基于发展学生思维品质的科学综合实践活动策略

沈伟云

(浙江嵊州市教育科学研究所，浙江 嵊州 312400)

基于发展学生思维品质的科学综合实践活动策略

沈伟云

(浙江嵊州市教育科学研究所，浙江 嵊州 312400)

培养学生思维品质是发展其智能的突破口,通过限时设计实践活动、拓展教材实践活动、解释现代科技现象、开展实验改进、鼓励学生活动质疑等主题的综合实践活动,既加强了科学学科与综合实践活动的有机融合,也有力地发展了学生的思维品质.

思维品质； 发展； 科学； 综合实践

综合实践活动是以学生的兴趣和直接经验为基础,紧密联系各类具有较强现实性、综合性、实践性并与学生生活密切相关的问题,通过研究性学习的活动方式,培养学生创新精神和实践能力.思维品质是智力活动中,特别是思维活动中智力与能力在个体身上的表现,实质是人的思维的个性特征,[1]其由敏捷性、灵活性、创造性、批判性和深刻性5种成分组成.研究表明,培养学生的思维品质是发展其智能的突破口．[1]但在实际的科学综合实践活动中,往往忽视学生思维品质的培养.如何把科学综合实践活动与学生的思维品质联系起来,如何在科学综合实践活动中有效发展学生的思维品质,近几年来笔者进行了不断的实践和探索.

1 限时设计实践活动,发展学生思维敏捷性

综合实践活动内容一般来源于学生的生活和社会实际,教师可引导学生基于需要解决的实际问题开展探究,敏捷性是指思维活动的速度呈现为一种正确而迅速的特征,它反映了智力的敏锐程度.[1]鼓励和引导学生在尽量短的时间内完成综合实践活动设计任务,可有效训练和培养学生思维的敏捷性.笔者的做法是创设一个探究情境,引导学生提出问题,并要求学生在限定时间内设计探究方案．

例如,针对立定跳远是我市中考体育测试项目之一,实践活动小组想研究影响立定跳远成绩的因素,学生首先根据平时训练体会,对立定跳远的影响因素作出猜想:弹跳力量、跳跃角度、自身体重,接着,笔者给学生一把弹簧玩具枪、质量不同的3类钢珠,要求学生结合假设单独设计探究方案,经交流讨论后,方案如下.

图1

(1) 探究跳跃角度影响因素时,在保证钢珠质量、弹簧压缩长度相同时,测量比较发射角度分别为60°，45°，30°时的落地点,如图1.

(2) 探究弹跳力量因素时,在保证发射角度、钢珠质量相同时,通过压缩弹簧长度不同,测量比较钢珠的落地点.

(3) 探究钢珠质量影响因素时,在保证弹簧压缩长度、发射角度相同时,测量比较钢珠质量不同时的落地点.

通过实验得出结论,开展热烈的讨论,提出立定跳远取得好成绩需采取的措施,如以45°角左右向前跳出,过度肥胖的学生要适度减肥以控制合理的体重,用力蹬地等.

科学课程标准指出,教师要重视学生科学思维的培养,关注他们的思维过程和行为方式,引导他们“动手”和“动脑”相结合,主动思考问题,自己设计研究方案.[2]在科学综合实践活动中,教师要善于引导学生置身于精心创设的某种科学问题的情境之中,激发学生探究的求知欲,进而在规定时间内引导学生设计探究活动方案,将有助于敏捷性思维品质的发展.

2 拓展教材实践活动,发展学生思维的灵活性

思维的灵活性反映了思维过程的灵活程度,具备灵活性思维品质的学生往往能从不同角度运用不同的知识与方法去思考和解决问题,并得到多样化的思维结果.初中科学每册教材都设置有专门的研究性学习课题4-5个,这是学生开展综合实践活动的优良素材,若教师能在此实践活动的基础上,进一步拓展,将有助于学生灵活性思维品质的发展.

例如,在开展9年级上册教材“调查当地酸雨情况及其影响”的实践活动中,学生们认真分组采集并测定酸雨样品,调查该地农作物或建筑物受酸雨侵蚀的情况,分析该地酸雨的主要成因,提出防治酸雨、保护环境的有效建议.在结束阶段,笔者询问学生是否还有兴趣探究有关酸雨的问题,殊料学生们反应热烈,纷纷提出问题: (1) 探究模拟酸雨对不同种子萌发的影响(如小麦、黄瓜、大豆、菜豆种子); (2) 探究不同pH的模拟酸雨对小麦种子发芽率的影响; (3) 探究不同pH的模拟酸雨对小麦幼苗生长状况的影响; (4) 探究酸雨对叶绿素含量的影响,等等．并且学生立即行动用清水和食醋配制成不同pH的模拟酸雨,分装在相同的喷壶中并贴上标签以备综合实践活动使用.

教材研究性学习内容的拓展与优化既可以丰富课程资源,充实学科课程内容,也能更好地培养学生的创新精神和实践能力．通过引导学生转换教材中研究性课题的情境和条件,结合实际对实践活动进行“变式”、“类化”,将有力促进学生灵活性思维品质的发展.

3 解释现代科技现象,发展学生思维的深刻性

科学课程标准指出,具有应用科学知识描述和解释周围世界的初步能力,以及运用科学知识和技能解决实际问题的初步能力.[2]深刻性是指思维活动的广度、深度和难度.它表现为智力活动中深入思考问题,善于透过现象抓住事物的本质和规律.[1]笔者在引导学生开展综合实践活动时,经常要求学生搜索现代科技现象,并作出解释．通过对现代科技现象的解释,来发展学生的深刻性思维.

