思維品質(zhì)在科學(xué)課堂中的生長(zhǎng)之路

徐燕

摘 要：思維品質(zhì)的培養(yǎng)是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力的關(guān)鍵。針對(duì)初中科學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中引入生活素材，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，以問(wèn)題任務(wù)引發(fā)學(xué)生的思維沖突，引導(dǎo)學(xué)生積極思維、主動(dòng)解決問(wèn)題，不僅能培養(yǎng)學(xué)生“思之新、思之活、思之深、思之惑”的良好思維品質(zhì)，也有利于實(shí)現(xiàn)“科學(xué)來(lái)源于生活而應(yīng)用于生活”這一認(rèn)識(shí)的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：酸堿鹽 ；復(fù)習(xí)拓展 ；思維品質(zhì)

思維品質(zhì)，實(shí)質(zhì)是人的思維的個(gè)性特征。思維品質(zhì)反映了每個(gè)個(gè)體智力或思維水平的差異，主要包括深刻性、靈活性、創(chuàng)造性、批判性、敏捷性五個(gè)方面。[1]優(yōu)秀的思維品質(zhì)來(lái)源于優(yōu)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(zhì)是智力品質(zhì)的核心，而智力品質(zhì)是智力活動(dòng)特別是思維活動(dòng)中智力特點(diǎn)在個(gè)體身上的表現(xiàn)。在教學(xué)過(guò)程中抓住了思維品質(zhì)的培養(yǎng)，就抓住了發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的關(guān)鍵，這與初中科學(xué)教學(xué)提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力的根本任務(wù)相吻合。

由于教師自身的認(rèn)知與經(jīng)驗(yàn)、關(guān)注點(diǎn)等限制，在初中科學(xué)教學(xué)中，往往重材料“展示”，輕思維“工具”；重“實(shí)驗(yàn)”過(guò)程，輕思維“判斷”；重“收集”數(shù)據(jù)，輕思維“整理”。特別是復(fù)習(xí)課，常常采用“重復(fù)再現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)加綜合練習(xí)”來(lái)提高學(xué)生成績(jī)，忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生普遍感覺(jué)復(fù)習(xí)課枯燥無(wú)味，制約了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和優(yōu)秀思維品質(zhì)的發(fā)展。如何更好地發(fā)展學(xué)生的優(yōu)秀思維品質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？筆者以初中“酸堿鹽復(fù)習(xí)”拓展課為例具體論述之。

初中科學(xué)中酸堿鹽部分的內(nèi)容，知識(shí)點(diǎn)繁多、聯(lián)系緊密、內(nèi)容綜合，一直是初中復(fù)習(xí)教學(xué)中的難點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的能力要求也較高。按照傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)模式，一般是先復(fù)習(xí)酸、堿、鹽代表物質(zhì)的性質(zhì)，再小結(jié)酸堿鹽的通性，然后按通性規(guī)律寫出常見酸堿鹽的化學(xué)方程式。相對(duì)新課來(lái)說(shuō)這種復(fù)習(xí)方式比較枯燥，考慮到繁多的酸堿鹽知識(shí)點(diǎn)中酸的化學(xué)性質(zhì)是其中重中之重，學(xué)生掌握了酸的化學(xué)性質(zhì)就很容易類比遷移出堿的化學(xué)性質(zhì)，酸和堿的性質(zhì)又與鹽的部分化學(xué)性質(zhì)重疊，熟悉了酸與堿的化學(xué)性質(zhì)，鹽的化學(xué)性質(zhì)也就變得簡(jiǎn)單了，而在酸堿鹽化學(xué)性質(zhì)中最本質(zhì)的是典型離子的化學(xué)性質(zhì)。同時(shí)如何能使酸、堿、鹽的復(fù)習(xí)寓教于樂(lè)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生思維品質(zhì)，這也是筆者在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)著重思考的。心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為思維源于好奇。在生活中有大量學(xué)生感興趣的與酸堿鹽相關(guān)的素材，很容易激發(fā)起學(xué)生的探究欲望，從而激發(fā)起學(xué)生的主動(dòng)思維。所以在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)來(lái)自生活中的素材，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，以典型離子為線索，由點(diǎn)及面，點(diǎn)面結(jié)合地展開，其間以問(wèn)題任務(wù)為引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生思維沖突，促使學(xué)生積極思維、主動(dòng)解決問(wèn)題。通過(guò)這一教學(xué)，以期達(dá)到引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)梳理酸堿鹽部分知識(shí)，能在復(fù)雜具體的情境中以核心離子為線索、借助實(shí)驗(yàn)解決具體問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的發(fā)展，并建立科學(xué)來(lái)源于生活而應(yīng)用于生活的教學(xué)目標(biāo)。

