基于發(fā)展學生思維品質(zhì)的科學綜合實踐活動策略

沈偉云

(浙江嵊州市教育科學研究所，浙江 嵊州 312400)

基于發(fā)展學生思維品質(zhì)的科學綜合實踐活動策略

沈偉云

(浙江嵊州市教育科學研究所，浙江 嵊州 312400)

培養(yǎng)學生思維品質(zhì)是發(fā)展其智能的突破口,通過限時設計實踐活動、拓展教材實踐活動、解釋現(xiàn)代科技現(xiàn)象、開展實驗改進、鼓勵學生活動質(zhì)疑等主題的綜合實踐活動,既加強了科學學科與綜合實踐活動的有機融合,也有力地發(fā)展了學生的思維品質(zhì).

思維品質(zhì)； 發(fā)展； 科學； 綜合實踐

綜合實踐活動是以學生的興趣和直接經(jīng)驗為基礎,緊密聯(lián)系各類具有較強現(xiàn)實性、綜合性、實踐性并與學生生活密切相關的問題,通過研究性學習的活動方式,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力.思維品質(zhì)是智力活動中,特別是思維活動中智力與能力在個體身上的表現(xiàn),實質(zhì)是人的思維的個性特征,[1]其由敏捷性、靈活性、創(chuàng)造性、批判性和深刻性5種成分組成.研究表明,培養(yǎng)學生的思維品質(zhì)是發(fā)展其智能的突破口．[1]但在實際的科學綜合實踐活動中,往往忽視學生思維品質(zhì)的培養(yǎng).如何把科學綜合實踐活動與學生的思維品質(zhì)聯(lián)系起來,如何在科學綜合實踐活動中有效發(fā)展學生的思維品質(zhì),近幾年來筆者進行了不斷的實踐和探索.

1 限時設計實踐活動,發(fā)展學生思維敏捷性

綜合實踐活動內(nèi)容一般來源于學生的生活和社會實際,教師可引導學生基于需要解決的實際問題開展探究,敏捷性是指思維活動的速度呈現(xiàn)為一種正確而迅速的特征,它反映了智力的敏銳程度.[1]鼓勵和引導學生在盡量短的時間內(nèi)完成綜合實踐活動設計任務,可有效訓練和培養(yǎng)學生思維的敏捷性.筆者的做法是創(chuàng)設一個探究情境,引導學生提出問題,并要求學生在限定時間內(nèi)設計探究方案．

例如,針對立定跳遠是我市中考體育測試項目之一,實踐活動小組想研究影響立定跳遠成績的因素,學生首先根據(jù)平時訓練體會,對立定跳遠的影響因素作出猜想:彈跳力量、跳躍角度、自身體重,接著,筆者給學生一把彈簧玩具槍、質(zhì)量不同的3類鋼珠,要求學生結合假設單獨設計探究方案,經(jīng)交流討論后,方案如下.

圖1

(1) 探究跳躍角度影響因素時,在保證鋼珠質(zhì)量、彈簧壓縮長度相同時,測量比較發(fā)射角度分別為60°，45°，30°時的落地點,如圖1.

(2) 探究彈跳力量因素時,在保證發(fā)射角度、鋼珠質(zhì)量相同時,通過壓縮彈簧長度不同,測量比較鋼珠的落地點.

(3) 探究鋼珠質(zhì)量影響因素時,在保證彈簧壓縮長度、發(fā)射角度相同時,測量比較鋼珠質(zhì)量不同時的落地點.

通過實驗得出結論,開展熱烈的討論,提出立定跳遠取得好成績需采取的措施,如以45°角左右向前跳出,過度肥胖的學生要適度減肥以控制合理的體重,用力蹬地等.

科學課程標準指出,教師要重視學生科學思維的培養(yǎng),關注他們的思維過程和行為方式,引導他們“動手”和“動腦”相結合,主動思考問題,自己設計研究方案.[2]在科學綜合實踐活動中,教師要善于引導學生置身于精心創(chuàng)設的某種科學問題的情境之中,激發(fā)學生探究的求知欲,進而在規(guī)定時間內(nèi)引導學生設計探究活動方案,將有助于敏捷性思維品質(zhì)的發(fā)展.

2 拓展教材實踐活動,發(fā)展學生思維的靈活性

思維的靈活性反映了思維過程的靈活程度,具備靈活性思維品質(zhì)的學生往往能從不同角度運用不同的知識與方法去思考和解決問題,并得到多樣化的思維結果.初中科學每冊教材都設置有專門的研究性學習課題4-5個,這是學生開展綜合實踐活動的優(yōu)良素材,若教師能在此實踐活動的基礎上,進一步拓展,將有助于學生靈活性思維品質(zhì)的發(fā)展.

