思辨助推學生科學思維發展

教師在教學中引導學生學習思辨，能讓他們有理有據地思考，幫助他們理性地分析問題，鍛煉面對復雜的情境進行分析、判斷、決策的能力，進而發展科學思維。

一、質疑提問，確立思辨的邏輯起點

學起于思，思源于疑。學生有疑問才會有探尋的欲望，疑問是點燃學生思維探索的火種。低年級學生好奇心強，認知結構單一，語言邏輯性差，往往以形象思維為主，慣用“這是什么”“為什么會這樣”等較為簡單的方式進行提問。中、高年級學生表現欲有所降低，習慣于被動式接受，質疑和創新精神未能得到較好的啟發，久而久之，問題意識和質疑能力也逐漸減弱。敢于質疑、善于提問是思辨的起點，教師要機智地創設一些條件，引起學生對事物本身矛盾點的關注，推動他們在質疑解惑中確立思辨的邏輯起點。

《導體與絕緣體》教學片段

（教師給學生提供了18種生活中的常見材料，讓他們先預測其是否能導電后，再進行檢測，根據檢測結果進行歸類。）

生：都說不能用濕抹布擦拭電器，那么，水應該是導電的。我們小組測試濕木棒，為什么燈泡不亮？

師：你們還有什么疑問？

生：鉛筆芯感覺明明能導電，為什么測不出呢？

師：該怎么解決這些問題呢？

（師生討論解決方法，達成共識：需要一個更高級的檢測工具。）

師：（出示分別裝有兩節電池和3節電池的兩個加強版電路檢測器）如果用加強版的電路檢測器，會不會測出來？

（學生檢測發現，用3節電池組裝的加強版電路檢測器檢測鉛筆芯，燈泡亮了，他們認為鉛筆芯能導電，但導電能力相對較弱。陸續有學生舉手質疑：既然鉛筆芯檢測有變化，其他原先檢測不會亮的物體在加強版電路檢測器后會不會也有變化？學生檢測發現，用加強版檢測器檢測濕木棒等物體也能導電。）

師：剛才的實驗說明，我們判斷物體導電能力的時候，要說容易與不容易，而不能簡單地說能與不能。

學生受生活經驗的影響，從邏輯起點看，他們對生活常用物體的導電性具有一定的基本預判。例如：不能用濕抹布擦電器說明水容易導電，金屬類的物品容易導電。這些前概念很好地暴露了學生的學習起點。當實測的結果與認知發生沖突時，學生會進行自我審視，進而產生“求知解惑”的內在需求，這種需求會觸發他們的思考。因此，教師在為學生準備有結構的材料時，需要分析學情。

在上述片段中，學生開始的質疑還屬于“水應該是導體”“為什么不能導電”“會不會是測量過程有什么問題”的“常規三問”。此時，教師要協助學生破除思維發展的障礙，架設知識與問題、知識與知識之間的“橋梁”，從而推動對問題更深層次的思考。升級工具后，學生利用加強版電路檢測器進行復測，自主發現檢測結果與之前發生了變化。“既然鉛筆芯檢測有變化，其他原先檢測不會亮的物體在加強版電路檢測器后會不會也有變化”“看到實驗結果就直接下結論是否科學嚴謹”“如果用加強版電路檢測器仍舊檢測不出，繼續升級電路檢測器，檢測結果是否也會有發生變化的可能”，此時的質疑比起“常規三問”是更有深度、更嚴謹的“高階三問”。在前后問題的變化中，學生思維有“源”可循，有“法”可依，他們很自然地把“不能導電”的說法調整為“不容易導電”。掌握“高階三問”的工具，不但能幫助不善于提問的學生找到突破口，還能將他們的思維從“質疑”引向“推理論證”。

