思維品質在科學課堂中的生長之路

徐燕

摘 要：思維品質的培養是提升學生科學素養、培養創新思維能力的關鍵。針對初中科學教學中的難點，在教學設計中引入生活素材，創設學習情境，以問題任務引發學生的思維沖突，引導學生積極思維、主動解決問題，不僅能培養學生“思之新、思之活、思之深、思之惑”的良好思維品質，也有利于實現“科學來源于生活而應用于生活”這一認識的教學目標。

關鍵詞：酸堿鹽 ；復習拓展 ；思維品質

思維品質，實質是人的思維的個性特征。思維品質反映了每個個體智力或思維水平的差異，主要包括深刻性、靈活性、創造性、批判性、敏捷性五個方面。[1]優秀的思維品質來源于優秀的邏輯思維能力：即思之新、思之活、思之深、思之惑。思維品質是智力品質的核心，而智力品質是智力活動特別是思維活動中智力特點在個體身上的表現。在教學過程中抓住了思維品質的培養，就抓住了發展智力、培養能力的關鍵，這與初中科學教學提升學生科學素養，培養創新思維能力的根本任務相吻合。

由于教師自身的認知與經驗、關注點等限制，在初中科學教學中，往往重材料“展示”，輕思維“工具”；重“實驗”過程，輕思維“判斷”；重“收集”數據，輕思維“整理”。特別是復習課，常常采用“重復再現知識點加綜合練習”來提高學生成績，忽視了對學生學習的主動性和學習能力的培養，導致學生普遍感覺復習課枯燥無味，制約了學生科學素養和優秀思維品質的發展。如何更好地發展學生的優秀思維品質、培養學生的創新能力呢？筆者以初中“酸堿鹽復習”拓展課為例具體論述之。

初中科學中酸堿鹽部分的內容，知識點繁多、聯系緊密、內容綜合，一直是初中復習教學中的難點，對學生的能力要求也較高。按照傳統的復習模式，一般是先復習酸、堿、鹽代表物質的性質，再小結酸堿鹽的通性，然后按通性規律寫出常見酸堿鹽的化學方程式。相對新課來說這種復習方式比較枯燥，考慮到繁多的酸堿鹽知識點中酸的化學性質是其中重中之重，學生掌握了酸的化學性質就很容易類比遷移出堿的化學性質，酸和堿的性質又與鹽的部分化學性質重疊，熟悉了酸與堿的化學性質，鹽的化學性質也就變得簡單了，而在酸堿鹽化學性質中最本質的是典型離子的化學性質。同時如何能使酸、堿、鹽的復習寓教于樂，引導學生主動學習，提高學生思維品質，這也是筆者在進行教學設計時著重思考的。心理學家皮亞杰認為思維源于好奇。在生活中有大量學生感興趣的與酸堿鹽相關的素材，很容易激發起學生的探究欲望，從而激發起學生的主動思維。所以在教學設計時通過來自生活中的素材，創設學習情境，以典型離子為線索，由點及面，點面結合地展開，其間以問題任務為引導，激發學生思維沖突，促使學生積極思維、主動解決問題。通過這一教學，以期達到引導學生總結梳理酸堿鹽部分知識，能在復雜具體的情境中以核心離子為線索、借助實驗解決具體問題，促進學生科學思維品質的發展，并建立科學來源于生活而應用于生活的教學目標。

本課在教學時先通過小組展示課前收集到的飲食生活中的科學知識和問題導入，然后圍繞鹽鹵豆腐、石膏豆腐兩種豆腐的鑒別（重要鹽離子鑒別）→菠菜湯中的是否存在氫離子（酸的通性復習）→菠菜中草酸可能有什么用途（物質性質決定用途）→菠菜與豆腐能否同吃（靈活運用酸與鹽、酸與堿、鹽與堿的綜合反應）。在探究過程中提供信息，通過問題任務，層層深入探究、引導學生積極思維，在小組討論思維碰撞中借助實驗進行研究，解決問題。教學設計流程如圖1。

一、思之新

課前布置學生收集日常飲食中諸如食物相克等的科學知識和問題，小組展示交流，使學生體會到生活中有很多科學問題。通過簡短視頻創設情境：豆腐制作過程，使學生知道需要點鹵豆腐才能成形，還知道常見的點鹵有兩種方法：鹽鹵和石膏鹵。在情境中給出任務一：能用所學知識鑒別出兩種豆腐的點鹵液嗎？

（1）提供信息：A、豆腐的營養成分表。B、常見的兩種老豆腐：鹽鹵豆腐一般用氯化鎂溶液點鹵。石膏豆腐用石膏（硫酸鈣）點鹵。（2）提供試劑：硝酸銀、氯化鋇、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、硫酸銅、鐵釘、鐵銹、鎂條、石蕊、酚酞。

