基于發(fā)展批判性思維品質(zhì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

沈偉云

摘要：批判性思維是創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)和前提，是一種懷疑的、審慎的、反思的理性思維品質(zhì)，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中卻受到一定程度的忽視，為此，通過(guò)科學(xué)史、糾錯(cuò)練習(xí)、質(zhì)疑、科學(xué)探究、評(píng)價(jià)等方面的實(shí)踐與思考，進(jìn)而提出發(fā)展學(xué)生批判性思維品質(zhì)的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：發(fā)展；批判性思維；實(shí)驗(yàn)案例

文章編號(hào)：1008-0546（2016）12-0015-02 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.005

批判性思維品質(zhì)是一種基于思維活動(dòng)中獨(dú)立分析和批判的程度，是思維活動(dòng)中善于估計(jì)思維材料和精細(xì)地檢查思維過(guò)程的智力品質(zhì)。聯(lián)合國(guó)教科文組織在《教育——財(cái)富蘊(yùn)藏其中》的報(bào)告中明確指出：教育應(yīng)該使每個(gè)人，尤其借助于青年所受的教育，能夠形成一種獨(dú)立自主、富有批判精神的思維意識(shí)及能力?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也明確指出，學(xué)生既要勇于堅(jiān)持自己的正確觀點(diǎn)并對(duì)他人的錯(cuò)誤觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，又要勇于放棄自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，接受更合理的科學(xué)觀點(diǎn)和解釋。

大量教學(xué)現(xiàn)狀表明，許多學(xué)生經(jīng)常為情境性暗示左右，不敢質(zhì)疑，人云亦云，不能提出批評(píng)性意見，無(wú)法及時(shí)有效修改錯(cuò)誤方案。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中表現(xiàn)尤為明顯，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，為此，如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中致力于學(xué)生批判性思維的提升是個(gè)很有意義的課題。

一、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)科學(xué)史，增進(jìn)學(xué)生批判性學(xué)習(xí)意識(shí)

梁慧姝、鄭長(zhǎng)龍先生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的含義進(jìn)行了拓展，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)”不僅指實(shí)踐活動(dòng)，還應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)方法論、實(shí)驗(yàn)事實(shí)和實(shí)驗(yàn)史實(shí)。為此，開展實(shí)驗(yàn)科學(xué)史教學(xué)，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)概念的理解，也能增進(jìn)學(xué)生批判性學(xué)習(xí)意識(shí)。

案例1：1892年，英國(guó)科學(xué)家雷利從空氣中除去二氧化碳、氧氣和水蒸氣后，測(cè)得氮?dú)饷芏葹?.2572g/L；分解硝酸銨得到氮?dú)饷芏葹?.2508g/L，面對(duì)這一微小差異，雷利沒有人云亦云，而是敢于懷疑，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討、光譜分析，最終確定是由于從空氣中分離得到的氮?dú)庵泻袣宥鴮?dǎo)致的誤差，從而發(fā)現(xiàn)氬這一種新元素。

化學(xué)發(fā)展史告訴我們，人們對(duì)化學(xué)認(rèn)識(shí)的提高無(wú)不和批判性思維有關(guān)，只有敢于對(duì)以前的規(guī)律、原理正確性產(chǎn)生懷疑和批判，并且孜孜以求不斷探索求證，才能夠去偽存真，深入認(rèn)識(shí)由現(xiàn)象及本質(zhì)的科學(xué)規(guī)律。通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)史的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到批判性思維的重要性，激發(fā)學(xué)生批判性思維的興趣，使批判性思維成為科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)的自覺行動(dòng)。

二、開展糾錯(cuò)練習(xí)，提高學(xué)生批判性分析能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅要讓學(xué)生接受正確的科學(xué)知識(shí)，而且還要結(jié)合學(xué)情實(shí)際設(shè)計(jì)一些反面材料，通過(guò)交流、討論、思考，讓學(xué)生自主糾錯(cuò)，在糾錯(cuò)練習(xí)中，積極開展批判性思維，提高明辨是非的能力。

案例2：判斷下列關(guān)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中“操作—現(xiàn)象—結(jié)論”的描述是否正確，并說(shuō)明理由。

①在某固體物質(zhì)中加入稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，該物質(zhì)一定是碳酸鹽。（部分活潑金屬如Zn、Fe加入稀鹽酸，也能產(chǎn)生大量氣泡）

