实验与问题“互为驱动”培养高阶思维能力

问题背景

实际教学中存在教师纠正很多遍，但学生依然旧错重犯的情况。这让教师产生一种失败感，同时也给学生学习带来困扰。师生在处理错误表现得情绪化，比如教师在考后把发挥失常的学生狠狠批评一顿，学生把考砸的试卷藏起来或揉成团扔掉。我们应立足从认知结构出发，寻找学生的犯错原因，寻找调节认知结构变量、减少错误发生的教学策略，对《物质的导电性》进行了磨课活动。

教学过程及设计意图

教学环节1：引入生活经验，提出探究问题，培养学生思维的自觉性

教师：（展示导线）导线在构造上有什么特点？

学生：外壳是塑料不易导电，里面是铜丝容易导电。

教师：（准备以下物品：玻璃片、橡皮、铅笔芯、铜片、食盐水、硫酸铜溶液、自来水、硬币、粉笔、回形针。）根据生活经验哪些容易导电？哪些不容易导电？

教师：有什么办法判断物质的导电性？能否来设计电路？（提醒学生在电路中给待测物体留个位置）

学生：展示电路，说明设计理由，通过小灯泡亮暗度判断导电性。

教师：将导电能力转换成看得见的灯泡的亮暗，运用了转换法，利用此电路来验证我们的猜想。

学生：四人小组完成实验并记录结果。

【设计意图】通过导线引入，设计电路并实验初步通过小灯泡的亮暗来判断物质的导电性，又留下疑问：小灯泡不亮就不能导电吗？学生产生了疑问和强烈的探究真相的欲望。

教学环节 2：借助工具定量实验释疑，培养学生思维的灵活性。

教师：灯泡不亮就不导电吗？

学生：可能不导电，也可能电流太小灯泡不发光。

教师：灯泡无法显示的电流怎么显示出来呢？可借助什么工具？

学生：借助电流表。电流表有示数容易导电，无示数不容易导电。

学生四人小组完成实验并记录过程。

【设计意图】高阶思维发展的起点是质疑。本环节用小灯泡亮暗程度检测物质的导电性时，质疑小灯泡不亮是真的不导电吗？质疑是学生的思考走向深入的第一步。高阶思维的发展关键是思维的交互、内省。思维不是自然发生的，但是它一定是由“难题和疑问”与“一些困惑、混淆或怀疑”“引发”的。围绕“物质导电性检测的”实验，小灯泡无法显示的电流怎么显示出来，学生想到借助电流表。如何设计实验检测物质能否导电，启发学生的思维交互，发展学生的高阶思维。学生对科学方法的理解和掌握程度决定高阶思维水平的高低。在判断物质导电性时，引导学生设计实验以求验证，经历“实验猜想——方案设计——实验验证——优化实验——再次实验验证”的探究过程，逐步完善提升高阶思维水平。

教学环节 3：通过精密度更高的仪器实验，归纳规律，培养学生思维的深刻性。

教师：电流表检测无示数的物质是否真不能导电？

教师：今天我们介绍灵敏电流表，比电流表更精确，能检测出微小的电流，以灵敏电流表代替电流表完成检测。

学生：完成实验后完成框架图。

教师：我们对这10种物质分类时，从开始的依靠经验分类到后来一次次分类结果的改变，是靠什么？

教师：随着仪器精确度不同，物质的分类结果也不同，技术的进步会推动科学进步。

【设计意图】定性和定量分析是认识事物的两种分析方式。在教学环节1中运用定性分析，在教学环节2、3中运用定量分析，使学生对物质的导电性有了进一步的认识。同时采用“问题链”驱动教学，启发学生思考，帮助学生形成科学的探究思路，培养学生思维的深刻性。

培养高阶思维能力的教学思考

实验与问题相互驱动，深化思维

科学的精髓是以“物”析“理”，物是事实证据，理是理性思维，而思维不会凭空发生，是由问题引发的。我们在科学教学中离不开实验，也离不开问题，这两者共同驱动教学，深化学生思维。

关注意义的理解和科学方法的渗透，优化思维

传统的科学课堂先演示实验给出规律，然后讲解内涵，对规律得出过程不重视，缺少对本源理解，学生思维处于低阶思维。科学规律建立过程中，常常运用观察和实验，分析和综合等科学方法，而科学方法的掌握程度，直接影响思维的方式和水平。科学课堂教学应该关注学习过程和意义的理解，将科学思想方法渗透到问题中，让学生在解决问题中领悟方法，学会质疑、分析、创造，优化思维。