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基于发展批判性思维品质的科学实验教学策略

2017-01-06沈伟云

化学教与学 2016年12期
关键词:批判性思维发展

沈伟云

摘要:批判性思维是创造性思维的基础和前提,是一种怀疑的、审慎的、反思的理性思维品质,但在实际实验教学中却受到一定程度的忽视,为此,通过科学史、纠错练习、质疑、科学探究、评价等方面的实践与思考,进而提出发展学生批判性思维品质的教学策略。

关键词:发展;批判性思维;实验案例

文章编号:1008-0546(2016)12-0015-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.005

批判性思维品质是一种基于思维活动中独立分析和批判的程度,是思维活动中善于估计思维材料和精细地检查思维过程的智力品质。联合国教科文组织在《教育——财富蕴藏其中》的报告中明确指出:教育应该使每个人,尤其借助于青年所受的教育,能够形成一种独立自主、富有批判精神的思维意识及能力。科学课程标准也明确指出,学生既要勇于坚持自己的正确观点并对他人的错误观点提出质疑,又要勇于放弃自己的错误观点,接受更合理的科学观点和解释。

大量教学现状表明,许多学生经常为情境性暗示左右,不敢质疑,人云亦云,不能提出批评性意见,无法及时有效修改错误方案。在实验教学中表现尤为明显,实验是科学教学的基础,为此,如何在实验教学中致力于学生批判性思维的提升是个很有意义的课题。

一、运用实验科学史,增进学生批判性学习意识

梁慧姝、郑长龙先生对化学实验的含义进行了拓展,认为“实验”不仅指实践活动,还应包括实验方法论、实验事实和实验史实。为此,开展实验科学史教学,既能激发学生学习兴趣,加深对概念的理解,也能增进学生批判性学习意识。

案例1:1892年,英国科学家雷利从空气中除去二氧化碳、氧气和水蒸气后,测得氮气密度为1.2572g/L;分解硝酸铵得到氮气密度为1.2508g/L,面对这一微小差异,雷利没有人云亦云,而是敢于怀疑,通过实验探讨、光谱分析,最终确定是由于从空气中分离得到的氮气中含有氩而导致的误差,从而发现氩这一种新元素。

化学发展史告诉我们,人们对化学认识的提高无不和批判性思维有关,只有敢于对以前的规律、原理正确性产生怀疑和批判,并且孜孜以求不断探索求证,才能够去伪存真,深入认识由现象及本质的科学规律。通过科学实验史的学习,有助于学生充分认识到批判性思维的重要性,激发学生批判性思维的兴趣,使批判性思维成为科学实验时的自觉行动。

二、开展纠错练习,提高学生批判性分析能力

在实验教学中,不仅要让学生接受正确的科学知识,而且还要结合学情实际设计一些反面材料,通过交流、讨论、思考,让学生自主纠错,在纠错练习中,积极开展批判性思维,提高明辨是非的能力。

案例2:判断下列关于科学实验中“操作—现象—结论”的描述是否正确,并说明理由。

①在某固体物质中加入稀盐酸,产生大量气泡,该物质一定是碳酸盐。(部分活泼金属如Zn、Fe加入稀盐酸,也能产生大量气泡)

②在某溶液中加入氯化钡溶液和稀硝酸,产生白色沉淀,该沉淀中一定含有硫酸银离子。(AgNO3溶液也能使氯化钡和稀硝酸产生白色沉淀)

③某溶液用pH试纸测试,pH试纸变蓝色(pH约为10),该溶液一定是碱溶液。(碱性溶液如Na2CO3溶液也可使pH试纸变蓝色)

④在稀盐酸与氢氧化钠反应后的溶液中滴加无色酚酞试液不变色,可以断定两都恰好完全反应。(稀盐酸过量,滴加无色酚酞试液也不变色)

错例主要来源于学生,教师要关注学生平时回答和练习中存在的各种典型的、隐蔽的错误,并注重积累,适时呈现给学生,引导学生多角度质疑、辨析。通过纠错练习,既提高学生分析问题和应用知识的能力,也能有效发展学生的批判性思维品质。

三、鼓励发散思维,增强学生批判性质疑能力

质疑即提出问题,质疑意识是一种以解决特定疑问的形式推动人们追求知识的心理活动和心理素质[1]。批判性思维通常从问题开始的,问题是批判性思维的动力,为此在实验教学中可通过有效问题的设计来促成学生批判性思维习惯养成。

案例3:在测量空气中氧气成分所占比例的实验结果准确度探讨中,有学生提出燃烧匙中的红磷不足量会导致实验结果偏小,只要红磷足量实验结果就会准确。却有学生表示不同意见,认为红磷足量,测量结果仍会偏小,其原因是当装置内的氧气低于一定含量时,红磷就不再与氧气反应,从而导致测量结果偏小。有学生提出可以用木炭代替红磷,氢氧化钠溶液代替水来做此实验,有学生提出异议,认为测量数据仍会偏小,其原因是木炭燃烧除生成CO2外还可能生成CO。

本例通过对实验操作的具体分析,引导学生生疑、质疑、解疑,加深对空气中O2成分测量方法的理解,增强了发现问题、解决问题的意识,有助于批判性思维的形成。作为教师,要善于创造质疑诱思之境,引导学生用批判的眼光去审视、发掘有探究价值的问题,从而获得批判性质疑技能。

