淺談初中科學(xué)探究活動(dòng)中的思維教學(xué)

【摘要】人的思維發(fā)展過程總是遵循由形象思維到抽象思維再到創(chuàng)造思維這一過程。它可以通過各種教育手段來培養(yǎng)和促成，各思維形式的發(fā)展具有交叉性。在思維形成過程中都表現(xiàn)出一定的思維特點(diǎn)，具有一定的思維品質(zhì)。思維品質(zhì)的形成可以通過教育訓(xùn)練手段或通過某一教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。本文主要闡述如何通過科學(xué)中的探究性教學(xué)活動(dòng)這一載體來教給學(xué)生思維方法，促成思維的形成。即通過學(xué)生發(fā)散、收斂、橫與縱的溝通，順與逆的溝通等建構(gòu)思維網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到培養(yǎng)思維的流暢性、變通性、獨(dú)特性、批判性的目的，激活學(xué)生的思維。我們教研組通過一年多來的探索與實(shí)踐，覺得利用學(xué)生探究活動(dòng)這一載體開展思維教學(xué)，非常有利于學(xué)生整個(gè)思維過程的形成與激活。

【關(guān)鍵詞】初中科學(xué) 探究活動(dòng) 思維教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G630 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）01-0097-03

初中科學(xué)是一門初步認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律，以人和自然的關(guān)系為中心，以物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律為基本內(nèi)容，并注意科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互滲透，密切聯(lián)系實(shí)際的一門綜合性課程。因此，這決定了自然科學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)是通過學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，再通過對(duì)各種現(xiàn)象的探究活動(dòng)，再現(xiàn)知識(shí)的產(chǎn)生、發(fā)展過程，最終解決問題。教師運(yùn)用探究策略，給學(xué)生提供實(shí)踐探究的機(jī)會(huì)。學(xué)生對(duì)探究過程的思維品質(zhì)及方法有時(shí)可能比探究的結(jié)果更重要。因此，教師在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行探究，對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展有著特殊的意義和價(jià)值。

一、探究活動(dòng)中的思維教學(xué)一般模式

根據(jù)科學(xué)的特點(diǎn)以及為了更好地配合《科學(xué)》新課程的實(shí)施，我們教研組自去年下半年就開始“自主、合作、探究”課堂教學(xué)模式的實(shí)踐與研究。同時(shí)配合學(xué)校反思性教學(xué)和思維教學(xué)在各學(xué)科中的實(shí)施，我們?cè)诔跻弧⒊醵⒊跞齻€(gè)年級(jí)分別開設(shè)了各類能充分反映思維教學(xué)的公開課研究課，取得了良好的效果。通過集體備課、評(píng)課、補(bǔ)充、學(xué)習(xí)。我們總結(jié)和歸納出了自然科學(xué)課堂探究活動(dòng)中的思維教學(xué)一般模式。現(xiàn)概括如下：

探究活動(dòng)中的思維教學(xué)一般模式：

該思維教學(xué)模式宗旨是通過科學(xué)探究過程或活動(dòng)這一載體，把思維教學(xué)貫穿于整個(gè)學(xué)生思維發(fā)展過程。力求在整個(gè)形成過程中培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的思維器官、思維品質(zhì)，最終形成思維能力，從而達(dá)到優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的目的。我們教研組在這方面取得了一定的成績。

二、在科學(xué)探究活動(dòng)中開展思維教學(xué)的探索

思維具有許多品質(zhì)，我們這里重點(diǎn)討論與探究活動(dòng)密切相關(guān)的（流暢性、變通性、批判性、獨(dú)特性、實(shí)踐性）。下面以思維品質(zhì)的這五個(gè)方面來闡述探究活動(dòng)過程中思維品質(zhì)的培養(yǎng)與激活。

（一）思維的獨(dú)特性

思維獨(dú)特性最主要的標(biāo)志是：凡事自己開動(dòng)腦筋，自己尋找解決問題獨(dú)特新穎的途徑和方法，從而得出解決問題的答案或結(jié)論，并能對(duì)自己得出的答案或結(jié)論進(jìn)行分析和檢驗(yàn)，使之符合實(shí)際。

在科學(xué)探活動(dòng)中，學(xué)生通常能對(duì)某個(gè)情景或場景通過自己的分析，與原有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)發(fā)生認(rèn)知沖突上，從而激發(fā)學(xué)生自己積極開動(dòng)腦筋，尋找解決問題的途徑。這其實(shí)已經(jīng)激活了思維的獨(dú)特性。通過一年多的實(shí)踐，自然科學(xué)課堂上學(xué)生思維的獨(dú)特性具體表現(xiàn)可歸納為：

