xué)探究教學(xué)中，同樣也能看到學(xué)生因思維定式而造成的許多探究過程中的錯誤，它不僅會左右探究的過程，甚至還會對探究的結(jié)果產(chǎn)生影響。那么，我們該如何探知學(xué)生科學(xué)探究過程中消極的思維定式呢？該如何在日常的教學(xué)過程中弱化學(xué)生對思維定式的依賴呢？這些都是值得我們關(guān)注的話題。

一、以數(shù)據(jù)為證，探知學(xué)生思維的“異響”

在執(zhí)教五年級下冊《擺的研究》一課時，根據(jù)五年級已有的認(rèn)知水平，筆者嘗試了新的教學(xué)方法：從常見的擺鐘引入對擺結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，通過對教師的擺與各組學(xué)生自己組裝的擺的速度差異，引發(fā)學(xué)生對“影響擺速度的因素”的思索，從而展開自主的探究活動。

教師讓學(xué)生自己組裝擺后，分工協(xié)作，測出擺30秒擺的次數(shù)，問：觀察數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：各個組擺的速度有快有慢。

生：都比較接近30 秒30 下，可又不完全相同。（擺長相對比較接近）

教師繼而追問：為什么擺的速度會不一樣呢？擺的速度究竟和哪些因素有關(guān)呢？

隨后，教師讓學(xué)生進(jìn)行15 分鐘的自主探究。而教師在這過程中根據(jù)學(xué)生的需求提供研究表格，并以小紙條溫馨提示，糾正學(xué)生探究過程中的小錯誤。

在巡視學(xué)生自主探究的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)第10 組的研究熱情很高，數(shù)據(jù)也很快被整理了出來。于是，各組交流數(shù)據(jù)的時候，他們首先作為代表進(jìn)行了匯報。但當(dāng)他們的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在黑板上時，筆者大吃一驚。

擺的快慢可能與擺錘的質(zhì)量有關(guān)

分析數(shù)據(jù)：輕擺錘的擺每10秒鐘擺了10 次，重擺錘的擺每10秒鐘擺了10 次，所以，我們認(rèn)為擺的速度與擺錘的重量無關(guān)。

小組研究時，記錄的表格。

擺的快慢可能與擺錘的質(zhì)量有關(guān)

分析數(shù)據(jù)：輕擺錘的擺每10秒鐘擺了9 次，重擺錘的擺每10秒鐘擺了10 次，所以，我們認(rèn)為擺的速度與擺錘的質(zhì)量有關(guān)。

全班交流時，呈現(xiàn)的表格。

比較兩個表格中加粗部分的數(shù)據(jù)，很明顯，數(shù)據(jù)被人為地篡改了。同時，結(jié)合我們常用的取中間值的數(shù)據(jù)提取方法，這個數(shù)據(jù)的變更，使實驗的結(jié)論發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。一個本與擺的速度無關(guān)的因素（擺錘的質(zhì)量），轉(zhuǎn)眼就變成了影響擺的速度的因素。

當(dāng)筆者充滿疑惑，再三詢問第10組的想法后，記錄員說了實話：在實驗結(jié)束后，大家都覺得擺錘質(zhì)量應(yīng)該是會影響擺的速度的，所以最后變更了一下數(shù)據(jù)。修改數(shù)據(jù)，以使數(shù)據(jù)“符合”結(jié)論。

二、以課堂為鏡，尋覓“篡改數(shù)據(jù)”的根源

學(xué)生為什么要去篡改數(shù)據(jù)？為什么教師的問題這么容易誤導(dǎo)學(xué)生的思維。

細(xì)細(xì)推敲，課堂上，學(xué)生的數(shù)據(jù)偏差和教師的問題“誤導(dǎo)”，都僅僅是在實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論形成的過程中起了一個錯誤的導(dǎo)向性作用。但最終“篡改”數(shù)據(jù)，更改結(jié)論，牽著自己跟著教師、跟著別的同學(xué)“思路”走的，恰恰是思維定式。消極的思維定式是束縛創(chuàng)造性思維的枷鎖。

結(jié)合本課分析學(xué)生篡改數(shù)據(jù)的原因，首先，是原有知識的影響。學(xué)生普遍認(rèn)為重的擺錘和大的幅度都會為擺帶來額外的速度加成，從而加快擺的速度。其次，是學(xué)生揣摩教師的問題，結(jié)合以往經(jīng)驗分析得出，教師想要的結(jié)論是擺錘質(zhì)量會影響擺的速度。學(xué)生越來越會察言觀色，于是越來越容易掉進(jìn)教師有意、無意設(shè)置的陷阱里。最后，傳統(tǒng)的趨眾心理也不容小視，同伴的意見很容易左右學(xué)生自己的結(jié)論?，F(xiàn)在有個性的學(xué)生很多，但有獨立見解的學(xué)生卻并不多，有獨立見解并能通過數(shù)據(jù)、事例來堅持自己觀點的學(xué)生更是鳳毛麟角。

