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        理性反思在科學(xué)探究中的有效應(yīng)用

        2014-02-09 03:38:16俞磊忠潘利峰
        教育觀察 2014年11期
        關(guān)鍵詞:摩擦力科學(xué)方案

        俞磊忠,潘利峰

        (1.無(wú)錫市育紅小學(xué),江蘇無(wú)錫,214000;2.無(wú)錫市天一實(shí)驗(yàn)小學(xué),江蘇無(wú)錫,214000)

        英國(guó)哲學(xué)家洛克認(rèn)為,反思或反省是人心對(duì)自身活動(dòng)的注意和知覺,是知識(shí)的來(lái)源之一;它包括知覺、思維、懷疑、信仰等心理活動(dòng)。理性反思是元認(rèn)知的一部分,是個(gè)體對(duì)其思維活動(dòng)的自我體驗(yàn)、自我觀察、自我監(jiān)控和自我調(diào)節(jié)??茖W(xué)探究活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)都需要先思后行,教師在教學(xué)過(guò)程中要恰時(shí)地引入反思,讓學(xué)生審視自己的所思、所想和所言,促進(jìn)學(xué)生的思辨,使其能夠選擇合適的探究方法和路徑,少走彎路,避免今后無(wú)意義的探索。

        學(xué)生的反思是學(xué)生在心理上對(duì)探索過(guò)程的再體驗(yàn)。教師在探究環(huán)節(jié)適時(shí)地讓學(xué)生進(jìn)行反思可以調(diào)整探究的節(jié)奏,拓寬學(xué)生的思維,使其思維具有穿透力,提升探究能力,從而領(lǐng)悟科學(xué)活動(dòng)的本質(zhì)。教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中適當(dāng)應(yīng)用和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思,讓學(xué)生審視并自覺監(jiān)督自己的學(xué)習(xí)過(guò)程,調(diào)整學(xué)習(xí)策略和方法,才能使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,這樣的反思才是理性反思。

        一、當(dāng)學(xué)生的前概念與事實(shí)證據(jù)相矛盾時(shí)進(jìn)行反思

        認(rèn)知沖突是引起進(jìn)一步探索的主要原因,認(rèn)知沖突一般發(fā)生在已有的生活經(jīng)驗(yàn)或前概念與當(dāng)前的事實(shí)證據(jù)發(fā)生矛盾時(shí)。在這個(gè)時(shí)候,教師指導(dǎo)學(xué)生反思自己對(duì)事物的概念理解和經(jīng)驗(yàn)是否存在問(wèn)題,是否科學(xué),是否普遍適用,可以喚起學(xué)生的舊知,產(chǎn)生主動(dòng)轉(zhuǎn)變前概念、建構(gòu)新概念的積極性。

        在研究摩擦力的教學(xué)初始階段,通過(guò)談話筆者了解到,學(xué)生認(rèn)為物體只有在互相摩擦的過(guò)程中才存在摩擦力,認(rèn)為物體間相互接觸時(shí)只要不運(yùn)動(dòng)就不存在摩擦力,事實(shí)上物體間互相接觸只要存在壓力就存在靜摩擦力。怎樣創(chuàng)設(shè)學(xué)生的認(rèn)知沖突呢?為此,筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)小實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)備一個(gè)玻璃瓶(瓶口小瓶身粗),在里面裝滿大米,把一根筷子插入瓶子的大米里面,再向下把大米壓實(shí),并向?qū)W生提問(wèn),如果提起筷子,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?學(xué)生一般都會(huì)說(shuō)筷子會(huì)從瓶中脫出來(lái)。事實(shí)上,筆者提起筷子后,瓶子和筷子牢牢地固定在一起,停留在空中,學(xué)生都很驚訝。筆者順勢(shì)向?qū)W生提問(wèn):“這是怎么回事?筷子和米粒間存在摩擦力嗎?米粒和瓶子之間、米粒之間存在摩擦力嗎?存在的又是什么摩擦力呢?”這樣喚起了學(xué)生的探究欲望,為學(xué)習(xí)靜摩擦力提供了契機(jī)。

        二、在制定實(shí)驗(yàn)方案階段對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行反思

        建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào),學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師不能過(guò)多干預(yù)學(xué)生的探究過(guò)程;強(qiáng)調(diào)鼓勵(lì)學(xué)生自己制定探究方案和步驟。學(xué)生由于年齡小,知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足,考慮問(wèn)題難免片面些,制定的實(shí)驗(yàn)方案和探究步驟可能存在隨心所欲和不科學(xué)之處,無(wú)法實(shí)施或?qū)嵤┢饋?lái)有所欠妥。教師可以指導(dǎo)學(xué)生反思自己制定的實(shí)驗(yàn)方案,考慮方案的每一個(gè)實(shí)施細(xì)節(jié)和所需要的器材,預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的結(jié)果和所能說(shuō)明的結(jié)論等,甚至可以讓全班對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行研究和辯論,精心挑選和完善方案。例如教學(xué)《使沉在水里的物體浮起來(lái)》一課時(shí),學(xué)生研究加鹽能不能使馬鈴薯浮起來(lái),筆者在這里沒(méi)有馬上讓學(xué)生開始動(dòng)手,而是放緩了節(jié)奏,讓學(xué)生思考如何加鹽,要加多少鹽,需不需要攪拌,怎樣攪拌等操作細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題。有的學(xué)生提出可以邊加鹽邊攪拌;有的提出可以先多加鹽,然后把馬鈴薯直接放入鹽水中再觀察沉浮……經(jīng)過(guò)思考和斟酌,我們采取用小量杯裝鹽,每次記下鹽的容量,再把鹽倒入水中攪拌,這樣在逐杯加鹽攪拌的過(guò)程中觀察馬鈴薯由沉到浮的過(guò)程最科學(xué)、合理。

