思辨能力即指分析、推理、判斷、辨析等能力,為科學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分。在科學(xué)新課標(biāo)視域下,教師要努力創(chuàng)設(shè)思辨情境,提供自主探究的場(chǎng)域,引領(lǐng)學(xué)生敢于思維、嚴(yán)于思維、善于思維、勇于思維,優(yōu)化潛在思維品質(zhì),在思維碰撞中培養(yǎng)縝密的思考能力和邏輯推理能力,引發(fā)高階思維,摒棄浮于表面、流于形式的無(wú)效探究,讓真實(shí)而有效的探究活動(dòng)自然發(fā)生。
一、創(chuàng)設(shè)奇趣性思辨情境
興趣是最好的老師。教師要利用小學(xué)生好奇、好問(wèn)等特點(diǎn),把大千世界中的科學(xué)知識(shí)設(shè)置成奇趣性思辨情境,開(kāi)啟樂(lè)學(xué)之門(mén)。誘發(fā)“心求通而未得”的探究質(zhì)疑心態(tài),促使學(xué)生的認(rèn)知情感由潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)入積極狀態(tài),由自發(fā)的好奇心變?yōu)閺?qiáng)烈的求知欲,產(chǎn)生躍躍欲試的主題探究意識(shí)。執(zhí)教《空氣占據(jù)空間》一課時(shí),我組織學(xué)生開(kāi)展以下實(shí)驗(yàn):把一團(tuán)紙巾放在一個(gè)紙杯的底部,然后把紙杯豎直扣入水中,設(shè)問(wèn)紙巾會(huì)濕嗎?為什么?學(xué)生操作順利,很快弄懂了其中的原理:由于杯中的空氣占據(jù)了空間,因此水不能進(jìn)入杯中沾濕紙巾。我沒(méi)有停留于這一步,而是趁熱打鐵創(chuàng)設(shè)了一個(gè)奇趣性思辨情境:假如紙杯中的空氣跑出去,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢?怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)印證呢?學(xué)生的思維一下子被激活了,紛紛設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,產(chǎn)生了許多奇思妙想:把紙杯傾斜放入水中,空氣會(huì)跑出去,水就沾濕紙巾;在紙杯底扎個(gè)小孔,空氣肯定會(huì)跑出來(lái)……動(dòng)手驗(yàn)證了猜想,同學(xué)們興奮不已。在此基礎(chǔ)上我順勢(shì)追問(wèn):你們真的“看見(jiàn)”空氣從里面跑出來(lái)了嗎?同學(xué)們自然不甘示弱:把杯子傾斜放入水中,只見(jiàn)杯口有許多氣泡冒出來(lái)……他們思索著、交流著,思維異?;钴S。我看見(jiàn)證奇跡的時(shí)機(jī)已到,就給每個(gè)小組發(fā)了一小瓶泡泡液。同學(xué)們小心翼翼地把泡泡液涂在杯底小孔上,再將紙杯豎直扣入水中,發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)小氣泡從杯底小孔中冒出來(lái)?!拔覀冋娴目匆?jiàn)空氣跑出來(lái)了!”同學(xué)們歡呼雀躍,臉上露出了成功的笑容。
二、構(gòu)建沖突性思辨情境
構(gòu)建沖突性思辨性情境能打破學(xué)生思維的平衡狀態(tài),促使學(xué)生思維亢奮,情不自禁產(chǎn)生一種緊張的內(nèi)驅(qū)力,迫切需要從不平衡中尋找新的平衡,這時(shí)深度學(xué)習(xí)自然發(fā)生。教師宜把握有利教學(xué)時(shí)機(jī)創(chuàng)設(shè)好沖突性思辨情境,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究欲望,形成積極的認(rèn)知氛圍和情感氛圍,優(yōu)化思維方式,提高思維品質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的最優(yōu)化。學(xué)習(xí)《杠桿類(lèi)工具的研究》一課時(shí),對(duì)于訂書(shū)機(jī)屬于哪類(lèi)杠桿,出現(xiàn)了兩種完全不同的看法,多數(shù)同學(xué)認(rèn)為是不省力也不費(fèi)力杠桿,理由是訂書(shū)時(shí)手和訂書(shū)處是重合的,也就是說(shuō)用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離等于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離。但有兩位同學(xué)非??隙ǖ卣J(rèn)為是費(fèi)力杠桿。我及時(shí)表?yè)P(yáng)他們敢于說(shuō)“不”的質(zhì)疑精神,并抓住這一有利教學(xué)時(shí)機(jī)來(lái)構(gòu)建沖突性思辨情境。于是讓這兩位學(xué)生拿著訂書(shū)機(jī)在實(shí)物投影儀下進(jìn)行演示。只見(jiàn)他們把手放在訂書(shū)機(jī)的中央,提醒其他同學(xué)說(shuō):訂書(shū)時(shí)作用點(diǎn)在中間,用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離小于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離,所以是費(fèi)力杠桿。可最后結(jié)果釘子就是不聽(tīng)使喚,怎么也按不下去。這到底是什么原因呢?同學(xué)們就這兩種矛盾的觀點(diǎn)展開(kāi)了深入探究,在集體智慧的沖浪下恍然大悟:杠桿的用力點(diǎn)、阻力點(diǎn)、支點(diǎn)決定了杠桿的類(lèi)型。哪怕是同一種工具,操作方法不同,它的三個(gè)位置就會(huì)發(fā)生改變,只有選擇合適的位置,才能做到既省力又方便。
