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(师说着将一根条形磁铁平放到一堆回形针上,然后拿了起来,水平呈现在学生眼前) 生1:为磁铁能吸住许多回形针。 生2:为有的地方吸得多,有的地方吸得少。 师:你能再说得具体点吗? 生2:磁铁的两端吸得多,中间吸得比较少。 生3:为这根磁铁越靠两边越吸得多,越靠中间越吸得少而感到奇怪。 师:你的回答不但科学,而且具体,真有科学家的风范。那么,同学们,看着这个现象,你想到了什么? 生4:磁铁两端的吸引力较强,中间部分较弱。 师:这种吸引力我们称它为磁性。 生5:磁铁越靠两端磁性越强,越靠中间磁性越弱。 师:如果在这句话的前面再加上“可能”一词,那就更科学了,因为这是我们猜想的,还没有经过实验验证。现在你能设计一个实验来验证一下这个假设吗? 在这个演示实验中,教师大可直接阐述这种现象,继而直接提问为什么;或者先直接抛出假设,再让学生想方设法证明假设。教师并没有为了“磁铁越靠两端磁性越强,越靠中间磁性越弱”这一科学结论而直奔中心、快马加鞭,而是将实验作为一种生活现象呈现在学生面前,让学生充分感知,并随着教师的引导,学生的思维伴随着观察一步步走向深入,逐渐认识到事物现象后面的本质,经历了“现象问题假设验证结论”的科学过程,并在这个过程中促使学生思维深刻性,对客观事物的敏锐性得到进一步的滋养。 二、在相互表达和倾听中提升思维严密性 科学研究的成功,重大科学奥秘、规律的揭示无不与实验方案设计、实施的严密性有着密切的关系,究其本质则是思维严密性的体现。思维的严密性是在思考问题时能考虑到涉及实验的各个方面,做到“百密而无一疏”。这也是一个科学家的基本素养之一。 说到“表达”与“倾听”这两个词,似乎与语文关系较为密切,在科学课上谈表达、倾听似乎有点不太协调。其实不然,思维是语言的内核,语言是思维的外壳,两者有着密切的联系。学生的表达往往反映了他的内在思维过程,对学生表达的指导,让学生对他人表达的“挑刺”其实就是一个思维的锻炼过程,一种科学思维方法的学习。 在我们的科学课堂中我们经常会碰到一些涉及到自变量、应变量、控制变量方面的一些实验,在这些实验中学生甚至老师最难把握的便是控制变量范围的确定,因为在通常情况下控制变量往往涉及到很多方面,稍有不慎,便会遗漏,致使实验失败。然而这也为我们培养学生思维的严密性提供了一个机会,其中一大策略就是多让学生表达和倾听,听别人意见,对比自己,进行反思,进而提出更富严密性的方案,在不断的交流中吸取他人的长处,弥补自身的不足,并在整个过程中懂得科学的严谨性,明白一项实验的成功须考虑各个方面,甚至是你想不到的方面,在这样的长久的表达和倾听中学生思维的严密性定能有所提高。当然作为教师自身更应该注重倾听和指导了。在科学课上,教师若能关注学生的表达和倾听,抓住其中的缺陷,引领学生认识自身回答的不足,则对学生思维的严密性培养也能起到极为重要的作用。有一位老师在执较温度和温度计这一课时曾有过这样一个插曲。老师让学生用温度计测量一下身边能测量到的温度。结果在反馈时,一位学生汇报的最高温度为39,老师敏锐地认识到了这其中存在的问题,因为当时身边没有其他的材料,最高温度也就是人的体温,到底是学生在谎报还是确实如此呢?教师问学生是怎么测量的,学生就演示了一遍,原来他是用双手搓温度计的方式使温度上升到了39,学生的汇报显然是真实的。但教师却并未就此而罢休,反而向学生提了一个问题:“同学们,你们知道老师刚才为什么会对他的汇报产生怀疑吗?”学生通过讨论、思考,最后明白了这其中的原委。在这个过程中,学生虽然参加的是一个验证的过程,讨论的过程,但他们所收获的又何尝只是一个人的体温在正常情况下只有37这样一个常识呢?