①實(shí)驗(yàn)中善于提出獨(dú)特、新穎的實(shí)驗(yàn)方案。

②通過觀察，能提出新的問題和解決問題的方法，敢于發(fā)表個(gè)人意見。

③具一定的聯(lián)想、想象能力。

④能用已學(xué)知識(shí)解決一些簡單的實(shí)際問題。

⑤有擺脫思維定勢(shì)的能力，能夠解決過去的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣不能解決問題。

如：在上到第六章人類與環(huán)境的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生們均能積極撰寫調(diào)查報(bào)告，提出一些如何防治水、大氣、土壤污染的新辦法，新措施。學(xué)生個(gè)個(gè)富于聯(lián)想，善于提出新問題。有學(xué)生撰寫的《太平橋水污染及治理措施》一文在富陽日?qǐng)?bào)上發(fā)表，市政府也已開始治污行動(dòng)。又如徐國軍老師在上《平面鏡成像的規(guī)律》一課時(shí)，分組布置了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，一組研究像與物體的大小關(guān)系，二組研究物距與像距的關(guān)系，每一組又分成四人組成合作小組。在巡視學(xué)生的活動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)二組中有一小組同學(xué)并沒有采用點(diǎn)燃的蠟燭作為觀察物體，而是直接用一塊三角板在鏡子面前量著。其中一位同學(xué)說：“只要一組證明了像與物等大，那么三角板在鏡子里所成的像和三角板應(yīng)該一樣大，三角板所成的像中的刻度大小跟物的刻度也一樣，將三角板有刻度的一邊和鏡面垂直后就可以直接觀察出物距和像距相等。”（如圖所示）聽了學(xué)生的解釋后，不禁佩服這組學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力。在學(xué)生匯報(bào)方案階段，教師特意安排了這組學(xué)生介紹這種與眾不同的方案，與全班同學(xué)共同探討。其他同學(xué)也感到很有收獲。可見，在這樣的教學(xué)活動(dòng)中非常有利于思維獨(dú)特性的培養(yǎng)和激活。

（二）思維的流暢性

思維的流暢性主要表現(xiàn)為思維起點(diǎn)靈活，思維過程靈活，概括遷移能力強(qiáng)，善于組合分析，有多種合理而靈活的結(jié)論等方面。

在科學(xué)探究活動(dòng)中，學(xué)生會(huì)靈活使用等效、類比、分析、綜合、歸納、演繹等思維方法，去概括理解所要探究的問題。具體表現(xiàn)為：

①能對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)提出不同的方案。

②能通過對(duì)一種代表性動(dòng)物或植物的分析，歸納出一類動(dòng)物、植物的特征。

③能探究動(dòng)物或人體各部分結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)。

④在概括理解過程中，能通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、分析，概括出各量之間的關(guān)系，并能應(yīng)用規(guī)律解決一些簡單問題。

如：在研究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)過程中，我們的老師設(shè)計(jì)了如下探究過程。（部分）

探究過程：

1.分成四種情況分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：第1種：在光屏上得到一個(gè)縮小的像；第2種：在光屏上得到一個(gè)放大的像；第3種：得到一個(gè)正立的像（這個(gè)像光屏上是不可能找到的）；第四種：得到一個(gè)倒立的像。

2.各小組按要求開始實(shí)驗(yàn)。得到一個(gè)符合要求的像后，將此時(shí)的物距、像距及像的性質(zhì)記錄在下表中。

3.各小組匯報(bào)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

4.有學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象進(jìn)行分析。

得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（凸透鏡成像規(guī)律）

通過這樣的探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)，極好地鍛煉了學(xué)生的分析、歸納和綜合能力，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究過程中培養(yǎng)了學(xué)生思維的流暢性。

（三）思維的變通性

指出在處理問題和解決問題的過程中，能夠適應(yīng)任務(wù)的需要，積極周密地思考，采用多種方法或途徑正確地判斷并迅速得出結(jié)論。

在科學(xué)探究活動(dòng)中，學(xué)生充分運(yùn)用知識(shí)的遷移或方法的貫通，善于調(diào)用已學(xué)過的知識(shí)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，采取各種角度或方法尋求解決問題的途徑。

