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)由于探究時間長、探究過程復(fù)雜，往往會使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時忘卻實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、迷失?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)的過程中鍥而不舍地朝著預(yù)期的目標(biāo)前進(jìn)。比如，四年級上冊《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。通過對兩組實(shí)驗(yàn)的觀察，學(xué)生基本能總結(jié)出溶解的特性。通過猜測、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)生在生活中很多時候不能細(xì)致地觀察溶解的過程，所以這一課我選用高錳酸鉀這種物質(zhì)，讓學(xué)生通過直接觀察，描述高錳酸鉀溶解于水后逐漸變化的過程。通過對不同物質(zhì)在水中的溶解進(jìn)行對比，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，讓學(xué)生更大程度地吸收知識、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)活動中最具有探索意義、最有魅力的一個過程，這種最終能得到實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的假說就是通向發(fā)現(xiàn)的敲門磚。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的提問，主要目的在于發(fā)展和引導(dǎo)學(xué)生的思維活動，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作能引起學(xué)生激烈的思維活動，因而科學(xué)課堂上開展什么實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該讓學(xué)生提出?！缎W(xué)科學(xué)學(xué)科教學(xué)建議》也提到“探究從問題開始，教師要善于鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題”?？茖W(xué)課上的每一個實(shí)驗(yàn)，都是為解決科學(xué)學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的問題，有問題，才會有實(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)要研究的問題。對于學(xué)生的問題，教師要充分調(diào)控，化繁為簡，及時剔除那些沒有研究價值的問題。教師要引導(dǎo)學(xué)生提問：對于這個實(shí)驗(yàn)操作，你們還有什么問題？由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動不是由教師提出，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：你看到了什么現(xiàn)象？對于晝夜交替現(xiàn)象，你有什么問題要提出？從而引出“地球上的晝夜現(xiàn)象為什么會不斷交替出現(xiàn)呢？”這個問題。教師可進(jìn)一步質(zhì)疑：晝夜交替現(xiàn)象是不是跟太陽、地球的運(yùn)動有關(guān)呢？如果有關(guān)，那么你們猜想它們怎樣運(yùn)動才會導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生呢？于是學(xué)生提出很多種假說，教師及時排除一些明顯不正確的假說，如，地球不動、太陽自轉(zhuǎn)等。然后讓學(xué)生依據(jù)自己提出的假說，開展實(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，然后通過論證來尋找答案。而學(xué)生的合作探究活動往往能激發(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)之前都要有一個實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。這項(xiàng)活動可以在腦子里，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，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目的。

比如，我在上《運(yùn)動與摩擦力》這課時，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，是這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

師：你們都進(jìn)行了大膽預(yù)測，怎么證明我們的推測呢？

生：做實(shí)驗(yàn)。

師：而且是對比實(shí)驗(yàn)。

師：為了快速地完成實(shí)驗(yàn)，咱們來分分工好嗎？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？只改變一個條件，你準(zhǔn)備怎么改變？具體怎么操作？需要注意哪些問題？

小組快速討論，并填寫記錄單前兩列。（只討論，不做實(shí)驗(yàn)）

讓學(xué)生在挑選材料的過程中對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有一個預(yù)測和推理。

像這樣的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)例子還有許多許多，雖然沒有讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，卻在思想上已經(jīng)形成了做實(shí)驗(yàn)的方法，比事前什么都沒有思考就直接做實(shí)驗(yàn)，對于學(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)生主動參與、動手動腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過程。只有學(xué)生積極主動地參與活動，課堂教學(xué)才有生成，這樣的課堂也才是生動的有效課堂。

遇到比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)活動，就需要教師集體指導(dǎo)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中少走彎路，提高成功率。巡視指導(dǎo)適合比較簡單的實(shí)驗(yàn)，教師在巡視過程中能及時發(fā)現(xiàn)問題。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，學(xué)生在做“日食形成原因”模擬實(shí)驗(yàn)時，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)時太快，以至于小組其他學(xué)生無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和地球，因此在地球上根本不會有月球的影子。這兩種操作法都無法形成日食現(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，我在巡視時，指出個別組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的錯誤做法，并指導(dǎo)他們怎樣正確操作實(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

交流匯報是學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行思考、得出結(jié)論、形成概念模型的過程。做好這一環(huán)節(jié)的工作、實(shí)際上是對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個升華。但課堂上我們經(jīng)常見到這樣的現(xiàn)象：部分學(xué)生還沉浸在有趣的探究中，顧不上傾聽其他學(xué)生的匯報展示；或者由于實(shí)驗(yàn)時間不足，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，教師對匯報表現(xiàn)突出的小組要適時獎勵，更要對認(rèn)真傾聽的小組大張旗鼓地集體獎勵。獎勵可以是口頭表揚(yáng)或適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)獎勵，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)時表現(xiàn)好的小組的照片。這些做法有時會有意想不到的效果?；咏涣鳎◣熒?、生生互動，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性的時候，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。我分為兩個層次來和學(xué)生一起研討。

（一）探究自己組簡易擺具有等時性

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

生：我們每分鐘擺動次數(shù)差不多，可能有誤差。

師：你們組的擺是不是在相同時間內(nèi)擺動次數(shù)相同呢？

生：是。

師：第二組的數(shù)據(jù)呢？

（3個組分別匯報）

師：第四組，你們組呢？

生：我們組不能說明等時性呢。

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)，最后才能得出一個科學(xué)結(jié)論。

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

（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：每分鐘擺動的次數(shù)不一樣。

師：這說明什么呢？

生：擺擺動的快慢不一樣。

師：這個組的擺每分鐘擺動40 次，這個組每分鐘擺動60次，你能提出什么問題呢？

師：不同的擺擺動快慢不一樣了？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：擺繩長短。

師：有的組擺繩長，有的擺繩短。

生：我們有的時候拉到這個程度，有時拉到這個程度，是不是跟這個也有關(guān)？

師：擺繩拉開的程度叫擺幅。

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

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

師：我給大家做了這個實(shí)驗(yàn)，我們來數(shù)一下。咱們別計(jì)時一分鐘了，15秒行不行？

生：行，只要相同時間就行。

（播放三個擺幅視頻）

師：你們發(fā)現(xiàn)什么了？

生：相同時間內(nèi)，擺動的次數(shù)都是8。

師：說明什么問題？

生：擺幅大小與擺動快慢無關(guān)。

師：那么，擺動快慢跟擺幅無關(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)生在小組匯報過程中，交流、匯報、傾聽、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)課會讓學(xué)生興趣更濃，更有思考方向，對學(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。