本課在教學(xué)時(shí)先通過(guò)小組展示課前收集到的飲食生活中的科學(xué)知識(shí)和問(wèn)題導(dǎo)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(fù)習(xí)）→菠菜中草酸可能有什么用途（物質(zhì)性質(zhì)決定用途）→菠菜與豆腐能否同吃（靈活運(yùn)用酸與鹽、酸與堿、鹽與堿的綜合反應(yīng)）。在探究過(guò)程中提供信息，通過(guò)問(wèn)題任務(wù)，層層深入探究、引導(dǎo)學(xué)生積極思維，在小組討論思維碰撞中借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，解決問(wèn)題。教學(xué)設(shè)計(jì)流程如圖1。

一、思之新

課前布置學(xué)生收集日常飲食中諸如食物相克等的科學(xué)知識(shí)和問(wèn)題，小組展示交流，使學(xué)生體會(huì)到生活中有很多科學(xué)問(wèn)題。通過(guò)簡(jiǎn)短視頻創(chuàng)設(shè)情境：豆腐制作過(guò)程，使學(xué)生知道需要點(diǎn)鹵豆腐才能成形，還知道常見的點(diǎn)鹵有兩種方法：鹽鹵和石膏鹵。在情境中給出任務(wù)一：能用所學(xué)知識(shí)鑒別出兩種豆腐的點(diǎn)鹵液?jiǎn)幔?/p>

（1）提供信息：A、豆腐的營(yíng)養(yǎng)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(diǎn)鹵。石膏豆腐用石膏（硫酸鈣）點(diǎn)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(xué)生小組活動(dòng)：分析提供的信息，根據(jù)提供的試劑，討論方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別離子，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)鑒別出兩種點(diǎn)鹵液。學(xué)生通過(guò)分析和小組交流發(fā)現(xiàn)：兩種點(diǎn)鹵液分別含有氯離子、鎂離子、硫酸根離子、鈣離子，要區(qū)別這兩種點(diǎn)鹵液，就是區(qū)別出這幾種離子。通過(guò)交流討論，多維度、全面考慮，學(xué)生發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)溶液中有白色沉淀生成則為氯化鎂點(diǎn)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(fā)現(xiàn)溶液中有白色沉淀生成則為硫酸鈣點(diǎn)鹵液。教師鼓勵(lì)和肯定學(xué)生的思維，繼續(xù)引導(dǎo)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較不同鑒別方法：哪一種現(xiàn)象更明顯？采用哪一種鑒別方法更好？

培養(yǎng)學(xué)生思維的新穎性，是指思考問(wèn)題時(shí)既要考慮整體性，又要關(guān)注問(wèn)題的細(xì)節(jié)；既要深入了解問(wèn)題的本質(zhì)，又要認(rèn)真分析相關(guān)可能因素。其思維要求為能抓住事物的本質(zhì)，從多方面、全面地考察問(wèn)題。要培養(yǎng)學(xué)生思維的新穎性，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題的本質(zhì)，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。此教學(xué)環(huán)節(jié)從生活中尋找學(xué)生感興趣的素材，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思維，找出問(wèn)題的本質(zhì)即兩種點(diǎn)鹵液核心離子的鑒別，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)酸堿鹽知識(shí)，尋找多種方法鑒別離子，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)不同方法進(jìn)行辨析、比較優(yōu)缺點(diǎn)。這一過(guò)程有利于發(fā)展學(xué)生思維的新穎性，提升學(xué)生的實(shí)證意識(shí)。

二、思之活

教師進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)情境：展示菠菜的營(yíng)養(yǎng)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(qǐng)學(xué)生思考、討論，利用提供的藥品試劑完成任務(wù)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(xué)生小組活動(dòng)：回憶酸的通性，并據(jù)此利用提供的藥品試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生主動(dòng)合作、一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)草酸能使石蕊指示劑變紅、能與金屬鎂條反應(yīng)放出氣體、能與金屬氧化物鐵銹反應(yīng)、能與堿氫氧化鈣反應(yīng)生成沉淀、能與鹽碳酸鈉反應(yīng)放出氣體等，得出結(jié)論：草酸具有酸的通性。