學生小組活動：分析提供的信息，根據提供的試劑，討論方案，設計實驗鑒別離子，然后通過實驗鑒別出兩種點鹵液。學生通過分析和小組交流發現：兩種點鹵液分別含有氯離子、鎂離子、硫酸根離子、鈣離子，要區別這兩種點鹵液，就是區別出這幾種離子。通過交流討論，多維度、全面考慮，學生發現有多種鑒別方面。方法一：利用銀離子鑒別氯離子和硫酸根離子。各取少量，分別滴加硝酸銀溶液，若發現溶液中有白色沉淀生成則為氯化鎂點鹵液；方法二：利用鋇離子鑒別氯離子和硫酸根離子。各取少量，分別滴加氯化鋇溶液，若發現溶液中有白色沉淀生成則為硫酸鈣點鹵液。教師鼓勵和肯定學生的思維，繼續引導觀察實驗現象比較不同鑒別方法：哪一種現象更明顯？采用哪一種鑒別方法更好？

培養學生思維的新穎性，是指思考問題時既要考慮整體性，又要關注問題的細節；既要深入了解問題的本質，又要認真分析相關可能因素。其思維要求為能抓住事物的本質，從多方面、全面地考察問題。要培養學生思維的新穎性，應積極引導學生發現問題，分析問題的本質，創造性地解決問題。此教學環節從生活中尋找學生感興趣的素材，調動學生主動思維，找出問題的本質即兩種點鹵液核心離子的鑒別，引導學生應用所學酸堿鹽知識，尋找多種方法鑒別離子，并通過實驗對不同方法進行辨析、比較優缺點。這一過程有利于發展學生思維的新穎性，提升學生的實證意識。

二、思之活

教師進一步創設情境：展示菠菜的營養成分表，提供信息：菠菜中含有較多草酸，每100g菠菜中含有草酸0.2～0.3g。請學生思考、討論，利用提供的藥品試劑完成任務二：菠菜湯中真的有H+嗎？菠菜湯中的草酸是否具有酸的通性？ 提供試劑和藥品：菠菜濃縮汁、硝酸銀溶液、氯化鋇溶液、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液、硫酸銅溶液、鐵釘、鐵銹、鎂條、石蕊試劑、酚酞試劑。

學生小組活動：回憶酸的通性，并據此利用提供的藥品試劑設計實驗，進行驗證。學生主動合作、一起設計實驗，通過實驗發現草酸能使石蕊指示劑變紅、能與金屬鎂條反應放出氣體、能與金屬氧化物鐵銹反應、能與堿氫氧化鈣反應生成沉淀、能與鹽碳酸鈉反應放出氣體等，得出結論：草酸具有酸的通性。

教師展示草酸的資料如圖2，進一步引導學生深入思考：根據任務二的結論，說明草酸可能有什么用途？使學生理解物質的性質決定用途。學生通過討論，根據草酸的化學性質推理出生活中草酸可以用于除水垢、除銹等。然后教師說明生活中草酸的用途。

思維的活，即敏捷性，也即思維活動的反應速度，是指學生智力的敏銳程度，其具體表現為新穎獨特的靈活性、善于舉一反三和觸類旁通的遷移性。[2]要培養學生思維的敏捷性，拋出的思維任務難度要適中且易于知識遷移。

在此教學環節中要求學生能從學過的酸通性的知識舉一反三遷移到菠菜湯中的草酸性質的研究中，這樣的設計不僅使酸的性質的復習更貼近生活、更有趣味、更有挑戰，也對學生的思維品質提出了更高要求。

三、思之深

在了解了豆腐中含有鈣、菠菜湯中含有草酸之后，教師再拋出一個生活中一直有爭議的話題：菠菜與豆腐能同吃嗎？先出示網上調查數據：46%贊同能同吃，54%不贊同兩者同吃，以及網友的各種觀點理由。網上的調查數據和網友的觀點激起了學生的好奇心，教師因勢利導統計學生的兩種觀點人數，發現接近持平，兩派學生堅持己見，誰也不服誰。這時教師引導學生借助模擬實驗，進行探究。

學生主動尋求討論合作、設計實驗、模擬實驗，學生發現菠菜湯中滴加氫氧化鈣溶液，有白色沉淀生成，進而得出一致觀點：菠菜與豆腐同吃會在人體形成結石，不可同吃。

思維的深刻性是指思維活動的廣度、深度和難度。思維深刻性的培養可通過制造認知沖突，調動起好奇心，學生越好奇、思維越積極主動，往往思維也就能越深刻。本環節的教學設計通過鋪墊，制造出菠菜與豆腐能同吃與不能同吃兩個相反的觀點似乎都有道理的認知矛盾，激發學生好奇心和求知欲，學生在急切地尋求答案的意愿的趨動下主動合作、深入思考，剔除干擾因素，抓住問題的本質，即豆腐中的鈣離子與菠菜中的陰離子是否會反應生成難溶性沉淀，設計出模擬實驗來研究菠菜與豆腐能否同吃，在學生得到結論的過程中學生思維的深刻性也得到了訓練。

