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当悬疑胜于解惑

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——听课随笔之三

□唐小为

教育做到21世纪,韩老夫子9世纪的“貂”少不得要续一续了:师者,所以传道授业解惑……悬疑也!

你从讲台上下来,无奈地挠着头。“概念还是没建立起来,这帮犟孩子!”

“可是课很精彩啊!”

你笑得勉强。大概以为我在颁安慰奖。

四年级科学课“溶解”单元已近尾声,最后一个主要教学目标——建立“一定量的水只能溶解一定量的某种物质”这小学版溶解度概念,对省级科学名师来说,小菜儿嘛。一杯沉淀着糖粒的饱和糖水,不是最有说服力的证据么?可让你“惯”得不渡黄河心不死的犟孩子们,还有不少人坚信糖会继续溶解,只是“比原来慢了”。哪怕再放一整天,杯底的糖粒一点没见少,他们仍不服软。

你问:“再往里加一块方糖,还能溶不?”

“能!”

“再加呢?”

“还是能!”

小孩们相视而笑:化糖水儿?咱可是积年啦!

“那就这么一直溶解下去吗?”

“老师,如果糖超出水面了,就不能溶解了!”扎马尾的女孩说。

“不一定啊,底下的糖溶解了变成水,上面的糖就可以掉下去继续溶啦。”小胖子反驳。

“那就是说糖可以没完没了地溶解下去了?”你有点哭笑不得。

“老师,我觉得糖浆放满了就溶不了了。”女孩显然不服气。

“水跟固体一样,也是有空隙的,这些空隙里能溶解一些物质,一旦空隙填满,就溶解不进去了。”小女孩一组的平头男孩就“放满了”做了很专业的解说。

“空隙说”没能征服所有人。又有强硬派抛出假说:“老师,我觉得糖之所以能溶是因为水有冲击力,一块糖溶进去后水的冲击力减弱了,所以溶第二块糖时就变慢了,”他还很老到地估计说,“但我觉得至少还能溶两块糖。”

你不甘心,把溶质换成盐,继续追问:怎么能让杯底没溶完的盐继续溶?怎么把溶在水里的盐再取出来?心想这一溶一析,或者能帮学生建立水量和溶质量间的联系——加水促进溶解;饱和盐水加热,水一蒸发,盐又回来了,谁是溶解关键不是显而易见么?

犟孩子偏不就范:瞧,酒精灯加热,把盐给蒸发出来了!“热”才是溶解的关键嘛。而对于加水促进溶解,一个电脑游戏显然玩多了的小子分析说:盐溶在水里,被水给“保护”起来,丧失了“攻击性”;新的水加进来,冲散了保护层,“暴露”出来的盐分就可以“攻击”没溶的盐,把它磨碎啦。

对于怎么把溶在水里的盐取出来,还有人设想,不一定要加热,继续加盐也成,因为“新加进去的盐说不定能把原来在里面的盐给换出来呢”。这个“偷梁换柱”颇有创意,但盐都长一个模样,咋区分新盐旧盐呢?

下课铃一响,你知道全票通过溶解度概念的大团圆结局没戏了,不免沮丧,觉得终究亏欠了“传道授业解惑”的重任。可听课的我却觉得这课似一出好戏,第一幕刚谢,留下许多可供玩味的悬念,比“大团圆”更好,更自然,也更有生命力。

此时我想起了那个叫“西恩数”的故事:

1989年,密歇根州大教育系教授黛博拉·玻尔为实践布鲁纳“任何学科都可以以思想上保持诚实的方式教给任何发展阶段的任何孩子”这一教育理念,兼了一个班的三年级数学课。她视学生为数学思考者,每节课只探讨1-2个最有生发性的问题,以确保学生能充分参与数学推理和辩论,发展自己的数学想法。初初摆弄数学思维的小学生时有精彩表现——比如自主发现任何“零(以)上”的数减去自身的两倍都会得到“零下”同一数,也“常会践踏数学的圣地”——比如有学生宣称谁都不能证明一个奇数加上一个偶数永远会得一个奇数,即使大家试了18个组合都是奇数,这孩子还是底气十足:你管18个叫永远吗?

最让玻尔为难的,还是当学生“踩到了数学上未知的土地”。学过小学版奇偶数定义(把一个数打对折,如果结果还是个完整的数,那它就是偶数)后,学生西恩声称,他发现6既是奇数又是偶数,因为6里包含3个2,而3是奇数!