教師展示草酸的資料如圖2，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生深入思考：根據(jù)任務(wù)二的結(jié)論，說(shuō)明草酸可能有什么用途？使學(xué)生理解物質(zhì)的性質(zhì)決定用途。學(xué)生通過(guò)討論，根據(jù)草酸的化學(xué)性質(zhì)推理出生活中草酸可以用于除水垢、除銹等。然后教師說(shuō)明生活中草酸的用途。

思維的活，即敏捷性，也即思維活動(dòng)的反應(yīng)速度，是指學(xué)生智力的敏銳程度，其具體表現(xiàn)為新穎獨(dú)特的靈活性、善于舉一反三和觸類旁通的遷移性。[2]要培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性，拋出的思維任務(wù)難度要適中且易于知識(shí)遷移。

在此教學(xué)環(huán)節(jié)中要求學(xué)生能從學(xué)過(guò)的酸通性的知識(shí)舉一反三遷移到菠菜湯中的草酸性質(zhì)的研究中，這樣的設(shè)計(jì)不僅使酸的性質(zhì)的復(fù)習(xí)更貼近生活、更有趣味、更有挑戰(zhàn)，也對(duì)學(xué)生的思維品質(zhì)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(gè)生活中一直有爭(zhēng)議的話題：菠菜與豆腐能同吃嗎？先出示網(wǎng)上調(diào)查數(shù)據(jù)：46%贊同能同吃，54%不贊同兩者同吃，以及網(wǎng)友的各種觀點(diǎn)理由。網(wǎng)上的調(diào)查數(shù)據(jù)和網(wǎng)友的觀點(diǎn)激起了學(xué)生的好奇心，教師因勢(shì)利導(dǎo)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的兩種觀點(diǎn)人數(shù)，發(fā)現(xiàn)接近持平，兩派學(xué)生堅(jiān)持己見，誰(shuí)也不服誰(shuí)。這時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生借助模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究。

學(xué)生主動(dòng)尋求討論合作、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)菠菜湯中滴加氫氧化鈣溶液，有白色沉淀生成，進(jìn)而得出一致觀點(diǎn)：菠菜與豆腐同吃會(huì)在人體形成結(jié)石，不可同吃。

思維的深刻性是指思維活動(dòng)的廣度、深度和難度。思維深刻性的培養(yǎng)可通過(guò)制造認(rèn)知沖突，調(diào)動(dòng)起好奇心，學(xué)生越好奇、思維越積極主動(dòng)，往往思維也就能越深刻。本環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)鋪墊，制造出菠菜與豆腐能同吃與不能同吃兩個(gè)相反的觀點(diǎn)似乎都有道理的認(rèn)知矛盾，激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲，學(xué)生在急切地尋求答案的意愿的趨動(dòng)下主動(dòng)合作、深入思考，剔除干擾因素，抓住問(wèn)題的本質(zhì)，即豆腐中的鈣離子與菠菜中的陰離子是否會(huì)反應(yīng)生成難溶性沉淀，設(shè)計(jì)出模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)研究菠菜與豆腐能否同吃，在學(xué)生得到結(jié)論的過(guò)程中學(xué)生思維的深刻性也得到了訓(xùn)練。

四、思之惑

學(xué)生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)得出菠菜與豆腐不能同吃的結(jié)論后，教師進(jìn)一步追問(wèn)：真的不能同吃嗎？教師引導(dǎo)學(xué)生在具體情境中展開思考、組內(nèi)及小組間互相質(zhì)疑，層層深入探究：菠菜與豆腐同吃在胃里會(huì)不會(huì)形成結(jié)石？到了小腸里又會(huì)發(fā)生什么？不同吃，草酸被吸收進(jìn)入人體又會(huì)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(shí)吃這些菜都沒(méi)有問(wèn)題呢？

