校外科學(xué)課STEM項目中培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的探究

鄧芳

【摘要】為培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)，以校外科學(xué)課STEM項目為載體，結(jié)合部分教學(xué)案例，初步探討學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)策略。

【關(guān)鍵詞】STEM?批判性思維?校外科學(xué)課

批判性思維（Critical?Thinking）是一種個性思維品質(zhì)，是一種有目的而自律的判斷，是對思維展開的思維。批判性思維強調(diào)質(zhì)疑、猜想、求異和創(chuàng)新，核心是多思善思、自主推理、思考。近年來核心素養(yǎng)的提出，對學(xué)生批判性思維的要求提升到新高度，琳瑯滿目的信息時代，學(xué)生有賴于運用批判性思維對信息進行綜合判斷。

STEM是科學(xué)（SCIENCE）、技術(shù)（TECHNOLOGY）、工程（ENGINEERING）、數(shù)學(xué)（MATHMATICS）四門學(xué)科的簡寫。校外科學(xué)STEM項目，以生活中真實的問題為導(dǎo)向，具備實踐性、開放性、探究性、延展性等特征。活動中，教師引導(dǎo)學(xué)生重視思維的主動性、獨立性和開闊性，鼓勵好奇心和敢于質(zhì)疑精神，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出疑問，并努力解決，對培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有積極促進作用。筆者結(jié)合案例，闡述校外科學(xué)課STEM項目中批判性思維訓(xùn)練的基本策略。

一、創(chuàng)設(shè)和諧的課堂情境，喚醒學(xué)生批判性思維意識

營造輕松和諧的課堂氣氛，創(chuàng)設(shè)民主、平等的師生關(guān)系，是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的前提，是學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的起點?？梢試L試以下方法：教師平易近人、關(guān)注學(xué)生之間差異;盡可能為學(xué)生提供自由活動的時間、地點，讓他們在輕松的氛圍下學(xué)習(xí)、合作、交流、思考和感悟;創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生放松身心，積極參與探究。

“神奇的泡泡水”是一節(jié)以“表面張力”為主題的STEM探究課，融數(shù)學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)科知識，含滴管使用、試劑量取等相關(guān)技術(shù)。教師通過自己玩“吹泡泡”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望;學(xué)生有了興趣，教師鼓勵學(xué)生一起“玩”;學(xué)生玩得比較放得開的時候，教師提出本課探究任務(wù)，極大增強了學(xué)生的自主性。學(xué)生探究過程中，教師定學(xué)生成果的基礎(chǔ)上提出進一步的要求，引發(fā)學(xué)生的主動思考。在這種輕松和諧的課堂氛圍下，學(xué)生思維不斷的被激發(fā)，他們樂于嘗試新的挑戰(zhàn)，活躍的思維推動探究越來越深入。

可見，教師通過不停的創(chuàng)設(shè)各種教學(xué)情境，層層遞進的引導(dǎo)學(xué)生探究，營造了一種輕松、民主和諧的課堂氣氛，學(xué)生才可能真正敞開心懷，勇敢質(zhì)疑、勇于探索、敢于挑戰(zhàn)、敢于表達自我。

二、運用科學(xué)史素材，鍛煉學(xué)生批判性思維品質(zhì)

批判性思維品質(zhì)，是批判性思維產(chǎn)生和發(fā)展的內(nèi)在動力?？茖W(xué)史記錄著科學(xué)產(chǎn)生、形成和發(fā)展的過程。很多經(jīng)典的生物學(xué)實驗，重大的生物學(xué)發(fā)現(xiàn)是幾代科學(xué)家共同探索的成果?？茖W(xué)家勇于探索，大膽質(zhì)疑、勇于追求，堅忍不拔的品質(zhì)和精神，是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維品質(zhì)的重要素材。

“細(xì)菌作畫”為主題的STEM項目中，導(dǎo)論一課通過著名的“鵝頸燒瓶實驗”，帶領(lǐng)學(xué)生重溫“微生物之父”巴斯德的故事。通過設(shè)計一次次改進實驗，最終推翻了“自然發(fā)生論”，提出了“生生論”。巴斯德在追求證據(jù)、追求真理的過程中不迷信權(quán)威，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，用實事求是的態(tài)度，用科學(xué)的實驗方法發(fā)現(xiàn)真理。

通過重溫科學(xué)史、科學(xué)重大發(fā)現(xiàn)歷程，學(xué)習(xí)科學(xué)家們大膽猜測、虛心求教、不斷摸索的科學(xué)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、堅忍不拔的科學(xué)品質(zhì)，可以培養(yǎng)學(xué)生思維的開闊性、主動性、好奇心、堅韌性等思維品質(zhì)。

