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在初中生物实验教学中培养批判性思维的几点想法

时间:2019-07-17  点击:603


       

戴宾

【摘 要】生物学实验教学有助于学生养成批判性思维,使学生可以在亲历实验探究的过程中,进行分析、质疑、反思、论证和自我校准。教师要结合实验教学创造批判性思维的条件,围绕实验方案的设计以及对实验结果与结论的分析开展思维训练。

【关键词】初中生物;实验教学;批判性思维

对于初中生来说,批判性思维的实践逐渐开始,批判性思维处于萌芽阶段。通过生物实验教学可以使这种开端延伸,使批判性的思考成为习惯,从而达到生物学课程标准中提出的“期待学生养成理性思维的习惯”。

一、结合实验教学创造培养批判性思维倾向的条件

1.培养学生批判思考的主动性

初中学生学业负担逐渐加重,相比而言,初中生物学科更强调科学素养和综合素质的养成,应试的枷锁不那么沉重,学生更有批判思考的动力。要想发挥这份主动性,并落实到具体的学习过程中,实验课就是很好的办法。实验课本身就是学生比较感兴趣的课型,学生也喜欢这种体验式学习。

要引导学生积极投入批判思维,首先就要结合实验内容创设情境。只有通过各种情境激发学生的好奇心、求知欲,学生才会积极思考,产生创意,并围绕创意进行批判思考。比较有效的情境是利用生活经历、经验,或者某个事实现象作为课堂的引入。如:地窖中贮存的农作物引发窒息事件,可以让学生模拟小侦探,引出呼吸作用消耗氧气的探究试验。再如:在探究“蚯蚓在什么样的物体表面爬的快?”这个问题时,可以用人在冰面上奔跑很容易滑倒,但在道路或者跑道上就不会滑倒为例进行引入。

2.鼓励学生的自主性探究

长期的传统教学,使学生习惯于老师来说明实验目的、实验步骤、实验结果和实验结论。而新课标要求我们应该鼓励学生自主探寻答案,在批判中思考,进行新旧知识的更替。尽量不要把预设好的内容,让学生被动的无条件的接受。

学生如果真正进行了批判思维的话,他们会非常乐于学习,即使较难的智力任务,他们也能从中找到挑战和学习的乐趣。比如有的同学提出“滑冰运动员滑的很快,因此人和蚯蚓不同,人在光滑的表面跑的快”,教师需要鼓励并引导学生提出问题,分析论点,并设计实验来探究论证。

3.充分尊重學生对问题的观点,并促进他们之间有效的质疑与交流

如:针对“蚯蚓在什么样的表面滑的快”的问题,让学生提出自己的观点并说出论据支持,如果论据不正确,不急于否定他。我们要特别注意引导学生们进行恰当的交流与质疑,质疑者也应当拿出相应的论据。这种交流要在互相尊重的氛围下进行,不能让辩论变成毫无根据的抬杠或者诡辩甚至是互相攻击。如在巴斯德的曲颈瓶实验中,有同学认为这个对照实验的变量并不是空气中的微生物,而是曲颈瓶和直颈瓶的形状。有同学支持这个观点,并提出质疑:这个对照实验是不是有两个变量了?教师要引导学生透过现象看本质,思考曲颈和直颈瓶带来的本质差别,最终得出“看似两个变量,实际还是一个变量”的结论。

再如:在“探究种子萌发需要的外界条件”的实验中,当以空气为变量设计实验时,为了便于操作,通常是甲组实验的种子浸泡在适量的水中,而乙组种子用水完全浸没,以此设置对照实验。因此会有同学说这个实验里的变量是水的多少,也有人说是空气,只有少数人说是“空气的多少”,通过交流讨论能够使同学们的语言更加规范、准确、严谨。有了这样的辩论过程,学生对知识的理解深刻了,同时也训练了批判思维。通过在互相尊重基础上的交流,学生会变得更加自信,愿意表达。

当然,尊重学生的意见不代表没有原则的滥用表扬和鼓励。教师有时候为了鼓励学生的积极性,往往不愿意批判他们的观点,经常只是简单评价就结束了对话,常听到的就是“好的,谢谢你的发言,再想想”等类似语言。结果就是学生也不去思考自己哪里不足,没有学会反思或者进一步思考。如何平衡好批判性和创造性,这就考验教师的教学艺术了。批判不等于挑刺、找茬,我们要引导学生之间互相尊重,为学生尝试批判性讨论营造环境。

二、在设计实验方案的过程中促进学生的批判思维能力

1.重视实验方案的论证过程

教师要为学生提供不同的实验器材、实验材料以及一定的知识背景。批判思维需要一定的知识信息基础,但如果老师说的太多,学生有可能会失去好奇心和想象力,所以探究性的实验不要让学生直接看书获得实验步骤。