四、思之惑

學生通過模擬實驗得出菠菜與豆腐不能同吃的結論后，教師進一步追問：真的不能同吃嗎？教師引導學生在具體情境中展開思考、組內及小組間互相質疑，層層深入探究：菠菜與豆腐同吃在胃里會不會形成結石？到了小腸里又會發生什么？不同吃，草酸被吸收進入人體又會怎樣？菠菜與豆腐到底能不能同吃？想吃菠菜豆腐湯又不中草酸的招，你有什么好辦法？為什么人們平時吃這些菜都沒有問題呢？

學生通過質疑、再通過模擬實驗步步釋疑，到逐漸清晰。菠菜與豆腐同吃形成的草酸鈣（菠菜與鈣離子反應生成的沉淀模擬），進入胃里遇到胃酸（HCl），模擬實驗發現草酸鈣與HCl反應，沉淀消失，所以在胃里不會形成結石。但很快學生發現這不是最終結論，當進入小腸，腸里的消化液呈堿性，在反應中繼續滴入氫氧化鈉溶液，發現沉淀又生成，即小腸里會形成草酸鈣結石。如果菠菜不與豆腐同吃，草酸被人體吸收又會怎樣？學生發現草酸被人體吸收進而和人體中的鈣結合形成草酸鈣結石沉淀在人體中。新的認知一次次與學生原有認知相沖突，促使學生不斷思辨，改進結論。最后學生經過激烈的討論，發現利用草酸的可溶性，菠菜中的草酸只要用開水焯一下就可以去除掉80%，再與豆腐同吃就可以了。學生更深切體會到學以致用的快樂。最后，通過小組活動，總結課堂中出現的典型離子間的相互反應類型，進一步將酸、堿、鹽的化學性質形成知識體系。

思之惑，即思維的批判性。是指對自己思維過程中產生的原有思考和結論以及對別人的結論產生疑問，在肯定相關內容的同時，采取批判的態度不斷探究以求完善的過程。要培養具有批判性思維的學生，首先我們教師應該成為一個真正的批判性思維教師。[3]通過教學，為學生提供自己發現和思考的機會，引出不同的觀點，鼓勵學生思考質疑，尋求證據與根據。在這部分教學設計中創設情境菠菜與豆腐經過消化道的不同部位時，菠菜與豆腐不可同吃原有認知和新信息不斷形成思維沖突，促使學生不斷質疑、思辨，通過不同觀點的辯論和實驗獲得新的認知，發展思維能力。這一學習過程也讓學生體會到科學是在各種觀念、認識的論爭、競爭中蹣跚前行的，是一個不斷質疑、大膽猜想、邏輯推理、實驗探索的循環發展的認識過程。

從本教學設計的實際教學效果來看，從生活中提取學生感興趣的問題，引導學生運用酸堿鹽知識解決生活中的實際問題，興趣加上挑戰，促發學生主動思維；創設情境，使學生已有認知與新信息形成思維沖突，鼓勵學生不斷質疑，在課堂上形成“思維性討論”的氣氛，整堂課學生思維活躍、積極，良好思維品質獲得培養。同時在解決實際問題的過程中使酸堿鹽知識在運用中得到復習提升，并通過學習過程使學生明白科學是講究實證的學科，更理解科學探究的方法，促進學生綜合能力的發展。此外，使學生深切體會到生活中處處有科學，引導學生主動地去關注發現生活中的科學問題，并運用科學和思想、方法、知識去解決問題，幫助學生進一步認識社會、認識生活。

在知識時代的當下，人們不再為知識的獲得而犯愁，而是為如何處理、判斷、整合繁雜的知識而犯困，因此為了當下學生適應未來，要特別關注思維力的提升。通過這堂課，讓我深深感受到，教師發展的正確思路或核心價值指向，應當是優化學科教學思想。也就是說，只關心教學的操作方法是不夠的，必須有教學思想。同時，這教學思想是學科的，要與學科的特殊規律結合起來，才有實踐的價值。因此，對于科學教師來說，更要優化科學教學思想。

參考文獻：

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

[2]沈偉云.基于發展學生思維品質的生物學實驗教學 [J].生物學教學，2015 （11）：47-48.

[3]錢華.核心素養背景下發展學生批判性思維的教學實踐 [J].化學教與學，2018 （3）：76-89.