②在某溶液中加入氯化鋇溶液和稀硝酸，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀中一定含有硫酸銀離子。（AgNO3溶液也能使氯化鋇和稀硝酸產(chǎn)生白色沉淀）

③某溶液用pH試紙測(cè)試，pH試紙變藍(lán)色（pH約為10），該溶液一定是堿溶液。（堿性溶液如Na2CO3溶液也可使pH試紙變藍(lán)色）

④在稀鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)后的溶液中滴加無(wú)色酚酞試液不變色，可以斷定兩都恰好完全反應(yīng)。（稀鹽酸過(guò)量，滴加無(wú)色酚酞試液也不變色）

錯(cuò)例主要來(lái)源于學(xué)生，教師要關(guān)注學(xué)生平時(shí)回答和練習(xí)中存在的各種典型的、隱蔽的錯(cuò)誤，并注重積累，適時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生多角度質(zhì)疑、辨析。通過(guò)糾錯(cuò)練習(xí)，既提高學(xué)生分析問(wèn)題和應(yīng)用知識(shí)的能力，也能有效發(fā)展學(xué)生的批判性思維品質(zhì)。

三、鼓勵(lì)發(fā)散思維，增強(qiáng)學(xué)生批判性質(zhì)疑能力

質(zhì)疑即提出問(wèn)題，質(zhì)疑意識(shí)是一種以解決特定疑問(wèn)的形式推動(dòng)人們追求知識(shí)的心理活動(dòng)和心理素質(zhì)[1]。批判性思維通常從問(wèn)題開始的，問(wèn)題是批判性思維的動(dòng)力，為此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可通過(guò)有效問(wèn)題的設(shè)計(jì)來(lái)促成學(xué)生批判性思維習(xí)慣養(yǎng)成。

案例3：在測(cè)量空氣中氧氣成分所占比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度探討中，有學(xué)生提出燃燒匙中的紅磷不足量會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，只要紅磷足量實(shí)驗(yàn)結(jié)果就會(huì)準(zhǔn)確。卻有學(xué)生表示不同意見，認(rèn)為紅磷足量，測(cè)量結(jié)果仍會(huì)偏小，其原因是當(dāng)裝置內(nèi)的氧氣低于一定含量時(shí)，紅磷就不再與氧氣反應(yīng)，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小。有學(xué)生提出可以用木炭代替紅磷，氫氧化鈉溶液代替水來(lái)做此實(shí)驗(yàn)，有學(xué)生提出異議，認(rèn)為測(cè)量數(shù)據(jù)仍會(huì)偏小，其原因是木炭燃燒除生成CO2外還可能生成CO。

本例通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的具體分析，引導(dǎo)學(xué)生生疑、質(zhì)疑、解疑，加深對(duì)空氣中O2成分測(cè)量方法的理解，增強(qiáng)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的意識(shí)，有助于批判性思維的形成。作為教師，要善于創(chuàng)造質(zhì)疑誘思之境，引導(dǎo)學(xué)生用批判的眼光去審視、發(fā)掘有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，從而獲得批判性質(zhì)疑技能。

四、拓展教材實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生批判性探究能力

批判性思維作為科學(xué)探究能力的重要組成部分，是評(píng)價(jià)、探索和發(fā)展活動(dòng)中最基本的思維形式，是提出并解決問(wèn)題的先決條件[2]。教學(xué)實(shí)踐表明，許多學(xué)生傾向于接受已有的結(jié)論，很少去探究知識(shí)的來(lái)源。批判性思維要求學(xué)生不僅僅能提出問(wèn)題，還需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，批判性地去解決問(wèn)題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的批判性探究能力。

案例4：在做鎂條和鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，試管外壁很燙，試管口出現(xiàn)白霧，白霧是什么呢？為此，筆者組織研究性學(xué)習(xí)小組開展了探究，學(xué)生們作出假設(shè)：可能是小水滴；可能是鹽酸小液滴。為了驗(yàn)證猜想，在正在反應(yīng)的鎂條和鹽酸的試管口外，轉(zhuǎn)動(dòng)干燥的藍(lán)色石蕊試紙，發(fā)現(xiàn)試紙變紅，證明白霧是鹽酸小液滴。又有學(xué)生提出質(zhì)疑：為什么打開盛放實(shí)驗(yàn)所用鹽酸的試劑瓶時(shí)，瓶口沒有白霧呢？卻在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)白霧？于是研究性學(xué)習(xí)小組又作進(jìn)一步探究，用試管取少量鹽酸，將干燥的藍(lán)色石蕊試紙放在試管口，試紙不變紅，然后加熱試管，試紙變紅，通過(guò)探究，得出其原因是鎂和鹽酸反應(yīng)放熱促使鹽酸形成白霧。

