辩证设计学习活动提升科学思维品质公开课.docx

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1、辩证设计学习活动，提升科学思维品质作者：洪莺/高翔作者简介：洪莺，龙岩市松涛小学；高翔，厦门市思明区教师进修学校。原发信息：福建教育：小学版（福州）2019年第201911期第57-58页内容提要：要培养学生的创新能力，思维品质的提升是关键。在学习活动的设计中，将纵向思维和横向思维结合起来，可以训练思维的广阔性；将正向思维和逆向思维结合起来，可以训练思维的灵活性；将求同思维和求异思维结合起来，可以训练思维的深刻性。关键词：小学科学/思维品质/活动设计期刊名称：素质教育复印期号：2023年04期21世纪是知识爆炸的时代，对创新人才的培养提出更高的要求并赋予其新的内涵。要培养学生的创新能力，思维品

2、质的提升是关键，而思维品质的训练又依赖于学习活动的设计。为此，根据常见的辩证思维的三组形式一纵向思维和横向思维、正向思维和逆向思维、求同思维和求异思维，将每组相对的两种维度结合起来设计学习活动，以期对学生思维品质的提升能起到事半功倍的效果。-纵向和横向并存，训练思维的广阔性在研究一个事物的发展规律时，我们通常会选择一种历时性的比较思维，基于事物的过去、现在和未来发展规律进行纵向思维的活动设计，却忽略了另一种横向思维一它截取历史的某一横截面，研究同一事物在不同环境中的发展状况，并通过同周围事物的相互联系和比较，找出该事物在不同环境中的异同；它可以多方向发散，宽幅度、多渠道地寻求问题的各种可能性答

3、案，有效避免实验数据在特殊实验条件下获得的偶然性和非普遍性。因此，我们在纵向思维学习活动的设计之后，还要进行横向思维学习活动的设计，重视他组数据是否出现异常，引导学生分析个中缘由。例如，教科版三年级下册磁力大小会变化吗一课中的实验是用14个相同磁铁累加相吸，用所吸回形针的数量来代表磁力的大小。在交流分享活动中，有一个组的汇报是：磁铁累加相吸的磁力分别为2、4、6、3。小组的发现是：它们的磁力大小会变化，趋势是由小变大，再由大变小。这时，我把全班的记录单一展示出来，发现每组的磁力数据确实是这样变化的。这组接着汇报：磁力变化的规律是13个相同磁铁累加相吸磁力逐渐变大，变大的倍数与磁铁的数量相同；4

4、个相同磁铁累加相吸磁力减半，只相当于一个磁铁磁力的2倍。这时，我把录制好的全班磁力汇总表投到大屏幕上，再引导学生把全班各组同一数量的相同磁铁相吸所产生的磁力进行比较和分析，发现磁力变化的规律与这组汇报的并不相同，而是：12、3、4个磁铁相吸，各组的磁力大小不尽相同；产生磁力高峰值的相同磁铁数量有所差别，3个居多,2个也有；各组磁力起伏变化的大小不同，而这种变化并不存在倍数和减半关系。观察分析单组磁力大小变化、变化趋势和变化规律的活动，是培养纵向思维的活动。虽然这也能获得磁力大小会变化这一发现，但是把获得的磁力数据偶然的成倍数和减半关系当成普遍规律，这就犯了以偏概全的错误。要避免这一问题的发生，

5、我们就要设计横向思维的学习活动，让学生能参照其他组的数据，进行更全面的思考与分析，这样得到的结论才更具科学性。学生发现磁力大小横向和纵向都在变，才能明确得出磁力大小会变化，进而探讨其可能存在的变化规律。因此，在进行科学学习活动设计时,不仅要有纵向思维的学习活动设计，寻找到事物的萌芽一发展一衰弱的变化规律，还要有横向思维学习活动设计，将事物置于诸多环境、关联中加以比较，进而对事物有更全面的了解和判断，揭示出不易察觉的问题，为发现、发明与创新提供多种方法、途径与可能。二、正向和逆向并存，训练思维的灵活性在研究一个量引起另一个量的变化关系时，正向思维是常用的思维方法，因为这是由条件推导结论的传统解决

6、问题的方式，符合事物的自然发展过程和人们认识的过程。但是循规蹈矩的推论容易使思维单向、刻板化，容易造成思维定式。而逆向思维恰好突破了这一壁障，它利用事物的可逆性，对似乎已成定论的观点加以反向思考，如性质上对立两极的转换：软与硬、高与低等；结构、位置上的互换、颠倒：上与下、左与右等；过程上的逆转：气态变液态或液态变气态、电转为磁或磁转为电等，从反方向进行推导，灵活地应付变化、解决问题、获取新发现。例如，教科版五年级下册沉和浮单元课外拓展课物体沉浮引起的水位变化中，我设计了这样的一正一逆的活动:活动1：物体沉浮会引起水位怎样的变化；活动2:利用水位变化推测物体的体积和重量。活动1中，影响物体沉浮的