四、拓展教材实验,培养学生批判性探究能力

批判性思维作为科学探究能力的重要组成部分,是评价、探索和发展活动中最基本的思维形式,是提出并解决问题的先决条件[2]。教学实践表明,许多学生倾向于接受已有的结论,很少去探究知识的来源。批判性思维要求学生不仅仅能提出问题,还需要运用所学知识,批判性地去解决问题,进而培养学生的批判性探究能力。

案例4:在做镁条和盐酸反应实验时发现,试管外壁很烫,试管口出现白雾,白雾是什么呢?为此,笔者组织研究性学习小组开展了探究,学生们作出假设:可能是小水滴;可能是盐酸小液滴。为了验证猜想,在正在反应的镁条和盐酸的试管口外,转动干燥的蓝色石蕊试纸,发现试纸变红,证明白雾是盐酸小液滴。又有学生提出质疑:为什么打开盛放实验所用盐酸的试剂瓶时,瓶口没有白雾呢?却在反应过程中会出现白雾?于是研究性学习小组又作进一步探究,用试管取少量盐酸,将干燥的蓝色石蕊试纸放在试管口,试纸不变红,然后加热试管,试纸变红,通过探究,得出其原因是镁和盐酸反应放热促使盐酸形成白雾。

林崇德先生在《学习与发展》中将批判性思维概括为严密的、全面的、有自我反省的思维,指出:“有了这种思维,在问题解决中,就能考虑到一切可以利用的条件,就能不断验证所拟定的假设,就能获得独特的解决问题的答案。”[3]由拓展教材实验引发的科学探究,经历了提问、假设、设计实验等诸多探究环节,有效地提高了学生的批判性探究能力。

五、及时组织评价,增进学生批判性成功体验

科学课程标准指出,评价要有利于学生的发展,通过评价发现和发展学生多方面的潜能,帮助学生认识自我,建立自信。现在实验教学大多仍然采取知识性、技能性的一元化考评模式,学生普遍反映缺乏成就感,尤其是在提出批判性问题时表现更甚,阻碍了学生批判性思维品质的发展。

案例5:为了弘扬中华民族的传统文化,学校在端午节开展了包粽子活动,科学研究小组提出了一个探究性课题:探究粽子里面是否含有食盐。具体实验方案如下:用试管从煮过粽子的锅里取少量的水,滴加硝酸银溶液,产生了不溶于稀硝酸的白色沉淀,从而证明了粽子中存在食盐。笔者在探究后组织学生开展了交流与评价活动,其中片段如下。

师:同学们选择生活中的粽子来开展探究,是很有意义的一项探究活动,它既联系了学生的生活实际,也通过运用知识解决实际问题,加深对科学知识的理解。

生1:我认为应该用蒸馏水煮粽子,因为自来水中有NaCl,会干扰实验结果。

师:该学生选择用蒸馏水,避免自来水中NaCl干扰,是正确的,看来该同学对生活观察很仔细。

生2:我认为本实验所证明的仅是粽子中含有Cl-,而不是NaCl,因为滴加AgNO3和HNO3,出现白色沉淀,只能说明含有Cl-。

师:该学生非常聪明,考虑问题细致周到,值得大家学习,那么,怎样去检验Na+呢?

生3:我认为可以用焰色反应的方法,用铁丝蘸取该溶液,放到颜色较浅的火焰上灼烧,若火焰是黄色,则是Na+。

师:该学生看来经常课外阅读,知识面广,在初中科学知识基础上已很好地得到了进一步拓展深化。

对于学生批判性思维的评价,既要考虑学生对于知识的理解程度,也要不囿于所谓的标准答案,只要学生批判的言之有理,都应及时给予积极的肯定的评价,让学生体验到批判获得成功的喜悦,不断发展学生批判性思维品质。教学中也要积极鼓励学生对自己或他人的批判性思维进行评价。

教育家贝叶在其《什么是批判性思维》一文中指出,批判性思维包括的不仅是具体的大脑活动,更重要的是一种思维模式,教师的责任是帮助学生形成这种模式。培养学生的批判性思维,对教师思维品质也提出了更高的要求,作为教师应积极参与科学教学研究,树立强烈的问题和批判意识,善于对问题发表独到的见解,进而才能潜移默化,促使学生批判性思维由效仿逐步发展成为自觉的行动。

参考文献

[1] 朱加贤.在化学教学中培养学生批判性思维的探究[D].福建师范大学,2003:10-16

[2] 张磊.批判性思维能力在中学物理教学中的培养[J].中学物理教学参考,2013,42(3):8-10

[3] 相佃国.中学化学教学中批判性思维研究[J].化学教育,2005,26(7):32-33,36

[4] 肖薇薇.批判性思维缺失的教育反思与培养策略[J].中国教育学刊,2015,36(1):25-29

[5] 刘立毅.培养思维批判性品质的实践探究[J].中学物理教学参考,2015,44(3):25-27

[6] 周仕东,郑长龙.科学探究与学生批判性思维的养成[J].化学教育,2004,25(10):27-29

[7] 陈兴.中学化学教学中提高学生批判性思维能力的实践[J].化学教学,2009,31(8):56-59

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