若教师不从心底关注学生的表达,又怎能发现这其中的“不科学”,发现这其中蕴涵着的教育资源呢? 记得前几天,在“教育互联”的“和风论坛”上看到过这样一则帖子,在分离混合物这节科学课中,有这么一个实验:让学生想个法子,将混在一起的沙子和黄豆分离开来。其中有一位学生站起来说可以用发芽的方法,先让黄豆发芽,然后把黄豆苗拔掉,这样就将黄豆和沙子分离来了。楼主的意思是面对这样的意外,教师该怎么做?是肯定?直接否定?还是让学生来个各抒己见?显然,这位学生是把黄豆和沙子分离错理解成在沙子中不留下黄豆,他还没有形成分离后的组成物性状不能改变这个基本原理。也许对于这样概念性的错误,我们老师很容易发现,也能轻而易举地让学生转过弯来,但从这表达背后的思维分析来看,这不是一个“简单”的错误,而且有一定的代表性和典型性,像这样的问题我觉得很有讨论的必要。通过讨论让学生明白分离后的物体性状不能改变,明白有些实验具有不可逆的性质,在实验前必须考虑到实验给实验对象本身带来的破坏作用,学会在实验前深思熟虑。 所以,在科学课的交流中,我们也应像语文老师那样关注学生的表达,培养学生的倾听习惯,并在表达和倾听中让学生思维严密性得到进一步的发展,做到三思而后行。 三、在反思和质疑中增强思维批判性 在如今的信息社会,信息是首要的资源,然而当我们面对的是一个信息海洋,当各种信息迎面扑来时,我们就必须具备选择信息,评价信息,作出决策的能力。这就需要我们具有一种独立的批判性思维,不然,我们就有可能被信息的汪洋大海所淹没,被各种似是而非的解决方案所迷惑,被那些真实谎言所误导。正因为如此,有人把批判性思维列为未来社会公民必具的五大技能之一。在美国学校教学课程与评价标准中指出“在课堂中应该形成一种氛围,以批判思维为教育的中心。 思维的批判性主要表现为思维能依据客观条件的变化而及时变化,从而能适应各种不同的情况,这需要有准确的判断和自我批判的态度。表现在学习中就是学生能指对所学东西的真实性、精确性、性质和价值进行个人判断,从而对做什么和相信什么作出合理决策。 增强学生思维批判性的的最关键一点就是要向权威发起挑战,不迷信课本,不迷信教师。比如在马铃薯在水中是沉还是浮一课中,当有学生指着那从溶液中烧出来的白色粉末状物体说是盐时,老师往往用先在水中加盐再烧的方式验证前一次实验中得到的白色粉末状物体是盐。这样的验证真的可以说明这是盐吗?这显然是不科学的。若在此时能问一句“你凭什么知道这就是盐?白色的物体只有盐吗?”从而引导学生向书本挑战,向自身批判。“一节没结论的科学课恰恰是一堂最具科学的课”。在“平面镜成像”的活动中,教材上明确指出物与像等大。可以说这是科学真理,是不容质疑的科学真理,然而在注重证据的科学课堂上有学生却质问老师:物与像的等距是怎么测出来的?这让所有的同学和老师傻了眼。接下去老师该怎么做呢?是一锤定音式的逼学生记住结论还是鼓励学生想办法去证明,将这愿已成为真理的定论变成悬而未决的猜想?我想从为学生一生发展的眼光来看的话,选择后者远比选择前者的意义来得深,来得广。 著名的“姆潘巴”实验,就是热水比冷水先结冰的现象。从1963年“发现”这一结论至今已差不多有42年的历史,可几乎所有看到过这一论断的人都相信了,但在去年11月起,在上海向明中学科技名师黄曾新的指导下,上海市的3名女中学生向明中学的庾顺禧、叶莎莎和上海中学的董佳雯,开始研究姆潘巴现象。4个月来,她们利用糖、清水、牛奶、淀粉、冰淇淋等多种材料,采用先进的多点自动测温记录仪,在记录了上万个数据后进行多因素分析,最后得出结论:在同质同量同外部温度环境的情况下,热液体比冷液体先结冰是不可能的,并提出了引起误解的三种可能。她们认为,只有当冰箱有温差、牛奶含糖量不同或糖没有溶解、含有较多淀粉等非液体成分时,姆潘巴现象才有可能发生。 