主要表現(xiàn)為：

①從一種測(cè)量方法的運(yùn)用轉(zhuǎn)向考慮另一種方法的運(yùn)用。

②善于靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)公式，測(cè)量工具，調(diào)用已學(xué)過的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，來分析處理新情景的問題，從不同角度出發(fā)考慮和解決一些簡單的實(shí)際問題。

③能靈活運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)器材和有關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能初步運(yùn)用控制變量的方法。

下面以我們組老師上的“探究物質(zhì)的溶解性與哪些因素有關(guān)”一課為例來說明如何靈活運(yùn)用控制變量的方法來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，激活思維的變通性。

探究物質(zhì)的溶解性與哪些因素有關(guān)（課堂實(shí)錄節(jié)選）。

因素1：攪拌

生：兩杯水，一杯攪拌，一杯不攪拌，看哪杯溶解得快？

師：實(shí)驗(yàn)過程中，如果我們發(fā)現(xiàn)攪拌的那一杯溶解所需的時(shí)間短，就可證明攪拌能夠加快冰糖溶解的速度。如果時(shí)間一樣，則證明攪拌對(duì)溶解快慢沒有影響，你們覺得這種理解對(duì)嗎？大家有沒有考慮過，我們?cè)谘芯俊皵嚢琛边@個(gè)因素時(shí)，對(duì)于水，對(duì)于糖有沒有什么要求？

生：這種理解是不正確的。研究“攪拌”這個(gè)因素時(shí)，兩杯水應(yīng)該一樣多，冰糖的質(zhì)量也應(yīng)該一樣，水溫也應(yīng)該相同。

師：為什么呢？

生：如果這些因素不一樣的話，那攪拌的那杯冰糖溶解快，不一定就是攪拌的關(guān)系，也有可能是其他原因造成的。

師：根據(jù)大家剛才的猜測(cè)，我們把幾個(gè)影響因素列出來看看。

我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們研究“攪拌……”時(shí)，如果不限制其它條件，比如說，兩杯水，（1）杯水多，（2）杯水少；（1）杯熱水，（2）杯冷水；（1）攪拌，（2）不攪拌。如果我們發(fā)現(xiàn)的確是（1）號(hào)杯溶解時(shí)間短，由此我們是否可以得出結(jié)論：攪拌影響食鹽溶解快慢的因素？

生：不可以。因?yàn)椤?/p>

師：所以說，我們?cè)谘芯恳粋€(gè)因素時(shí)，必須保證其他幾個(gè)因素控制在相同條件下。這是一種經(jīng)常用到的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法——控制變量法。這樣我們研究問題的時(shí)候，目標(biāo)明確，方向正確，才能得出正確的結(jié)論。根據(jù)這種方法，請(qǐng)同學(xué)來說一下檢驗(yàn)水的溫度可能會(huì)影響冰糖溶解快慢的影響因素的設(shè)計(jì)方案。

生：相同質(zhì)量的糖同樣在不攪拌的情況下，在相同體積的冷水中溶解需要的時(shí)間長，還是在熱水中溶解的時(shí)間長？

師：那么顆粒的大小是否影響糖在水中溶解的快慢，相信同學(xué)們也能夠說出設(shè)計(jì)方案了。

生：相同質(zhì)量的糖，一份顆粒大，一份顆粒小，同樣在不攪拌的情況下，在相同體積的熱水中，看哪一個(gè)燒杯里的糖溶解需要的時(shí)間長？

……

通過這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，根據(jù)探究的目的和條件，選擇取得證據(jù)的途徑和方法，考慮影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素。使學(xué)生能確定需要測(cè)定的量，并采用適當(dāng)?shù)姆椒刂谱兞浚瑥亩箤W(xué)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)向主體，思維的變通性得到充分體現(xiàn)。

（四）思維的批判性

表現(xiàn)為冷靜地思考問題，對(duì)他人的經(jīng)驗(yàn)和書本知識(shí)能認(rèn)真思考，不迷信，不盲從。對(duì)探究過程中的不同方案敢于提出有理有據(jù)的合理見解。人就是通過控制自己的意識(shí)而相應(yīng)調(diào)節(jié)自己的思維和行為，即表現(xiàn)在主體根據(jù)活動(dòng)的要求，及時(shí)地調(diào)節(jié)和修改思維過程，也就是主體主動(dòng)地進(jìn)行自我反饋的過程。

在科學(xué)探究活動(dòng)中要求學(xué)生會(huì)正確使用各種儀器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)過程中的錯(cuò)誤等，即通常所說的反思。