林崇德先生在《學(xué)習(xí)與發(fā)展》中將批判性思維概括為嚴(yán)密的、全面的、有自我反省的思維，指出：“有了這種思維，在問(wèn)題解決中，就能考慮到一切可以利用的條件，就能不斷驗(yàn)證所擬定的假設(shè)，就能獲得獨(dú)特的解決問(wèn)題的答案?！盵3]由拓展教材實(shí)驗(yàn)引發(fā)的科學(xué)探究，經(jīng)歷了提問(wèn)、假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等諸多探究環(huán)節(jié)，有效地提高了學(xué)生的批判性探究能力。

五、及時(shí)組織評(píng)價(jià)，增進(jìn)學(xué)生批判性成功體驗(yàn)

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，評(píng)價(jià)要有利于學(xué)生的發(fā)展，通過(guò)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我，建立自信?，F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多仍然采取知識(shí)性、技能性的一元化考評(píng)模式，學(xué)生普遍反映缺乏成就感，尤其是在提出批判性問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)更甚，阻礙了學(xué)生批判性思維品質(zhì)的發(fā)展。

案例5：為了弘揚(yáng)中華民族的傳統(tǒng)文化，學(xué)校在端午節(jié)開展了包粽子活動(dòng)，科學(xué)研究小組提出了一個(gè)探究性課題：探究粽子里面是否含有食鹽。具體實(shí)驗(yàn)方案如下：用試管從煮過(guò)粽子的鍋里取少量的水，滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生了不溶于稀硝酸的白色沉淀，從而證明了粽子中存在食鹽。筆者在探究后組織學(xué)生開展了交流與評(píng)價(jià)活動(dòng)，其中片段如下。

師：同學(xué)們選擇生活中的粽子來(lái)開展探究，是很有意義的一項(xiàng)探究活動(dòng)，它既聯(lián)系了學(xué)生的生活實(shí)際，也通過(guò)運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解。

生1：我認(rèn)為應(yīng)該用蒸餾水煮粽子，因?yàn)樽詠?lái)水中有NaCl，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

師：該學(xué)生選擇用蒸餾水，避免自來(lái)水中NaCl干擾，是正確的，看來(lái)該同學(xué)對(duì)生活觀察很仔細(xì)。

生2：我認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)所證明的僅是粽子中含有Cl-，而不是NaCl，因?yàn)榈渭覣gNO3和HNO3，出現(xiàn)白色沉淀，只能說(shuō)明含有Cl-。

師：該學(xué)生非常聰明，考慮問(wèn)題細(xì)致周到，值得大家學(xué)習(xí)，那么，怎樣去檢驗(yàn)Na+呢？

生3：我認(rèn)為可以用焰色反應(yīng)的方法，用鐵絲蘸取該溶液，放到顏色較淺的火焰上灼燒，若火焰是黃色，則是Na+。

師：該學(xué)生看來(lái)經(jīng)常課外閱讀，知識(shí)面廣，在初中科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上已很好地得到了進(jìn)一步拓展深化。

對(duì)于學(xué)生批判性思維的評(píng)價(jià)，既要考慮學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解程度，也要不囿于所謂的標(biāo)準(zhǔn)答案，只要學(xué)生批判的言之有理，都應(yīng)及時(shí)給予積極的肯定的評(píng)價(jià)，讓學(xué)生體驗(yàn)到批判獲得成功的喜悅，不斷發(fā)展學(xué)生批判性思維品質(zhì)。教學(xué)中也要積極鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己或他人的批判性思維進(jìn)行評(píng)價(jià)。

教育家貝葉在其《什么是批判性思維》一文中指出，批判性思維包括的不僅是具體的大腦活動(dòng)，更重要的是一種思維模式，教師的責(zé)任是幫助學(xué)生形成這種模式。培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，對(duì)教師思維品質(zhì)也提出了更高的要求，作為教師應(yīng)積極參與科學(xué)教學(xué)研究，樹立強(qiáng)烈的問(wèn)題和批判意識(shí)，善于對(duì)問(wèn)題發(fā)表獨(dú)到的見解，進(jìn)而才能潛移默化，促使學(xué)生批判性思維由效仿逐步發(fā)展成為自覺的行動(dòng)。

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