        三、當(dāng)預(yù)測(cè)和結(jié)果不一致時(shí)對(duì)假設(shè)進(jìn)行反思

        當(dāng)預(yù)測(cè)和探究結(jié)果不一致時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)條件是否充分,變量控制是否嚴(yán)密,讓學(xué)生重新審定實(shí)驗(yàn)流程和操作細(xì)節(jié),思考假設(shè)是否成立,考慮預(yù)測(cè)和現(xiàn)實(shí)結(jié)果不一致的原因。如四年級(jí)《擺》一課中需要讓學(xué)生探究擺的快慢與什么因素有關(guān),學(xué)生經(jīng)過(guò)討論提出假設(shè),認(rèn)為擺的快慢可能與擺的重量有關(guān),擺的快慢可能與擺的角度有關(guān)等。學(xué)生作出了假設(shè),設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案,按照控制變量的操作程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄下在不同條件下擺的時(shí)間,結(jié)果發(fā)現(xiàn)時(shí)間數(shù)據(jù)差不多,并沒(méi)有明顯的差異,說(shuō)明擺的快慢與上述兩個(gè)因素都沒(méi)有關(guān)系。那擺的快慢到底和什么因素有關(guān)呢?學(xué)生根據(jù)擺的結(jié)構(gòu)重新思考,作出新的預(yù)測(cè)和假設(shè)。

        四、當(dāng)分組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差太大時(shí)進(jìn)行反思

        學(xué)生之間存在差異,在同樣的實(shí)驗(yàn)條件和操作步驟下,各小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)常常會(huì)有差距,有時(shí)差距會(huì)很大。差異數(shù)據(jù)的背后隱含著學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町?,顯露出學(xué)生對(duì)操作細(xì)節(jié)的掌控能力。這時(shí)教師不能只強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)而忽略一些無(wú)效數(shù)據(jù),這些無(wú)效數(shù)據(jù)具有較大的教學(xué)價(jià)值。教師可以讓學(xué)生對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,思考數(shù)據(jù)存在差異的原因,動(dòng)態(tài)地生成課堂教學(xué)資源。

        在研究杠桿省力的秘密時(shí),重點(diǎn)離支點(diǎn)的距離和勾碼數(shù)固定,讓學(xué)生選擇力點(diǎn)和勾碼數(shù)使得杠桿能夠平衡,學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出能使杠桿平衡的數(shù)據(jù)分別如表1—表3:

        表1

        表2

        表3

        上述數(shù)據(jù)中力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離與勾碼數(shù)是學(xué)生得出的數(shù)據(jù),都能使杠桿平衡,但有些差距。筆者挑選出這些有差異的數(shù)據(jù)展示給大家,讓大家尋找和分析原因,后來(lái)發(fā)現(xiàn)表3中的數(shù)據(jù)是小組內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)把勾碼掛在正確的力點(diǎn)上,掛偏了,所以得出的勾碼數(shù)是3。方法錯(cuò)誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,而表1和表2中的數(shù)據(jù)都是正確的,那這兩組數(shù)據(jù)能說(shuō)明什么呢?通過(guò)觀察和再次實(shí)驗(yàn),學(xué)生從數(shù)據(jù)中得出了規(guī)律:重點(diǎn)到支點(diǎn)的距離×勾碼數(shù)=力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離×勾碼數(shù),這就是阻力臂×力距=動(dòng)力臂×力距的簡(jiǎn)化形式,學(xué)生加深了對(duì)這一科學(xué)定理的認(rèn)識(shí)和理解。

        五、在總結(jié)課堂時(shí)進(jìn)行反思

        課堂教學(xué)結(jié)束前,教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧本課的學(xué)習(xí)過(guò)程,針對(duì)某一具體環(huán)節(jié)進(jìn)行思考,讓學(xué)生談?wù)剬W(xué)習(xí)的感受和困惑,討論自己的收獲和不足,對(duì)探究成功和失敗之處進(jìn)行反思,聯(lián)系生活實(shí)際,深化探究學(xué)習(xí)的生命意義。

        在探究失敗后反思能總結(jié)失敗原因,在成功后反思能總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律。一般從教者認(rèn)為教師應(yīng)該不斷反思自身的教學(xué)活動(dòng),抓住教學(xué)的規(guī)律,其實(shí)教師還可以把這種對(duì)自身思維和活動(dòng)的反思引入課堂教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己提出的方法和觀點(diǎn)作出決定,進(jìn)行正向和反向思考,發(fā)展學(xué)生辯證的科學(xué)思維,使探究更有理性。

        當(dāng)然,以上可以讓學(xué)生進(jìn)行反思的環(huán)節(jié)并不是僵化和固定不變的,適時(shí)地引入反思必須有恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī),需要教師在課堂上捕捉住瞬間出現(xiàn)的機(jī)會(huì),這也要求教師有極強(qiáng)的教學(xué)敏感度和“嗅覺”,時(shí)常關(guān)注學(xué)生,以生為本,教會(huì)學(xué)生思考。

        [1] 陳劍鋒.科學(xué)探究性學(xué)習(xí)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用[J].中學(xué)物理,2012(8).

        [2] 夏燕舞.探究式教學(xué)在高中物理課堂上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2012(4).

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