認(rèn)知心理學(xué)研究成果表明:認(rèn)知矛盾是動(dòng)機(jī)的源泉。最有利于激發(fā)內(nèi)在動(dòng)機(jī)的方法是讓學(xué)習(xí)者置身于具有沖突的情境之中。教師要適切創(chuàng)設(shè)沖突性思辨情境,提供誘因,有效引起學(xué)生認(rèn)知的不平衡,使其產(chǎn)生矛盾心理,在內(nèi)心深處激發(fā)出強(qiáng)烈的探究欲望、學(xué)習(xí)期待。在解決具體沖突的過(guò)程中,促進(jìn)思維的高水平發(fā)展。
三、營(yíng)造批判性思辨情境
大疑則大進(jìn),小疑則小進(jìn)??茖W(xué)教師要積極營(yíng)造批判性質(zhì)疑情境,鼓勵(lì)學(xué)生不輕易接受現(xiàn)成結(jié)論,擺脫定勢(shì),打破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的束縛和影響,敢于向同學(xué)挑戰(zhàn)、向教師挑戰(zhàn)、向書(shū)本挑戰(zhàn),于有疑處窮原竟委,或揣摩或比較或推理或分析,歷經(jīng)思維挑戰(zhàn)的過(guò)程,引發(fā)有意義的內(nèi)生成,推進(jìn)思維水平的高效發(fā)展。學(xué)習(xí)《磁極的相互作用》時(shí),一位同學(xué)說(shuō):“我認(rèn)為‘磁鐵的同極相互排斥,異極相互吸引’這個(gè)結(jié)論不正確,這里的兩塊磁鐵是同極相吸的?!痹瓉?lái)他那里兩塊磁鐵相同顏色的兩頭真的吸在一起了。兩塊磁鐵一長(zhǎng)一短,短的一塊怎么都是紅色呢?原來(lái)這是摔斷了的兩塊磁鐵,正好斷在紅色一端的中間。我立馬意識(shí)到這是一個(gè)引發(fā)學(xué)生深度思考的良好契機(jī)。首先肯定了該同學(xué)不唯書(shū)、不唯眾、不唯師的懷疑精神,接著順勢(shì)追問(wèn):“原來(lái)這是摔斷了的磁鐵,怎么會(huì)出現(xiàn)兩頭相互吸引的情況呢?我們能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解開(kāi)其中的謎底呢?”一石激起千層浪,各小組興致勃勃討論起來(lái)。有的向我借以前實(shí)驗(yàn)時(shí)摔斷了的磁鐵,有的干脆敲碎了手中的磁鐵……時(shí)而凝心聚神,時(shí)而激烈爭(zhēng)辯。通過(guò)緊張的驗(yàn)證后,終于明白了剛才所謂“同極相吸”是怎么回事了,原來(lái)是一塊磁鐵摔成兩部分,每一部分都有南北極。
孟子云:盡信書(shū)則不如無(wú)書(shū)。假如迷信或盲從,勢(shì)必會(huì)使科學(xué)課成為一潭死水。唯有營(yíng)造好批判性質(zhì)疑情境,引導(dǎo)學(xué)生深入研究,抱著懷疑精神來(lái)探究,才能真正揭示事物的奧秘,發(fā)現(xiàn)事物的規(guī)律,達(dá)到“為有源頭活水來(lái)”的境地。
四、設(shè)置預(yù)測(cè)性思辨情境
猜想是學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的重要組成部分。如果沒(méi)有猜想,那么探究就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。教師宜根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)置預(yù)測(cè)性思辨情境,鼓勵(lì)學(xué)生展開(kāi)思維的隱形翅膀,在寬容、放松、自由狀態(tài)中提出多樣的充滿(mǎn)想象力的問(wèn)題,學(xué)會(huì)分析、審視、甄別、篩選,充分展現(xiàn)其內(nèi)在思維過(guò)程,有理有據(jù)進(jìn)行科學(xué)猜想并善于表達(dá)出來(lái),真正助推真實(shí)探究的自然發(fā)生。在執(zhí)教《冷水和熱水》一課時(shí),我精心設(shè)計(jì)了“開(kāi)心煮小魚(yú)”的有趣實(shí)驗(yàn):取一個(gè)大試管,里面裝滿(mǎn)水,再放入一條金魚(yú),將試管傾斜固定在鐵架臺(tái)上,然后設(shè)置了一個(gè)預(yù)測(cè)性思辨情境:請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)猜測(cè)加熱試管上部的水直至沸騰,那么試管底部的金魚(yú)會(huì)不會(huì)燙死呢?有同學(xué)認(rèn)為水加熱后溫度升高,魚(yú)必定會(huì)被燙死;有同學(xué)根據(jù)“熱升冷降”規(guī)律推測(cè),雖然試管上部的水沸騰了,但下面的水溫度還是比較低,因此魚(yú)不會(huì)被煮死;有同學(xué)認(rèn)為試管里的氧氣會(huì)越來(lái)越少,最后魚(yú)會(huì)窒息而死……同學(xué)們迫不及待想用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:金魚(yú)安然無(wú)恙,用手一摸試管的底部,還是涼的,不少同學(xué)流露出了驚訝的神情。我順?biāo)浦?,讓學(xué)生明白燒水時(shí)為何要加熱水壺的底部,其實(shí)就是“熱升冷降”原理在生活中的實(shí)際運(yùn)用。
科學(xué)課中有很多可以讓學(xué)生作出猜想和解釋的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師應(yīng)充分利用這些資源,設(shè)置好預(yù)測(cè)性思辨情境,推動(dòng)學(xué)生的自主探究,發(fā)展學(xué)生的思維能力和想象能力,使學(xué)生的思維更靈活、更廣闊。
(作者單位:江蘇省蘇州市吳江實(shí)驗(yàn)小學(xué))