无论是聂利对蜜蜂发声秘密的探究,还是庾顺禧、叶莎莎和董佳雯对世界权威的质疑都体现着那份可贵的批判性思维,注重实证的科学精神,他们所带给同伴乃至整个社会的价值影响远在他们探究出结论之上。因为我们都知道科学是发展的,今天的真理到了明天也许就成了古董,被更加先进、更加科学的结论所替代。以前一直认为亚里士多德的物理学是千古不变的真理,然而牛顿的力学一产生,立即被社会所淘汰,接着又有了比牛顿物理学更科学、更深广的爱因斯坦“相对论”。这一切的变化,进步都来自于思维的批判。 批判的过程实质上是一个提问的过程,而提问本身就是一个批判的形式。在课堂上我们要把自己当成是学生的伙伴,一定要保持人格上的平等,不但要容许学生质疑提问,还要有意识地去激发培养学生的思维批判性,多问一个“真是这样的吗?”,促使学生多反思,多质疑,这些看似平凡的反思、质疑必将促进学生思维中批判性的增强,为学生科学素养的形成产生积极的作用。 四、在解决具体问题的情境中锻炼思维灵活性 思维灵活性是创新思维的必要条件。思维的灵活性,表现在对具体问题的解决能从实际出发,随机应变,能根据问题的具体特点采取行之有效的解决方法,而不是墨收陈规。 例如在三上年级“动物单元”中“观察蚂蚁”、“哪只蝗虫跳得远”等活动的最主要的目的不是让学生观察蚂蚁是怎么样的,蝗虫最远能跳多远,而在于鼓励学生多动脑筋,想出有效的方法去观察观察蚂蚁,准确测量蝗虫跳的距离。在想方设法解决具体的问题中去锻炼学生思维的灵活性。 在我们日常的教学中,课堂上所需的器材往往是教师给学生们预备好的。即使让学生去准备,到底要准备些什么,也往往是由老师作出安排。一件不多,一件不少。在实验中也一样,先做什么,后做什么,往往由老师在实验前作好了指导,学生们也就按老师的要求一步步将实验进行到底。这样一来,效率是高,但是长期以往对学生科学素养的培养肯定是不利的,在这样的课堂上学生除了学到的科学知识外,剩下的我觉得全是“按部就班”了。这样的孩子是不适应社会生活的,毕竟将来孩子走上工作岗位后的研究是没有人能为他准备一切的。因此,笔者以为在科学课堂上,教师不必面面俱到,应多给学生经历一些“风口浪尖”的机会,让他们自己想办法解决问题,完成探究,学会随机应变。 在奇妙的指纹一课中,有位老师在上课时忘了带印泥,无法用印泥去取指纹了,于是,在不得已的情况下问学生能否用身边的器材将自己的指纹取下来,没想到学生凭着自己的生活经验借助身边的文具,有的甚至用讲台上的粉笔,地上的灰尘纷纷成功地取下了自己的指纹这原本是一次课堂危机,然而没想到的是,因祸得福成为了课堂的一大亮点。虽然指印的效果不如印泥来得漂亮、清晰,但是在这样的问题解决过程中,让学生在学习过程中意识和感觉到了自己的智慧力量,体验到创造的欢乐,更重要的是在不知不觉、极度亢奋中锻炼了学生思维的灵活性。既然一不小心的疏忽竟带来了如此美丽的风景,那我们何不少做一些吃力不讨好的“无用功”,多去预设几个这样的好情景呢? 五、在不断延伸的后续活动中促进思维稳定性 曾有报道说杭州有一名小学生连续研究蚂蚁数载,父母为家中蚂蚁泛滥而数易其家,可孩子仍醉心于对蚂蚁的研究之中,且成果斐然。再如,湖北监利县黄歇口镇中心小学一位名叫聂利的六年级小学生通过长达一个多月的观察,对2000多只蜜蜂进行实验的基础之上,发表了论文蜜蜂并不是靠翅膀振动发声,指出蜜蜂翅膀上的小黑点才是它的发音器官,向专家和权威发起了挑战。 再回过头看看我们的一些学生,对一样事物的探究热度还不足三分钟就烟消云散了。究其原因,是学生的观察稳定性不高,思维稳定性不够。在教学中培养学生的观察、思维的稳定性的最好办法莫过于激发、保持学生的探究欲望。换句话,也就是让学生带着问题进入教室,带着新问题走出教室,延伸探究。