7、两个量是体积和重量，因此，我提出以下问题：在体积不变的情况下，重量越大，水位会怎么变化？在重量不变的情况下，体积越大，水位会怎么变化？学生通过实验数据容易得出结论：在物体体积不变的情况下，随着重量的增加，物体由漂浮状态开始下沉，水位逐渐升高；当水位增加的毫升数等于物体体积的立方厘米数时,物体悬浮，此后若重量持续增加则物体沉底。在物体重量不变的情况下，随着体积的增大，物体由沉底状态上浮，水位保持不变；当物体处于悬浮或沉底状态时，水位增加的毫升数等于物体体积的立方厘米数。活动2中，我反其道，提出以下问题：一个悬浮在水中的物体使水位增加了15毫升，这个物体的重量是多少？若这个物体的重量不变，物体的体

8、积小到多少以后物体开始下沉？这时，学生皆感无处入手。于是，我组织学生进行小组讨论，好好想想如何活用活动1中水位、沉浮与物体重量、体积相关联的结论。学生通过讨论及二次实验，得出结论：这个物体的重量为15克；若物体的重量不变，当物体的体积小于或等于15立方厘米时开始下沉。最后，我引导学生总结：物体的沉浮状态取决于其重量（所受重力）及所受浮力大小，而浮力大，物体排开水的体积大小（水位变化量）直接相关。活动1是顺着一个惯性的思维方向，即正向思考问题，虽然也属于逻辑思维训练，但是存在局限性,而活动2是对活动1的逆向推理，它从结论出发，运用概念、判断、推理等方式逆推，从求解回溯已知条件。这需要改变思考方向

9、，变换手段方法，从另一维度获得新的发现。因此，在研究两者之间对立统一关系时，经正向思维的学习活动之后，还应设计逆向思维学习活动，通过一正一逆的双向思维的学习活动,提高学生思维的灵活性。三、求同和求异并存，训练思维的深刻性在对两个事物进行比较时,我们往往注重设计求同思维学习活动,因为它采用的是已知的方法，有方向、有范围、有条理，其结果是确定的，较易达到。而求异思维强调冲破旧有的思维限制，不仅揭露事物的本质及其内在共性联系，而且在此基础上发现新问题，产生超出惯性认识的新成果。例如，教科版六年级上册电磁铁一课中，我开展了3项学习活动：活动1：猜测铜线缠绕铁钉并且能吸铁的装置是什么：活动2:探究该装置

10、和磁铁的相同点：活动3:探究该装置和磁铁的不同点。在活动1中学生经过教材内容学习与讨论，获得的答案是电磁铁。活动2中学生发现二者的共性是:都可以吸铁，都能指示南北。在活动3中学生发现：吸铁的前提是必须通电；铜线缠绕圈数多，磁性强，反之磁性弱；电池越多，磁性越大，电池越少，磁性越小；调换电流的正负极，装置的南北极也调换了；调换铜线缠绕的方向，装置的南北极也调换了活动2培养学生思维的聚合性和条理化，使学生知道该装置具有和磁铁一样的吸铁和指示南北的共性。活动3培养学生的发散思维,从各个方向去寻找该装置和磁铁的不同点，从而获得新的发现，以进一步丰富并完善电磁铁的基本特性，为下一步的深度探究做好铺垫。一

11、节课下来，学生对电磁铁和磁铁的异同点清楚明了，如数家珍。还有学生结合课外阅读与思考，对电磁铁和磁铁的使用范围做了总结：在对磁性的有无、大小、极性有变化要求，并且配有电源和保障安全的情况下，尤其是需要较大磁力时,最好选择电磁铁；在对磁性变化要求不大，且出于方便和安全考虑的情况下，可以选择永久磁铁。这种先求同再求异的学习活动序列，由易到难，循序渐进，不仅树立了学生开动脑筋思考的信心，而且把思维从狭窄、封闭、浅显的体系中解放出来，使学生在纷繁的现象中发现问题的本质，对事物有更加深刻的理解。上述案例虽然分别源于不同的设计策略，但是在同一课的学习活动设计中，也可以根据实际内容选择多种不同的策略共同使用，通过多种策略的综合运用，以达到提升学生思维品质这一最终目的。