例如,在開展9年級上冊教材“調(diào)查當?shù)厮嵊昵闆r及其影響”的實踐活動中,學生們認真分組采集并測定酸雨樣品,調(diào)查該地農(nóng)作物或建筑物受酸雨侵蝕的情況,分析該地酸雨的主要成因,提出防治酸雨、保護環(huán)境的有效建議.在結束階段,筆者詢問學生是否還有興趣探究有關酸雨的問題,殊料學生們反應熱烈,紛紛提出問題: (1) 探究模擬酸雨對不同種子萌發(fā)的影響(如小麥、黃瓜、大豆、菜豆種子); (2) 探究不同pH的模擬酸雨對小麥種子發(fā)芽率的影響; (3) 探究不同pH的模擬酸雨對小麥幼苗生長狀況的影響; (4) 探究酸雨對葉綠素含量的影響,等等．并且學生立即行動用清水和食醋配制成不同pH的模擬酸雨,分裝在相同的噴壺中并貼上標簽以備綜合實踐活動使用.

教材研究性學習內(nèi)容的拓展與優(yōu)化既可以豐富課程資源,充實學科課程內(nèi)容,也能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力．通過引導學生轉換教材中研究性課題的情境和條件,結合實際對實踐活動進行“變式”、“類化”,將有力促進學生靈活性思維品質(zhì)的發(fā)展.

3 解釋現(xiàn)代科技現(xiàn)象,發(fā)展學生思維的深刻性

科學課程標準指出,具有應用科學知識描述和解釋周圍世界的初步能力,以及運用科學知識和技能解決實際問題的初步能力.[2]深刻性是指思維活動的廣度、深度和難度.它表現(xiàn)為智力活動中深入思考問題,善于透過現(xiàn)象抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律.[1]筆者在引導學生開展綜合實踐活動時,經(jīng)常要求學生搜索現(xiàn)代科技現(xiàn)象,并作出解釋．通過對現(xiàn)代科技現(xiàn)象的解釋,來發(fā)展學生的深刻性思維.

例如,有學生提供如圖2所示的“懸浮燈泡”,提出為什么會發(fā)光?通過對懸浮燈泡拆裝,發(fā)現(xiàn)基座內(nèi)部有一個電磁鐵,燈泡內(nèi)部裝有LED燈和磁鐵連接的閉合線圈.其內(nèi)部結構如圖3所示,當基座內(nèi)電路接通后,根據(jù)同名磁極互相排斥,燈和基座達到二力平衡,使燈懸浮,進一步發(fā)現(xiàn)通過滑動變阻器阻值的調(diào)整,還可改變燈泡懸浮的高度.

設計一些抽象知識在實踐中存在或應用的情境,讓學生通過實踐活動來感受和領會抽象知識的含義,會有效促進學生對課程知識的理解,[3]現(xiàn)代科技現(xiàn)象就是這樣的“情境”,通過引導學生對現(xiàn)代科技現(xiàn)象的分析,既揭示其本質(zhì)原因,培養(yǎng)學生分析問題的能力,又能發(fā)展學生深刻性思維品質(zhì).

圖2

圖3

4 積極開展實驗改進,發(fā)展學生思維的創(chuàng)造性

科學課程標準指出,要鼓勵教師和學生因地制宜地使用與自制實驗器材,積極研究、改進、創(chuàng)新實驗和活動.[2]思維的創(chuàng)造性反映了思維活動的獨立創(chuàng)新程度,在實踐活動中集中表現(xiàn)為善于獨立地提出新的問題,善于用新的方法、手段、方案解決問題.筆者一直把科學實驗的改進作為實踐活動的重要內(nèi)容,具體從自制教具和實驗改進兩方面著手,以此來培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維品質(zhì).

圖4

一是自制教具,教師要注重引導學生在設計、取材和制作上創(chuàng)新思考,從而使實驗更合理、更有效.如為了驗證“流體壓強與流速關系”而制作的演示儀.如圖4所示,先在注射器A、B處分別扎一個大小相等的小孔,插入兩根相同的硬質(zhì)塑料管并確保連接處密封,然后在塑料管上分別系一個未充氣的相同氣球(連接處不漏氣).慢慢往外拉活塞,使注射器中充滿空氣,接著快速向內(nèi)推動活塞,在此過程中可觀察到B處氣球鼓起來,從而驗證“流速大,流體壓強小”的結論.