因此，在本次研究中，學(xué)生思維定式的成因除了生活經(jīng)驗的干擾，還有迷信權(quán)威、揣摩教師想法，以及趨眾心理的影響。

三、以學(xué)生為本，突破學(xué)生消極的思維定式

那么，在科學(xué)教學(xué)中，如何打破消極思維定式的壁壘，筆者覺得可以在以下幾點進(jìn)行努力和嘗試。

1.理清課堂脈絡(luò)，明晰問題指向

教師應(yīng)該以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待每一堂科學(xué)課。除了“吃”透教材、巧妙預(yù)設(shè)，更重要的是在“備學(xué)生”上下足功夫。隨著新課程的深入，“學(xué)生不是一張白紙”的理念深入人心，我們也越來越意識到發(fā)掘?qū)W生前知識來為新學(xué)知識服務(wù)的重要性和有效性。然而在這過程中，更多的人考慮到的是，發(fā)掘有價值的前知識和積極的思維定式，往往忽略了如何去避免消極的思維定式，避免前知識對新學(xué)內(nèi)容的沖擊。

如同在這《擺的研究》一課中，教師雖然預(yù)設(shè)到了，學(xué)生根據(jù)固有的經(jīng)驗會認(rèn)為擺的質(zhì)量和擺幅會影響擺的速度。但對這種思維在學(xué)生中的深刻程度，以及對后續(xù)實驗的影響力，考慮不夠周到，引導(dǎo)難言有效。

試想，如果把問題改成：“擺的速度究竟和什么因素有關(guān)，和哪些因素?zé)o關(guān)呢？”讓學(xué)生在研究有關(guān)因素的同時，暗示無關(guān)因素的存在，問題的指向性更強(qiáng)，相信在本課的研究中，篡改數(shù)據(jù)的事情也許就能避免，學(xué)生消極的思維定式也容易被突破。

教師模糊的提問、不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊龑?dǎo)，都會激化學(xué)生消極的思維定式，將教學(xué)帶入無價值的誤區(qū)。因此，我們在備課時更應(yīng)該考慮周全，預(yù)設(shè)充分。

2.善于鋪設(shè)伏筆，謹(jǐn)防片面經(jīng)驗

從科學(xué)課程的整體結(jié)構(gòu)來看，小學(xué)科學(xué)是遵循兒童學(xué)習(xí)的認(rèn)識規(guī)律，依照由淺入深、由易到難的原則來編排的，其知識的傳授是分階段進(jìn)行的。起始知識，甚至是整個小學(xué)階段大都是單一或不全面的，因此在教學(xué)中要防止因過早地下結(jié)論或簡單地歸納出片面的經(jīng)驗，而干擾了學(xué)生今后的學(xué)習(xí)，形成消極的思維定式。

如在《擺的研究》一課中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)擺的速度與擺的幅度無關(guān)。但在深入地研究之后，學(xué)生會知道擺的幅度超過一定值的時候，還是會對擺的速度產(chǎn)生一定的影響。這就要求教師在授課時有所交代，即“以后我們還將更深入地研究擺的速度與各因素之間的關(guān)系，今天的課只是起點而不是終點。”這樣，為今后知識的延伸埋下了“伏筆”。

這樣的伏筆不僅有利于消除學(xué)生消極的思維定式，更展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律。因為，科學(xué)是發(fā)展的，是一個動態(tài)的過程。任何結(jié)論都可能在未來的某一天得到新的補(bǔ)充、完善，科學(xué)的車輪才能滾滾向前。

3.勇于質(zhì)疑權(quán)威，凝練團(tuán)隊智慧

學(xué)生在漫長的學(xué)習(xí)過程中，常受教師、教材的限制，即對課本、教師盲目信任，進(jìn)而不斷淡化了主動思考的意識。我們應(yīng)該更積極地倡導(dǎo)學(xué)生不要迷信教材和教師的權(quán)威，善于設(shè)“疑”，善于用自己的頭腦去思考問題、分析問題，從而內(nèi)化成自己的真知灼見。當(dāng)然，“疑”不能是盲目的懷疑和否定一切。

因此，在課堂教學(xué)過程中，我們應(yīng)時常引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組、同桌、師生辯論，在這過程中相互補(bǔ)充、相互完善，改變思維的方向和角度，尋覓解決問題的不同方法。引導(dǎo)學(xué)生對同桌、小組同學(xué)、教師的解題思路和解題方法提出不同的見解，并按要求對其自己提出的觀點能做到自圓其說，做到以理服人。

4.淡化統(tǒng)一答案，倡導(dǎo)評價多元

不可否認(rèn)，目前各學(xué)科過多的標(biāo)準(zhǔn)化試題和一刀切的答案，切除的是學(xué)生創(chuàng)新的思維和質(zhì)疑的精神。但我們應(yīng)該意識到，很多試題答案的單一，僅僅是為了批改的便利，而它正以狹隘的視野嚴(yán)重阻礙了學(xué)生思維的發(fā)展。

在科學(xué)課堂上，應(yīng)充分發(fā)掘科學(xué)教材中蘊(yùn)涵著的豐富的創(chuàng)造思維和創(chuàng)造意識的因素及材料，進(jìn)行創(chuàng)造性思維訓(xùn)練；抓住教材的“異點”進(jìn)行發(fā)散思維訓(xùn)練；抓住教材的“疑點”進(jìn)行求異思維訓(xùn)練。

在平時的練習(xí)和試題的編撰過程中，多一些學(xué)生思維的空間，讓學(xué)生學(xué)會“一題多解”和“一解多題”。強(qiáng)化對舊知識的理解，增強(qiáng)舊認(rèn)識結(jié)構(gòu)的可利用性和條理性，實實在在地壘筑創(chuàng)新思維的支點，促進(jìn)思維出現(xiàn)“舉一反三”“觸類旁通”的優(yōu)化趨勢。對學(xué)生個性化的解答多給一些指導(dǎo)的機(jī)會，對學(xué)生看似“不著邊際”的論述多一些寬容、多一點耐心。