例如,有学生提供如图2所示的“悬浮灯泡”,提出为什么会发光?通过对悬浮灯泡拆装,发现基座内部有一个电磁铁,灯泡内部装有LED灯和磁铁连接的闭合线圈.其内部结构如图3所示,当基座内电路接通后,根据同名磁极互相排斥,灯和基座达到二力平衡,使灯悬浮,进一步发现通过滑动变阻器阻值的调整,还可改变灯泡悬浮的高度.

设计一些抽象知识在实践中存在或应用的情境,让学生通过实践活动来感受和领会抽象知识的含义,会有效促进学生对课程知识的理解,[3]现代科技现象就是这样的“情境”,通过引导学生对现代科技现象的分析,既揭示其本质原因,培养学生分析问题的能力,又能发展学生深刻性思维品质.

图2

图3

4 积极开展实验改进,发展学生思维的创造性

科学课程标准指出,要鼓励教师和学生因地制宜地使用与自制实验器材,积极研究、改进、创新实验和活动.[2]思维的创造性反映了思维活动的独立创新程度,在实践活动中集中表现为善于独立地提出新的问题,善于用新的方法、手段、方案解决问题.笔者一直把科学实验的改进作为实践活动的重要内容,具体从自制教具和实验改进两方面着手,以此来培养学生的创造性思维品质.

图4

一是自制教具,教师要注重引导学生在设计、取材和制作上创新思考,从而使实验更合理、更有效.如为了验证“流体压强与流速关系”而制作的演示仪.如图4所示,先在注射器A、B处分别扎一个大小相等的小孔,插入两根相同的硬质塑料管并确保连接处密封,然后在塑料管上分别系一个未充气的相同气球(连接处不漏气).慢慢往外拉活塞,使注射器中充满空气,接着快速向内推动活塞,在此过程中可观察到B处气球鼓起来,从而验证“流速大,流体压强小”的结论.

图5

二是改进实验,教师在实践活动中可引导学生从操作的便捷性、实验的直观性与简约性等角度,针对出现的问题,进行深入的设计和改进.如传统演示铁丝在O2中燃烧实验时,往往需要提前在集气瓶中收集好O2,若以图5所示,用适量H2O2和MnO2代替原实验中集气瓶里的水,不仅使实验更简便外,而且H2O2可以提供充足的O2,让铁丝燃烧更持久.

实践出真知,没有实践就不可能有创新,真正的学问是在不断实践运用中体会、内化,进而形成一种能够灵活运用的个性化智慧.[4]通过把实验改进与综合实践活动有机结合,不仅丰富了科学综合实践活动的内涵,而且也有助于学生创造性思维品质的发展.

5 鼓励学生活动质疑,发展学生思维的批判性

批判性是思维活动中独立分析和批判的程度,是思维活动中善于严格估计思维材料和精细地检查思维过程的智力品质.[1]而质疑是指学生在学习的过程中对“未解之惑、未通之理”加以发问的过程．综合实践活动作为学生的一种重要学习形式,教师要善于结合实践活动各个环节,引导、鼓励、解决学生提出质疑.

例如,在探究pH对酶活性影响的实践活动时,学生在A、B、C3支试管中分别滴加1mL稀释的唾液淀粉酶,然后在A试管中加1mL蒸馏水,B试管中加1mL HCl,C试管中加1mL NaOH溶液,再分别加入2mL可溶性淀粉溶液,37℃水浴加热5min,分别滴入2滴碘液,发现滴加HCl的B试管变蓝,其余2支试管不变蓝．从而说明酸性对酶活性有影响,中性、碱性对酶活性没有影响.实践活动似乎可以顺利结束了,但有学生却提出一个问题,受温度对酶活性影响的启发,他认为碱性对酶的活性也应有影响．笔者没有直接告知学生答案,而是让学生自己上网搜索有关资料,发现碘分子会与NaOH溶液反应,也即碘分子变成了碘离子,而碘离子是不与淀粉发生显色反应的,再经过学生讨论,终于找出了改进方案:选择斐林试剂,或选用过氧化氢酶作实验.

孔子曰:“不愤不启、不悱不发”,在综合实践活动中,教师要善于观察学生,当学生表现出“愤”和“悱”状况时,就是学生质疑能力培养的最佳时机,此时,教师可及时鼓励学生敢于表达出自己的质疑,并引导学生解决困惑,进而发展学生的批判性思维品质.

综合实践活动是一门生成性很强的课程,需要教师与学生共同创生.[4]在实践活动过程中,教师首先应从思想上提高学生对综合实践活动的教学功能的认识,充分挖掘综合实践活动的教学功能,有机结合科学教学实际,有的放矢加强学生思维训练,让学生在积极主动的实践活动中发展思维品质,完善思维结构,最终内化为综合实践能力和科学素养.

1 林崇德.培养思维品质是发展智能的突破口[J].国家教育行政学院学报，2005(9):21-26,32.

2 中华人民共和国教育部.科学课程标准[S].北京:北京师范大学，2011:5,9,37,39,46.

3 吴星,梅婷婷,吕琳.高中生化学思维品质发展现状研究[J].化学教育，2016(1):45-51.

4 李才俊.综合实践活动课程的实施与学生学习方式方法的转变[J].课程·教材·教法，2007(10):14-18.

5 林耿辉.发展学生思维品质的化学实验教学策略[J].化学教学，2015(1):62-65.

6 周鑫荣.高中化学新教材的拓展与优化[J].化学教育，2011(3):13-15.

7 范宏.中学化学教学中培养学生质疑提问能力的层次和方法[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版)，2014(6):162-164.

本文获2016年浙江省教育科学规划立项课题“基于发展学生思维品质的科学实验教学研究”(编号:2016SC266)资助.

2017-02-12)