二、推理論證，聚焦思辨的關鍵能力

教師要結合具體的科學概念、實驗推導，讓學生逐步學習兩種推理，即從特殊到一般的歸納推理、從一般到特殊的演繹推理。例如，六年級“產生氣體的變化”內容，教師讓學生觀察白醋和小蘇打的物理特性后，將兩種物質混合在一起繼續觀察。學生通過觀察現象發現，小蘇打遇到白醋會冒泡，最終小蘇打不見了，說明小蘇打溶解在水中了。教師提供更多的小蘇打，讓學生往白醋里一份一份地加小蘇打。學生通過實驗發現，一開始加入小蘇打，杯中瞬間產生了大量的氣泡，小蘇打很快不見了。隨著小蘇打一份份地增加，氣泡越來越少，并有少量白色粉末沉積在杯底，繼續添加小蘇打后，氣泡逐漸消失，杯底沉積了大量的白色粉末。教師適時提問：“你們認為杯中的液體還是不是白醋，杯中的沉積物是不是小蘇打？”此時，如果往杯中倒入白醋，消失的氣泡又重新出現了，沉積在杯底的白色粉末也在不斷減少。

上述的一系列現象，為學生的推理論證提供了豐富的證據。學生根據現象變化與已有的知識分析：①杯中的液體已經不是白醋了。因為隨著小蘇打不斷增加，杯中不但沒有繼續出現大量的氣泡，反而變少甚至消失了。這有悖于小蘇打遇白醋會冒泡的屬性。②沉積在杯底的白色粉末是小蘇打。從物理性質上看，白色粉末與小蘇打很相似，往里面繼續倒白醋，消失的氣泡又重新出現了，同時白色粉末也在不斷減少。遇到白醋，氣泡的重新出現和白色粉末的不斷消失證明沉積物就是小蘇打。

在整個實踐論證過程中，學生錯誤地將小蘇打消失的現象歸結于溶解，教師用一個問題聚焦他們的思維，讓他們在下一個實踐中用推理論證的方式思辨。學生知道，食鹽溶解在水中，雖然食鹽看不見了，但是那杯液體叫食鹽水，里面既有水，也有食鹽，通過加熱分離這杯液體，仍舊能將食鹽和水分離開來。但此時，不斷往白醋中一份份地加小蘇打，經過上述推理論證，液體已不再是白醋，更無法將白醋分離出來，所以它與溶解是有本質區別的。這一概念的形成過程，就是利用推理論證的方式深度理解物質變化的本質屬性。通過思辨，學生更清晰地認識到哪些是“本質屬性”，哪些是“關鍵特征”，怎么判斷才更嚴謹、科學。

課堂上，學生推理論證的目的是實現對已有結論、方法的再檢驗和再確認，然后提出建設性的新觀點或新方案。如果原觀點完全正確，就提煉出方法、結論，并應用遷移到新情境中；如果完全錯誤，就需要從源頭尋找出錯的原因，并進行修正；如果部分正確，就需要尋找不夠全面、準確的原因，并對原有的思維過程進行調整和完善，以彌補原有的漏洞，得到更全面、準確的結果。

在“產生氣體的變化”內容中，學生通過剛才的推理論證，對化學變化的本質有了一定的認識。為引導學生應用遷移，教師提供了一個新的情境：

教師準備了一杯透明的液體，把白醋倒入這杯透明的液體中，學生發現液體中產生了大量的氣泡，于是推斷：“我猜測小蘇打先溶解在水中，所以我們看到的透明液體是小蘇打溶液……”

這個新情境建構了一個用內化知識解決新問題的應用平臺，既包含了溶解這樣的物理性質，又包含了復雜的化學性質，需要學生利用新建構的概念進行甄別。這幫助學生捋清了一個問題：同樣是液體，水和白醋分別與小蘇打混合的不同變化，這也是溶解這類物理變化與化學變化的本質不同。在新情境中的應用遷移，深化了學生對化學變化更核心、本質的理解。

三、表達觀點，發展思辨的外顯技能

課堂交流中，教師的目光不能只盯在所謂的正確結果上，更應該關注和培養學生表達思維的過程。日常教學中，有的學生表達能力弱，發言簡短，不能很好地表達自己的所思所想。為了鼓勵學生思辨，教師可以把一些基本的思考模式制作成各種各樣的海報、畫冊貼在教室四周的墻上。例如，“我同意，因為……”“我質疑，我還想補充……因為我推斷……”“因為……我預測……我的結論是……”“我不同意……我想舉一個反例……”。這些提示可以讓學生在耳濡目染中逐步養成思辨習慣。教師還可以結合一些簡單又實際的思辨性問題，提升學生建立邏輯關聯和表達觀點的能力。現以四年級《種子里孕育著新生命》一課的教學為例進行說明。

