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提升初中科学分析高阶思维能力的策略

2021-03-09  |  所属栏目: 来稿选登  |  阅读次数: 

   摘 要:高阶思维能力是当今信息社会所要求的关键能力之一。高阶思维分为分析、评价、创造。高阶思维能力的培养是个循序渐进的过程,教师要改变观念,提高培养意识。初中科学分析高阶思维能力可以通过问题化学习,激发学生分析思维的兴趣;绘制流程图,理清分析思维的逻辑;应用优质提问法,搭建分析思维的桥梁;进行科学实验,突破分析思维的难点等策略来提升。
   关键词:高阶思维;思维能力;流程图
   高阶思维能力是当今信息社会所需,人工智能的飞速发展,不断促使人类生产方式、思维方式、学习方式的改变,“关键能力”“必备品格”等先进的思想理念不断地改变着我们的学习发展态势。
   根据布鲁姆教育目标分类法,分析属于高阶思维的第一层级,它要求的思维层次高,不是一蹴而就的。高阶思维能力的培养是个循序渐进的过程,需从低阶思维能力的培养慢慢过渡到高阶思维能力的培养,从高阶思维“分析”能力的培养再过渡到高阶思维“评价”能力的培养,再过渡到高阶思维“创造”能力的培养。
   引领学生思维,将有助于学生对知识的深度理解和对复杂问题的分析、判断、决策,更能实现学习目标。学习过程是学生在教师的指导下,在真实的情境中自主地探索、发现、分析、尝试、改进和完善解决问题的过程。因此,我们可以通过以下策略,提升初中科学分析高阶思维能力。
   一、问题化学习,激发分析思维的兴趣
   杜威指出:高阶思维不是自然发生的,它是由困惑、混淆和怀疑引发的。可见,问题是开发高阶思维的载体。在教学中教师创设基于学情的真问题,给学生高阶思维的发展创造机会。
   我们可通过学生日常生活中经常接触的事物、创新实验、魔术等来创设情境,激活学生头脑中的前概念,引发认知冲突,使其头脑中的旧知识不断地与即将学习的新知识发生联系,引导学习者自觉地融入科学课堂。
   [案例1:纸片为什么不掉下来?]
   在一个玻璃杯中装满水,然后把硬纸板盖上去,用手按住硬纸板,反过来,可以看到硬纸板不会掉下去。我们现在把玻璃杯中的水多倒出一些,杯中只剩一点点水,再盖上硬纸板,用手按住硬纸板,反过来,见证奇迹的时刻,硬纸板仍然不会掉下来。我们把杯中的水全部倒掉,盖上硬纸板,用手按住硬纸板,反过来,我们看到硬纸板掉落了。为什么?
   覆杯实验,学生非常熟悉,小学都玩过,我们进一步实验,学生就流露出惊讶的眼光,感觉不可思议,瞬间注意力高度集中,思维非常活跃,积极参与思考。同时也体会到了科学和生活的联系,激发了用所学知识解决实际问题的欲望。
   真问题、真情境能够充分调动学生的积极性,激发学生分析思维的兴趣,从而使学生全身心地投入探究中,真心实意地解决真问题,并在探究中自主地提出子问题,形成问题链,相互合作,不断讨论、修订、完善解决方案。问题化学习,解决真问题,提升分析思维的积极性,培养高阶思维能力。
   二、绘制流程图,理清分析思维的逻辑
   流程图中的流程是指事件顺次,流程图是表示事件顺次的图表。具体地说,流程图是用来表示解决问题的进程及个体所要执行的具体操作过程。
   科学知识思维流程图根据科学领域事物的发生、发展,用关键词、箭头、图标,按照一定的逻辑关系,准确地表示出其具体步骤之间关系的图的思维过程。
   非良构问题之所以复杂,有时是局部问题难而深,有时是各个变量之间纷繁交错。初中科学遇到的经常是后者,我们只要理清各种深层关系,问题就能迎刃而解。绘制流程图,明晰各个变量的层次关系,理清分析思维的逻辑,将思维可视化,突出问题的重难点,可事半功倍。
   [案例2:大气压强的教学片段]
   现象1:为什么抽气前,真空压缩袋没有被压瘪;抽气后马上被压瘪?
   现象2:马德堡半球抽气之前可以轻松拉开;抽气之后用很 大的力也拉不开?
   流程图1:
   教师:同学们按照上面的流程图,解释现象1,根据文本和图片获取信息,形成问题,抽气后真空压缩袋被压瘪?“终点”是压缩袋变瘪。“起点”是压缩袋鼓的。“怎么做”是抽气。“为什么”是抽气后压缩袋内气压变小,明显小于外界大气压。
   流程图2:
   简要作答:真空压缩袋抽气后,内部气压明显小于外界大气压,形成气压差,使压缩袋变瘪。
   教师:请同学们绘制流程图,再根据流程图解释现象2。
   在流程图绘制的过程中,学生需要不断地对大脑中的科学知识进行筛选、分层并进行合理的编码、反思、改进。流程图可展示学生分析、解决问题的整个思维过程,,有利于对思维进行监控。可以让学生清晰地理解基本概念以及其内涵和外延,加深对基本知识的理解深度,同时也促进分析能力的发展。通过流程图的绘制,将思维可视化,使学生的学习转向教师可见,有利于教师的精准指导,更有利于学生分析思维的提升。
   三、优质提问法,搭建分析思维的桥梁
   美国教育专家沃尔什博士指出:优质提问法能够提高学生的注意力,激发学生思维,提高认知水平,增强学习欲望。
   [案例3:为什么硬纸片还掉不下来?]
   当玻璃杯中只剩一点点水时,盖上硬纸板,用手按住硬纸板,反过来,硬纸板还掉不下来。这是为什么呢?
   这是一个高水平的优质问题。
   同学们将注射器针筒与液体压强计连通,并在针筒中装入部分水,用“PVC”塑料片紧盖在针筒上,用手按住塑料片,反过来,塑料片没有下落,此时与针筒相连的压强计液面明显高于另一侧。说明这时针筒内气压确实低于外界大气压。
   教师:为什么此时针筒内气压低于外界大气压呢?
   提出这个问题后,教师留出“思考時间1”,给所有学生充足的时间思考,教师心中具备坚定的信念所有的学生都能回答这个问题。

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