思辨助推学生科学思维发展

教师在教学中引导学生学习思辨，能让他们有理有据地思考，帮助他们理性地分析问题，锻炼面对复杂的情境进行分析、判断、决策的能力，进而发展科学思维。

一、质疑提问，确立思辨的逻辑起点

学起于思，思源于疑。学生有疑问才会有探寻的欲望，疑问是点燃学生思维探索的火种。低年级学生好奇心强，认知结构单一，语言逻辑性差，往往以形象思维为主，惯用“这是什么”“为什么会这样”等较为简单的方式进行提问。中、高年级学生表现欲有所降低，习惯于被动式接受，质疑和创新精神未能得到较好的启发，久而久之，问题意识和质疑能力也逐渐减弱。敢于质疑、善于提问是思辨的起点，教师要机智地创设一些条件，引起学生对事物本身矛盾点的关注，推动他们在质疑解惑中确立思辨的逻辑起点。

《导体与绝缘体》教学片段

（教师给学生提供了18种生活中的常见材料，让他们先预测其是否能导电后，再进行检测，根据检测结果进行归类。）

生：都说不能用湿抹布擦拭电器，那么，水应该是导电的。我们小组测试湿木棒，为什么灯泡不亮？

师：你们还有什么疑问？

生：铅笔芯感觉明明能导电，为什么测不出呢？

师：该怎么解决这些问题呢？

（师生讨论解决方法，达成共识：需要一个更高级的检测工具。）

师：（出示分别装有两节电池和3节电池的两个加强版电路检测器）如果用加强版的电路检测器，会不会测出来？

（学生检测发现，用3节电池组装的加强版电路检测器检测铅笔芯，灯泡亮了，他们认为铅笔芯能导电，但导电能力相对较弱。陆续有学生举手质疑：既然铅笔芯检测有变化，其他原先检测不会亮的物体在加强版电路检测器后会不会也有变化？学生检测发现，用加强版检测器检测湿木棒等物体也能导电。）

师：刚才的实验说明，我们判断物体导电能力的时候，要说容易与不容易，而不能简单地说能与不能。

学生受生活经验的影响，从逻辑起点看，他们对生活常用物体的导电性具有一定的基本预判。例如：不能用湿抹布擦电器说明水容易导电，金属类的物品容易导电。这些前概念很好地暴露了学生的学习起点。当实测的结果与认知发生冲突时，学生会进行自我审视，进而产生“求知解惑”的内在需求，这种需求会触发他们的思考。因此，教师在为学生准备有结构的材料时，需要分析学情。

在上述片段中，学生开始的质疑还属于“水应该是导体”“为什么不能导电”“会不会是测量过程有什么问题”的“常规三问”。此时，教师要协助学生破除思维发展的障碍，架设知识与问题、知识与知识之间的“桥梁”，从而推动对问题更深层次的思考。升级工具后，学生利用加强版电路检测器进行复测，自主发现检测结果与之前发生了变化。“既然铅笔芯检测有变化，其他原先检测不会亮的物体在加强版电路检测器后会不会也有变化”“看到实验结果就直接下结论是否科学严谨”“如果用加强版电路检测器仍旧检测不出，继续升级电路检测器，检测结果是否也会有发生变化的可能”，此时的质疑比起“常规三问”是更有深度、更严谨的“高阶三问”。在前后问题的变化中，学生思维有“源”可循，有“法”可依，他们很自然地把“不能导电”的说法调整为“不容易导电”。掌握“高阶三问”的工具，不但能帮助不善于提问的学生找到突破口，还能将他们的思维从“质疑”引向“推理论证”。