教師A

師：請同學們解剖蠶豆種子，觀察它有哪些結構？

（學生解剖、觀察后匯報。）

生：最外層是種皮，里面是白色的。

生：里面的叫胚。我知道上面還有胚根、胚芽和子葉。

師：還有補充嗎？

（學生的手都放下來，因為他們覺得已經匯報完，沒有內容可說了。）

教師B

師：請同學們解剖蠶豆種子，一邊觀察它的結構一邊思考：為了讓種子成功發芽，種子各結構起到了哪些作用？

（學生解剖、觀察后匯報。）

生：種子的最外層有種皮，它有保護的作用，因為里面的結構很重要。

生：種皮干的時候是硬的，軟了才好剝，所以有保護作用。

生：泡過水的蠶豆種子變得更大了，更容易讓植物從里面頂破種皮出來。

生：我發現蠶豆里面摸上去厚厚的，面積最大的是子葉。作用我不知道。

師：同學們想一想，一株正在生長的植物是怎么獲取營養的？

生：葉子進行光合作用，把營養輸送給植物全身。植物的根吸收泥土中的營養，輸送給全身。

生：（突然喊道）種子沒有根和葉子。

師：那它的營養從哪里來？原來植物媽媽有辦法，它會給植物寶寶掛一個“奶瓶”（子葉），先內部提供營養，慢慢長出了根和葉子后，內部的營養也消耗得差不多了，它們就能到外部去獲取營養了，所以當植物發芽了，你會發現它們的子葉也都干癟了。

師：還能發現什么？

生：有胚根、胚芽，我猜胚根會發育成根，因為胚根有一個“根”字。

生：我也同意胚根會長成根，因為植物發芽先長根，胚根在最外面。

生：胚芽會長成莖和葉，因為樣子有點像。

師：老師在給你們準備材料的時候，發現有些蠶豆被蟲子蛀了，你認為蛀在哪里不影響種子的萌發？

生：子葉，因為蛀了子葉只會讓種子營養不良，蛀了胚根、胚芽就長不出根、莖、葉了，種子就不能萌發了。

教師讓學生開展觀察活動時，如果問題指向單一，他們的觀察也會變得單一，甚至可能記住幾個名稱就算觀察完成了。教師A的教學中，學生只會簡單匯報看到的表象，幾乎無人補充。教師B的教學中，教師在學生觀察前拋出結構與功能的問題，他們的學習因此有了思辨性。結構是觀察的對象，功能是思辨的結果。學生自發地用多種方式觀察，并通過觀察和推理建立邏輯關聯時，他們思維就逐漸清晰了。學生在交流匯報時，根據判斷作出合理的解釋，與其他同學相互補充，根據多元證據作出判斷，形成共識。這樣的思辨過程，不但讓學生的邏輯思維能力得到發展，也讓他們的表達能力得到提升。因此，當教師提出被蟲蛀了的種子哪些還能萌發時，學生馬上就會聯系結構與功能做出準確的判斷。

小結

培養學生持續質疑的習慣可以促進他們的科學學習從膚淺走向深刻、從表層走向實質。課堂上教師讓學生多問為什么，從不同角度考慮問題，用證據說話，對待現實情境中的問題保持客觀理性的態度，從而發展他們的思辨能力。學生思辨能力的形成不是一蹴而就的，需要在日常教學中常態化實踐才能逐步形成，這會為他們核心素養的提升奠定堅實基礎。

（作者單位：浙江省杭州市余杭區良渚沈括小學）

參考文獻

[1]喻伯軍.小學科學教學關鍵問題指導[M].北京：高等教育出版社，2019.

[2]潘文清.例談在科學論證中理解科學概念[M].北京：高等教育出版社，2023.