圖5

二是改進實驗,教師在實踐活動中可引導學生從操作的便捷性、實驗的直觀性與簡約性等角度,針對出現(xiàn)的問題,進行深入的設計和改進.如傳統(tǒng)演示鐵絲在O2中燃燒實驗時,往往需要提前在集氣瓶中收集好O2,若以圖5所示,用適量H2O2和MnO2代替原實驗中集氣瓶里的水,不僅使實驗更簡便外,而且H2O2可以提供充足的O2,讓鐵絲燃燒更持久.

實踐出真知,沒有實踐就不可能有創(chuàng)新,真正的學問是在不斷實踐運用中體會、內(nèi)化,進而形成一種能夠靈活運用的個性化智慧.[4]通過把實驗改進與綜合實踐活動有機結合,不僅豐富了科學綜合實踐活動的內(nèi)涵,而且也有助于學生創(chuàng)造性思維品質(zhì)的發(fā)展.

5 鼓勵學生活動質(zhì)疑,發(fā)展學生思維的批判性

批判性是思維活動中獨立分析和批判的程度,是思維活動中善于嚴格估計思維材料和精細地檢查思維過程的智力品質(zhì).[1]而質(zhì)疑是指學生在學習的過程中對“未解之惑、未通之理”加以發(fā)問的過程．綜合實踐活動作為學生的一種重要學習形式,教師要善于結合實踐活動各個環(huán)節(jié),引導、鼓勵、解決學生提出質(zhì)疑.

例如,在探究pH對酶活性影響的實踐活動時,學生在A、B、C3支試管中分別滴加1mL稀釋的唾液淀粉酶,然后在A試管中加1mL蒸餾水,B試管中加1mL HCl,C試管中加1mL NaOH溶液,再分別加入2mL可溶性淀粉溶液,37℃水浴加熱5min,分別滴入2滴碘液,發(fā)現(xiàn)滴加HCl的B試管變藍,其余2支試管不變藍．從而說明酸性對酶活性有影響,中性、堿性對酶活性沒有影響.實踐活動似乎可以順利結束了,但有學生卻提出一個問題,受溫度對酶活性影響的啟發(fā),他認為堿性對酶的活性也應有影響．筆者沒有直接告知學生答案,而是讓學生自己上網(wǎng)搜索有關資料,發(fā)現(xiàn)碘分子會與NaOH溶液反應,也即碘分子變成了碘離子,而碘離子是不與淀粉發(fā)生顯色反應的,再經(jīng)過學生討論,終于找出了改進方案:選擇斐林試劑,或選用過氧化氫酶作實驗.

孔子曰:“不憤不啟、不悱不發(fā)”,在綜合實踐活動中,教師要善于觀察學生,當學生表現(xiàn)出“憤”和“悱”狀況時,就是學生質(zhì)疑能力培養(yǎng)的最佳時機,此時,教師可及時鼓勵學生敢于表達出自己的質(zhì)疑,并引導學生解決困惑,進而發(fā)展學生的批判性思維品質(zhì).

綜合實踐活動是一門生成性很強的課程,需要教師與學生共同創(chuàng)生.[4]在實踐活動過程中,教師首先應從思想上提高學生對綜合實踐活動的教學功能的認識,充分挖掘綜合實踐活動的教學功能,有機結合科學教學實際,有的放矢加強學生思維訓練,讓學生在積極主動的實踐活動中發(fā)展思維品質(zhì),完善思維結構,最終內(nèi)化為綜合實踐能力和科學素養(yǎng).

1 林崇德.培養(yǎng)思維品質(zhì)是發(fā)展智能的突破口[J].國家教育行政學院學報，2005(9):21-26,32.

2 中華人民共和國教育部.科學課程標準[S].北京:北京師范大學，2011:5,9,37,39,46.

3 吳星,梅婷婷,呂琳.高中生化學思維品質(zhì)發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].化學教育，2016(1):45-51.

4 李才俊.綜合實踐活動課程的實施與學生學習方式方法的轉變[J].課程·教材·教法，2007(10):14-18.

5 林耿輝.發(fā)展學生思維品質(zhì)的化學實驗教學策略[J].化學教學，2015(1):62-65.

6 周鑫榮.高中化學新教材的拓展與優(yōu)化[J].化學教育，2011(3):13-15.

7 范宏.中學化學教學中培養(yǎng)學生質(zhì)疑提問能力的層次和方法[J].內(nèi)蒙古師范大學學報(教育科學版)，2014(6):162-164.

本文獲2016年浙江省教育科學規(guī)劃立項課題“基于發(fā)展學生思維品質(zhì)的科學實驗教學研究”(編號:2016SC266)資助.

2017-02-12)