二、推理论证，聚焦思辨的关键能力

教师要结合具体的科学概念、实验推导，让学生逐步学习两种推理，即从特殊到一般的归纳推理、从一般到特殊的演绎推理。例如，六年级“产生气体的变化”内容，教师让学生观察白醋和小苏打的物理特性后，将两种物质混合在一起继续观察。学生通过观察现象发现，小苏打遇到白醋会冒泡，最终小苏打不见了，说明小苏打溶解在水中了。教师提供更多的小苏打，让学生往白醋里一份一份地加小苏打。学生通过实验发现，一开始加入小苏打，杯中瞬间产生了大量的气泡，小苏打很快不见了。随着小苏打一份份地增加，气泡越来越少，并有少量白色粉末沉积在杯底，继续添加小苏打后，气泡逐渐消失，杯底沉积了大量的白色粉末。教师适时提问：“你们认为杯中的液体还是不是白醋，杯中的沉积物是不是小苏打？”此时，如果往杯中倒入白醋，消失的气泡又重新出现了，沉积在杯底的白色粉末也在不断减少。

上述的一系列现象，为学生的推理论证提供了丰富的证据。学生根据现象变化与已有的知识分析：①杯中的液体已经不是白醋了。因为随着小苏打不断增加，杯中不但没有继续出现大量的气泡，反而变少甚至消失了。这有悖于小苏打遇白醋会冒泡的属性。②沉积在杯底的白色粉末是小苏打。从物理性质上看，白色粉末与小苏打很相似，往里面继续倒白醋，消失的气泡又重新出现了，同时白色粉末也在不断减少。遇到白醋，气泡的重新出现和白色粉末的不断消失证明沉积物就是小苏打。

在整个实践论证过程中，学生错误地将小苏打消失的现象归结于溶解，教师用一个问题聚焦他们的思维，让他们在下一个实践中用推理论证的方式思辨。学生知道，食盐溶解在水中，虽然食盐看不见了，但是那杯液体叫食盐水，里面既有水，也有食盐，通过加热分离这杯液体，仍旧能将食盐和水分离开来。但此时，不断往白醋中一份份地加小苏打，经过上述推理论证，液体已不再是白醋，更无法将白醋分离出来，所以它与溶解是有本质区别的。这一概念的形成过程，就是利用推理论证的方式深度理解物质变化的本质属性。通过思辨，学生更清晰地认识到哪些是“本质属性”，哪些是“关键特征”，怎么判断才更严谨、科学。

课堂上，学生推理论证的目的是实现对已有结论、方法的再检验和再确认，然后提出建设性的新观点或新方案。如果原观点完全正确，就提炼出方法、结论，并应用迁移到新情境中；如果完全错误，就需要从源头寻找出错的原因，并进行修正；如果部分正确，就需要寻找不够全面、准确的原因，并对原有的思维过程进行调整和完善，以弥补原有的漏洞，得到更全面、准确的结果。

在“产生气体的变化”内容中，学生通过刚才的推理论证，对化学变化的本质有了一定的认识。为引导学生应用迁移，教师提供了一个新的情境：

教师准备了一杯透明的液体，把白醋倒入这杯透明的液体中，学生发现液体中产生了大量的气泡，于是推断：“我猜测小苏打先溶解在水中，所以我们看到的透明液体是小苏打溶液……”

这个新情境建构了一个用内化知识解决新问题的应用平台，既包含了溶解这样的物理性质，又包含了复杂的化学性质，需要学生利用新建构的概念进行甄别。这帮助学生捋清了一个问题：同样是液体，水和白醋分别与小苏打混合的不同变化，这也是溶解这类物理变化与化学变化的本质不同。在新情境中的应用迁移，深化了学生对化学变化更核心、本质的理解。

三、表达观点，发展思辨的外显技能

课堂交流中，教师的目光不能只盯在所谓的正确结果上，更应该关注和培养学生表达思维的过程。日常教学中，有的学生表达能力弱，发言简短，不能很好地表达自己的所思所想。为了鼓励学生思辨，教师可以把一些基本的思考模式制作成各种各样的海报、画册贴在教室四周的墙上。例如，“我同意，因为……”“我质疑，我还想补充……因为我推断……”“因为……我预测……我的结论是……”“我不同意……我想举一个反例……”。这些提示可以让学生在耳濡目染中逐步养成思辨习惯。教师还可以结合一些简单又实际的思辨性问题，提升学生建立逻辑关联和表达观点的能力。现以四年级《种子里孕育着新生命》一课的教学为例进行说明。