三、精心設(shè)計“對話式提問”，發(fā)展學(xué)生批判性思維精神

“對話式提問”不是簡單的你問我答，而是師生在相互平等、善于傾聽和樂于接納的前提下發(fā)生的;教師和學(xué)生之間不是“自上而下”的關(guān)系，而是民主平等的關(guān)系。對話式提問的關(guān)鍵是教師的“提問”，“提問”應(yīng)注意從學(xué)生認(rèn)知情況出發(fā)，具備一定的啟發(fā)性，需要教師的精心設(shè)計。

“溫度對金魚呼吸的影響”STEM探究中，為了讓學(xué)生了解對照實驗以及實驗的一些變量參數(shù)，教師圍繞以下問題展開對話。老師：實驗對象是什么？學(xué)生：金魚。老師：什么樣的金魚？學(xué)生答案可能會不同，教師繼續(xù)發(fā)問：大家選擇的不太一樣，都可以，但要符合一定條件，什么條件？學(xué)生會主動思考，歸納出“同等條件”的金魚。教師會根據(jù)同學(xué)回答層層遞進提出更多的問題，如金魚要選擇幾條？為什么？研究溫度對呼吸的影響，溫度怎么選？為什么？一種溫度下需要測試幾次比較合適？諸如此類，師生在相互啟發(fā)中完成對話，對話中學(xué)生學(xué)到了知識和方法，促進學(xué)生思維的自我建構(gòu)與發(fā)展。

教師通過精心設(shè)計問題，平等對話，層層遞進，促進學(xué)生由不知到知，由少知到多知的吸收和轉(zhuǎn)化。有效的對話式提問能夠讓學(xué)生積極思考，主動質(zhì)疑，讓學(xué)生的批判性思維得以發(fā)展。

四、實驗中善于觀察、主動思考，幫助建立批判性思維習(xí)慣

一種好的習(xí)慣就是一種成功的自我教育方式。在實驗中善于觀察，樂于思考，潛移默化中建立學(xué)生批判性思維的習(xí)慣。進行實驗探究時，應(yīng)該善于發(fā)現(xiàn)觀察到的現(xiàn)象，善于反省，善于對有爭議的觀點進行懷疑、反駁、提出有根據(jù)性的觀點，并進行驗證。

“食物中的維生素C”STEM項目中，教師提供了“褪色法”的實驗方法。學(xué)生提取了紫甘藍(lán)、黃瓜、土豆等蔬菜汁液后，根據(jù)實驗方案進行滴定時，發(fā)現(xiàn)由于色素存在無法判斷褪色程度。教師引導(dǎo)學(xué)生，怎么樣才能不干擾結(jié)果的判斷呢？學(xué)生積極思考后，有同學(xué)提出可以嘗試去除汁液色素，有同學(xué)說是不是還有別的檢測方法等，在教師的鼓勵下，他們分別嘗試了活性炭、色母片、濾紙等材料洗脫色素，還積極查閱資料尋找更多的解決方案并予以驗證。

科學(xué)結(jié)論的得出需要實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)的支持，實驗觀察時應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，由表及里，推斷現(xiàn)象背后的本質(zhì)。觀察實驗現(xiàn)象可以作為訓(xùn)練學(xué)生主動思維的載體，從而建立遇到問題時主動思考的思維習(xí)慣，對有疑問的內(nèi)容進行思考、辨析、和積極修正。

五、巧用認(rèn)知沖突，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，培養(yǎng)批判性思維能力

認(rèn)知發(fā)展理論認(rèn)為：在學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展過程中，當(dāng)原有概念（或認(rèn)知結(jié)構(gòu)）與現(xiàn)實情境存在某些差距時，會引發(fā)他們心理產(chǎn)生矛盾或沖突。通俗的講，當(dāng)學(xué)生所見所聞與已有認(rèn)知（可能正確的，也可能是錯誤的）不同時，就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突。教師抓住認(rèn)知沖突的契機，能夠激發(fā)學(xué)生探究動機，從而將疑惑轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究，經(jīng)歷觀察、實驗、比較、判斷、綜合等探究的一系列過程，培養(yǎng)他們的批判思維能力。

“昆蟲行為”項目中，班里有同學(xué)在路邊看到一群螞蟻在搬家，于是大喊“要下雨了”（已有認(rèn)知：螞蟻搬家天要下雨），可是天明明晴朗著呢（現(xiàn)實與已有認(rèn)知矛盾）。他跑來問我：“老師，螞蟻搬家不是要下雨嗎？為什么天還好好的？”我想了一下，告訴他：“你可以去研究一下螞蟻搬家的原因。”這位同學(xué)和他同桌開始了“螞蟻搬家的秘密”的探究，他們假設(shè)食物、溫度、濕度都可能讓螞蟻搬家，通過實驗探究對假設(shè)進行驗證，最終得出結(jié)論。

當(dāng)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生不平衡時，教師鼓勵學(xué)生自行探究，尋找答案的過程中，學(xué)生思維處于不斷的碰撞、調(diào)整、興奮之中，由此帶來的刺激比較深刻，潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維能力。

參考文獻：

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