學(xué)生通過(guò)質(zhì)疑、再通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成的沉淀模擬），進(jìn)入胃里遇到胃酸（HCl），模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)草酸鈣與HCl反應(yīng)，沉淀消失，所以在胃里不會(huì)形成結(jié)石。但很快學(xué)生發(fā)現(xiàn)這不是最終結(jié)論，當(dāng)進(jìn)入小腸，腸里的消化液呈堿性，在反應(yīng)中繼續(xù)滴入氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)沉淀又生成，即小腸里會(huì)形成草酸鈣結(jié)石。如果菠菜不與豆腐同吃，草酸被人體吸收又會(huì)怎樣？學(xué)生發(fā)現(xiàn)草酸被人體吸收進(jìn)而和人體中的鈣結(jié)合形成草酸鈣結(jié)石沉淀在人體中。新的認(rèn)知一次次與學(xué)生原有認(rèn)知相沖突，促使學(xué)生不斷思辨，改進(jìn)結(jié)論。最后學(xué)生經(jīng)過(guò)激烈的討論，發(fā)現(xiàn)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(xué)生更深切體會(huì)到學(xué)以致用的快樂(lè)。最后，通過(guò)小組活動(dòng)，總結(jié)課堂中出現(xiàn)的典型離子間的相互反應(yīng)類型，進(jìn)一步將酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)形成知識(shí)體系。

思之惑，即思維的批判性。是指對(duì)自己思維過(guò)程中產(chǎn)生的原有思考和結(jié)論以及對(duì)別人的結(jié)論產(chǎn)生疑問(wèn)，在肯定相關(guān)內(nèi)容的同時(shí)，采取批判的態(tài)度不斷探究以求完善的過(guò)程。要培養(yǎng)具有批判性思維的學(xué)生，首先我們教師應(yīng)該成為一個(gè)真正的批判性思維教師。[3]通過(guò)教學(xué)，為學(xué)生提供自己發(fā)現(xiàn)和思考的機(jī)會(huì)，引出不同的觀點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生思考質(zhì)疑，尋求證據(jù)與根據(jù)。在這部分教學(xué)設(shè)計(jì)中創(chuàng)設(shè)情境菠菜與豆腐經(jīng)過(guò)消化道的不同部位時(shí)，菠菜與豆腐不可同吃原有認(rèn)知和新信息不斷形成思維沖突，促使學(xué)生不斷質(zhì)疑、思辨，通過(guò)不同觀點(diǎn)的辯論和實(shí)驗(yàn)獲得新的認(rèn)知，發(fā)展思維能力。這一學(xué)習(xí)過(guò)程也讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)是在各種觀念、認(rèn)識(shí)的論爭(zhēng)、競(jìng)爭(zhēng)中蹣跚前行的，是一個(gè)不斷質(zhì)疑、大膽猜想、邏輯推理、實(shí)驗(yàn)探索的循環(huán)發(fā)展的認(rèn)識(shí)過(guò)程。

從本教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)際教學(xué)效果來(lái)看，從生活中提取學(xué)生感興趣的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用酸堿鹽知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，興趣加上挑戰(zhàn)，促發(fā)學(xué)生主動(dòng)思維；創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生已有認(rèn)知與新信息形成思維沖突，鼓勵(lì)學(xué)生不斷質(zhì)疑，在課堂上形成“思維性討論”的氣氛，整堂課學(xué)生思維活躍、積極，良好思維品質(zhì)獲得培養(yǎng)。同時(shí)在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中使酸堿鹽知識(shí)在運(yùn)用中得到復(fù)習(xí)提升，并通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程使學(xué)生明白科學(xué)是講究實(shí)證的學(xué)科，更理解科學(xué)探究的方法，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。此外，使學(xué)生深切體會(huì)到生活中處處有科學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地去關(guān)注發(fā)現(xiàn)生活中的科學(xué)問(wèn)題，并運(yùn)用科學(xué)和思想、方法、知識(shí)去解決問(wèn)題，幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)社會(huì)、認(rèn)識(shí)生活。

在知識(shí)時(shí)代的當(dāng)下，人們不再為知識(shí)的獲得而犯愁，而是為如何處理、判斷、整合繁雜的知識(shí)而犯困，因此為了當(dāng)下學(xué)生適應(yīng)未來(lái)，要特別關(guān)注思維力的提升。通過(guò)這堂課，讓我深深感受到，教師發(fā)展的正確思路或核心價(jià)值指向，應(yīng)當(dāng)是優(yōu)化學(xué)科教學(xué)思想。也就是說(shuō)，只關(guān)心教學(xué)的操作方法是不夠的，必須有教學(xué)思想。同時(shí)，這教學(xué)思想是學(xué)科的，要與學(xué)科的特殊規(guī)律結(jié)合起來(lái)，才有實(shí)踐的價(jià)值。因此，對(duì)于科學(xué)教師來(lái)說(shuō)，更要優(yōu)化科學(xué)教學(xué)思想。

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