教师A

师：请同学们解剖蚕豆种子，观察它有哪些结构？

（学生解剖、观察后汇报。）

生：最外层是种皮，里面是白色的。

生：里面的叫胚。我知道上面还有胚根、胚芽和子叶。

师：还有补充吗？

（学生的手都放下来，因为他们觉得已经汇报完，没有内容可说了。）

教师B

师：请同学们解剖蚕豆种子，一边观察它的结构一边思考：为了让种子成功发芽，种子各结构起到了哪些作用？

（学生解剖、观察后汇报。）

生：种子的最外层有种皮，它有保护的作用，因为里面的结构很重要。

生：种皮干的时候是硬的，软了才好剥，所以有保护作用。

生：泡过水的蚕豆种子变得更大了，更容易让植物从里面顶破种皮出来。

生：我发现蚕豆里面摸上去厚厚的，面积最大的是子叶。作用我不知道。

师：同学们想一想，一株正在生长的植物是怎么获取营养的？

生：叶子进行光合作用，把营养输送给植物全身。植物的根吸收泥土中的营养，输送给全身。

生：（突然喊道）种子没有根和叶子。

师：那它的营养从哪里来？原来植物妈妈有办法，它会给植物宝宝挂一个“奶瓶”（子叶），先内部提供营养，慢慢长出了根和叶子后，内部的营养也消耗得差不多了，它们就能到外部去获取营养了，所以当植物发芽了，你会发现它们的子叶也都干瘪了。

师：还能发现什么？

生：有胚根、胚芽，我猜胚根会发育成根，因为胚根有一个“根”字。

生：我也同意胚根会长成根，因为植物发芽先长根，胚根在最外面。

生：胚芽会长成茎和叶，因为样子有点像。

师：老师在给你们准备材料的时候，发现有些蚕豆被虫子蛀了，你认为蛀在哪里不影响种子的萌发？

生：子叶，因为蛀了子叶只会让种子营养不良，蛀了胚根、胚芽就长不出根、茎、叶了，种子就不能萌发了。

教师让学生开展观察活动时，如果问题指向单一，他们的观察也会变得单一，甚至可能记住几个名称就算观察完成了。教师A的教学中，学生只会简单汇报看到的表象，几乎无人补充。教师B的教学中，教师在学生观察前抛出结构与功能的问题，他们的学习因此有了思辨性。结构是观察的对象，功能是思辨的结果。学生自发地用多种方式观察，并通过观察和推理建立逻辑关联时，他们思维就逐渐清晰了。学生在交流汇报时，根据判断作出合理的解释，与其他同学相互补充，根据多元证据作出判断，形成共识。这样的思辨过程，不但让学生的逻辑思维能力得到发展，也让他们的表达能力得到提升。因此，当教师提出被虫蛀了的种子哪些还能萌发时，学生马上就会联系结构与功能做出准确的判断。

小结

培养学生持续质疑的习惯可以促进他们的科学学习从肤浅走向深刻、从表层走向实质。课堂上教师让学生多问为什么，从不同角度考虑问题，用证据说话，对待现实情境中的问题保持客观理性的态度，从而发展他们的思辨能力。学生思辨能力的形成不是一蹴而就的，需要在日常教学中常态化实践才能逐步形成，这会为他们核心素养的提升奠定坚实基础。

（作者单位：浙江省杭州市余杭区良渚沈括小学）

参考文献

[1]喻伯军.小学科学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2019.

[2]潘文清.例谈在科学论证中理解科学概念[M].北京：高等教育出版社，2023.