比如:“蚯蚓在什么样的物体表面爬得快?”在选择蚯蚓时,有人提出要用两条蚯蚓做实验,有人提出只能用一条蚯蚓做实验。在判断快慢时,有的测量单位时间内蚯蚓爬的距离,有的计算单位距离里时间的长短。教师鼓励学生比较论证,然后再选择不同的可行的方案。通过这样的论证培养学生认知成熟度,即审慎地去接受多种解决问题的方法。

再简单的初中生物实验,如果缺少了物理、化学等知识背景,学生要想设计出完整的方案也是不容易的。教师通过组织学生不断完善实验方案,可以让学生渐渐熟悉这种论证过程,培养批判的思维习惯。

2.开展不同实验方案的对比分析

同一个实验在不同的教材上有不同的实验方案,在同一个教材的不同版本中也有不同的实验方案。比如苏教版《生物学》七年级上册中的“光合作用需要二氧化碳的实验”,通过对比分析旧教材和新教材(2012修订版)中的两个实验配图,让学生理解教材为何要修改。再比如,比较“口腔内的化学性消化”实验和“绿叶在光下制造淀粉”的实验,分析为什么两个水浴加热装置不一样。比较不同的实验方案,为学生开展批判思维提供了开阔的视野和丰富的素材。教师应当用心研究教材,做好归纳整理,还可以对比各种版本教材,汲取精华。

3.善用反例,培养发现问题的能力

有些实验措施学生乍一看不能明白为什么要这么做,教师可以采取“增减法”对实验做一些错误的修改,然后由学生去发现增减后的错误及原因。如:在“植物的蒸腾作用”实验中,用塑料袋包住整个花盆,要求学生比较教材配图,说出教材配图中塑料袋仅仅包住茎和叶的原理。再如:在“绿叶在光下产生淀粉”的实验中,用黑纸片只遮住叶片部分上表面,对比教材配图中上下两面都遮住部分叶片。通过这些错误的实验操作示例,既可以培养学生发现问题的能力,又能够提高学生设计实验方案的严谨性、周密的思维。

三、反思实验结果与结论,培养学生质疑——论证及自我校准能力

1.鼓励学生勇敢质疑实验结果与实验结论

面对与理论结果不同的实验结果,学生应该勇敢提出问题,共同分析交流,不盲从,而要理性的去看待实验结果。如:在“口腔内的化学性消化”实验中,加了唾液和加了清水的试管在水浴后滴加碘液,理论上试管中会分别出现变蓝和变黄褐色的现象。但在实际实验时,却出现两个试管都变蓝的现象。这可能与很多因素有关:淀粉太多,唾液不够,水浴温度没控制好,水浴时间不够等。教师应当引导学生结合自己的实验过程具体分析。

再如:在实际操作“植物的呼吸作用消耗氧气”的实验过程中,装有新鲜蔬菜和烫过的蔬菜的锥形瓶中,燃烧的小木棒都可能熄灭。这是因为瓶里的水蒸汽太多,或是因为锥形瓶口太狭窄导致操作失误。

2.引导学生反思、自我校准

对以上的实验过程和结果进行反思,成败归因。找到不足之處后,修改实验方案,再次实验验证。如:在重新设计“口腔内的化学性消化”实验时,教师要引导学生考虑加入到试管中的淀粉的量以及水浴的时间等。馒头屑如果消化较慢,可以用淀粉糊(1%浓度,防止高温糊化产生糊精);唾液不够的话,可以准备一些刺激物(话梅或醋等)等等。

在“植物呼吸作用产生二氧化碳”实验里,用两个黑色塑料袋分别装烫过的和新鲜的蔬菜,经过一段时间后,理论上烫过的蔬菜是不会进行呼吸作用产生二氧化碳的。在实施过程中,有的小组提前了2~3天准备实验装置,导致烫过的蔬菜腐烂分解产生二氧化碳,实验结果就是两个黑色塑料袋里的气体都使澄清石灰水变浑浊。通过调整实验方案,缩短实验准备时间,就可以得到正常结果和结论了。

实验教学经常容易出现各种意外状况,这些丰富的素材能够使学生充分反思自我,再经过自我校准后,最终使得实验成功。通过这样的不断训练,学生既体验了科学研究的过程,又培养了批判性思维能力,还增强了自信心。

【参考文献】

[1]杨铭,刘恩山.在生物学课堂中培养学生理性思维[J].生物学通报,2017(8)

[2]黄春晓,张锋.“质疑——论证”在培养初中生批判性思维中的运用[J].中学生物学,2017(2)

[3]童小学,赵汝木.初中物理教学中批判性思维能力的培养[J].吉林教育·现代教育学刊,2016(3)

[4]刘珂.论高中生物学批判性思维能力的培养[J].教学研究,2013(9)

(论文项目:本文系南京市“十二五教育科学规划课题”“提升城郊初中生综合表现力的校本课程实践研究”(编号:L/2013/248)的研究成果。)


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2019-07-17

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