具體表現(xiàn)在：

①能正確使用各種測(cè)量工具、儀器等。

②能及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤，導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的原因等。

③實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意實(shí)驗(yàn)順序的合理性。

④通過探究結(jié)果，能夠判斷原假設(shè)的成立與否，對(duì)方法或設(shè)計(jì)的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)判，并提出合理的建議

如在探究CO2是否具有酸性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中：老師要求設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明碳酸（二氧化碳的水溶液）具有酸性，而二氧化碳不具有酸性。有一位學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方法：取一只潔凈的干燥的試管，向里面放入一張干燥的藍(lán)色石蕊試紙，向試管中加入適量的水，觀察現(xiàn)象；然后再往試管中通入二氧化碳?xì)怏w，再觀察現(xiàn)象。整個(gè)設(shè)計(jì)思路如下圖：

然后要求學(xué)生展開討論：僅由此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鰸M意的結(jié)論嗎？若能，請(qǐng)你說明理由。若不能，請(qǐng)你簡述還需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟和實(shí)驗(yàn)。學(xué)生不難通過對(duì)比分析得出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，雖然排除了水使紫色石蕊變紅色的可能性，但沒有排除二氧化碳使紫色石蕊變紅色的可能性，從而會(huì)設(shè)計(jì)出更合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。通過設(shè)計(jì)這樣的探究活動(dòng)，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性。思維批判性品質(zhì)是思維過程中自我意識(shí)作用的結(jié)果。而這種自我意識(shí)是以主體自身為意識(shí)的對(duì)象，形成思維結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)信息的輸入→加工→貯存→輸出的控制。思維的批判性品質(zhì)，來自對(duì)思維活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)方面所進(jìn)行的調(diào)整、校正的自我意識(shí)。這種批判性的思維品質(zhì)，在探究活動(dòng)和創(chuàng)造性思維的過程中是不可缺少的因素。

三、在探究活動(dòng)中開展思維教學(xué)的幾點(diǎn)思考

初中生正處于由具體形象思維向抽象思維發(fā)展的一個(gè)重要階段。因此在教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生思考事實(shí)證據(jù)和科學(xué)結(jié)論之間的關(guān)系，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)建立科學(xué)模型。由此培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括能力和邏輯思維能力，形成質(zhì)疑、反思的科學(xué)思維習(xí)慣。具體如下：

1.鼓勵(lì)每一個(gè)學(xué)生充分參與到探究學(xué)習(xí)中來，尊重學(xué)生各種不同的見解、技能和經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)造性和好奇心，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)他人的觀點(diǎn)持合理的懷疑態(tài)度，為學(xué)生提供各種表達(dá)自己想法和開展科學(xué)探究的機(jī)會(huì)，允許學(xué)生提出不同的觀點(diǎn)，哪怕是錯(cuò)誤的，以保護(hù)其思維的積極性。

2.熟悉掌握學(xué)生思維過程。思維過程是人們運(yùn)用頭腦中原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新的信息進(jìn)行分析、綜合、比較、抽象和概括的過程。

3.積極激活并優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)。在探究活動(dòng)中尤其是思維的獨(dú)特性、流暢性、變通性、批判性和實(shí)踐性。

4.積極創(chuàng)設(shè)問題情境，給學(xué)生留有思考的空間。思考產(chǎn)生于知困。沒有問題，思考也就停止了。法國心理學(xué)家瓦龍說：“思維就是克服矛盾的過程。”教師必須創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生自己提出問題，進(jìn)行獨(dú)立思考。

5.應(yīng)創(chuàng)設(shè)寬松，發(fā)展的教學(xué)氛圍。心理學(xué)研究表明：自由、安全、愉悅的集體氣氛有利于學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。教師應(yīng)把自然書本中可以探究的知識(shí)點(diǎn)和一些演示實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽假設(shè)，自主探索，使學(xué)生全程參與學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生思維的自主性與創(chuàng)造性。

四、結(jié)束語

課堂學(xué)習(xí)以學(xué)習(xí)間接經(jīng)驗(yàn)為主，教材上的各種知識(shí)，都是前人在長期實(shí)踐中不斷思維的結(jié)果。如果對(duì)這些知識(shí)的學(xué)習(xí)我們教師能想方設(shè)法讓學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，充分利用探究活動(dòng)這一載體，那么我們的學(xué)生一定個(gè)個(gè)都是善于思維、懂得思維的人。

參考文獻(xiàn)：

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