例如有位教师在执教植物的种子这一课时是这样设计展开的:课始让学生说说想研究些什么,在研究了学生想要研究的内容,认识了种子的结构等知识后,教师发给每个学生几粒种子和一张彩色铅画纸,要求学生回家做种子发芽的实验,并把种子发芽的过程画下来,在半个月之后作一次种子发芽图展。这是一项极好的专题研究。它将科学探究从课堂引向生活,引向家庭;从40分钟扩展到了一个星期、一个月,甚至一年。使一项探究活动在时间和空间上得到了无限地拓展,延续了学生的探究热情,培养他们的观察品质,也促进了他们思维的稳定性。 六、在自主独立的活动中培养思维独创性 著名的德国化学家凯库勒发现“苯”的分子式有着一个传奇式的故事。当年法国化学家日拉尔等人又确定了苯的相对分子质量为78,分子式为C6H6。苯分子中碳的相对含量如此之高,使化学家们感到惊讶,它的结构式也一直无人能解。后来德国化学家凯库勒在睡梦中做了一个梦,梦见了碳原子链像蛇一样盘绕卷曲,忽然蛇头咬住了蛇尾。接着凯库勒就从睡梦中惊醒过来,提出了“苯”的分子结构。凯库勒的这一神奇发现绝非偶然,之所以“冥冥之中犹如神助”,这和他专著、投入的思考是分不开的。他在有意识地思考这个问题的时候,由于投入,不知不觉将这个问题留在了他的潜意识之中,所以当他的“有意识”停止工作进入睡眠后,他的“潜意识”还在研究这个问题,并最终取得了成功。 现代社会强调合作意识,课堂上小组合作的形式似乎也已成为了现代课堂的一大标志,但是,我们仍应重视对学生思维独立性的培养。基础教育课程改革纲要上指出:教师在教学过程中要注重培养学生的独特性和自主性,引导学生质疑、调查、探究,在实践中学习,促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。的确,一个人的成功固然离不开集体,离不开与他人的合作,但同样少不了个人的努力。科学家的许多灵感就是来自于静静的、独立的沉思之中。而且在小组合作中我们也经常看到“两极分化”现象。由此可见,多给学生一些独立思考、自主活动的机会也是有极有意义的。 笔者曾经在上热胀冷缩一课时遇到过这样的情节。当课堂即将结束时,我把做液体热胀冷缩的烧瓶塞子塞到了一个空瓶子中,问学生假如老师用手捂住瓶子,那玻璃管中的水会怎样?学生有的说会上升,有的说不会上升。“可是时间已经不容许我们在课堂上做这个实验了,怎么办?”“我们回家自己找器材,进行实验。”“很好,许多科学家的伟大发现就是利用身边的器材进行实验的结果。下星期请把你们做的实验器材带来,咱们比一比看谁做得科学,做得美观。”一星期后,孩子们把他们自制的实验装置带来了,有用娃哈哈瓶做的,也有用可乐瓶做的,有用装牛奶的纸盒做的。我将它们展示在实验室中。谁说那些形状各异、色彩斑斓的实验装置不是孩子们思维独创性的体现呢? 七、在活动的小结中加强思维概括性 一个人在思维活动中总要对周围的对象进行一定的操作(包括表现的操作和在头脑中进行内部的操作),并对周围对象之间的关系进行概括,从而保证深刻认识周围的现实。思维活动的概括性越高,就越有利于从直接感知的情景中区分出本质的属性,确定事物之间的关系和规律。科学课的总结很多,往往每经过一个活动,总是要或多或少地进行一些总结。如果在这样的总结中,能设计一些问题情景让学生自己来小结一番,对学生的思维概括性的培养定能起到一定的促进作用。 如在连续测量一杯热水的温度一课中,学生在定时测量水的温度,获取数据之后,老师引导学生绘制统计图,观察统计图,进行课的总结,问学生在统计图上发现了什么?让学生通过自己的观察小结出温度下降的规律先快后慢。又如诸暨浣纱小学何慧老师在执教爆米花一课时,当学生探究完了爆米花后,设计了这样的一个情景:现在我们正在上课,来了一个外国人,不知道爆米花这东西,你会怎么向他介绍呢?学

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