同学梅不同意:“那你怎么不说其他数既是奇数又是偶数哇?比如10,你拿10怎么办呢?”

西恩仔细研究了一会儿说:“嘿,我之前还没这么想过,感谢你指出来!我同意呀!我觉得10也既是奇数又是偶数!”

欧法拉也反对:“偶数里头有2,奇数里也有2,只不过在奇数里把所有的2都刨出去后,还要剩一个出来。”

玻尔提请学生们关注“欧法拉的奇数定义”——换成数学语言,这不正是奇数的标准定义“2n+1”么!

但西恩咬定青山不放松。

玻尔遇到了两难:一方面,西恩确实错了,奇数和偶数是两个不相交的集合,他的奇偶数概念显然没有欧法拉清楚;另一方面,西恩很值得赞赏,他自主发现有一部分偶数是由奇数个2组成,寻找数的这类规律恰是数学思维的重要一环。

为让孩子们获得发现和拓展数学规律的成就感和乐趣,玻尔没给西恩贴“错误”标签,反而宣布“西恩发明了一种以前我们没注意到的数,我们可以管它叫‘西恩数’。”西恩自然很高兴,别的学生也大感兴趣。大家将西恩数“定义”为:由奇数个2组成的数。

孩子们继续探索奇偶规律时,总有人惦记着“西恩数”:每隔四个数会出现一个西恩数(6、10、14……),这是为什么呀?两个西恩数相加,还会得到一个西恩数吗?如果有一个很大的数,如1446,个位是西恩数,它会不会也是西恩数?还有人给出了西恩数的表达式:2(2n+1)。奇数偶数是否真有交集的争论被悬置并逐渐淡忘,对西恩数的后续探索却让学生们第一次体验到规律是怎么生成的,规律的数学定义又是怎样进化出来的。

期末测验,玻尔出了一道把数字归类填入维恩图(用相交圆表示多个集合之间的逻辑关系)的题。结果显示,并没有人,包括西恩,把“西恩数”(如90)写在奇数和偶数的交集部分。在孩子们奋力探索的过程中,这个悬置的结早已不知不觉地解开了。那些打乱你教学目标的“学生造”溶解概念,何尝不是与“西恩数”相当的科学思维创造物?

科学讲究在已有证据上通过合理想象构建解释。未接触过微观物质世界,对分子、原子、离子一无所知的四年级小孩,把溶解看作物质“消失”变水,认为溶解只会变慢不会停止,不是很正常么?他们的种种想象——水的“冲击力”、盐分的 “加热蒸发”和“攻击性”以及新盐替换旧盐——不也和观察到的现象保持一致,蕴含着合理性么?从小学版溶解度定义的角度看,学生思路“跑偏”了。但用化学家的眼睛看,学生们反倒是在奋力探索中摸到了溶解机制的边儿,“歪打”里藏着“正着”:温度对溶解度的影响本就不可小觑,水形成保护层的想法无疑有着“水合离子”的影子,新盐置换旧盐的奇思妙想裹着“动态溶解平衡”理论的萌芽……那个看上去最接近正确答案的“空隙说”倒并不比这些想法高明,比方它就很难解释为什么饱和食盐水里还可以继续溶解糖!

要是看重科学想象力的发展潜能,此处你不妨处理得“浪漫”一点儿:把科学课当成一本章回小说,在各路高人纷纷出手,各种想法咕嘟咕嘟冒泡时,别急着挑明谁是赢家,推开那盘现成的权威之作,大度地选择“且听下回分解”。与其纠结于解那些在学生现有知识水平上无从真正解开的“惑”,倒不如把“疑”悬起,吊足学生未来解疑的胃口。

你的单元总结,能不能就聚焦教科书上没有,但最受学生关注的未解之谜“溶解究竟是怎么发生的”,消去那些大家一致认为有确凿证据可证伪的想法,而“空隙说”、“温度说”、“攻击性说”、“新盐换旧盐说”,且都保留。待他们几年后与溶解重逢,学到氢键、水合离子和动态平衡,准有人会想起小学这节溶解课,或暗暗佩服当年同窗的洞察力,或为自己的“先见之明”小得意一把。岂不比单单记住“一定量的水只能溶解一定量的某种物质”有趣多多,有意义多多,在思想上也诚实多多?

当然,“疑”不是老腊肉,不能说悬就悬。悬疑的前提,一是有以学生现有知识无法解得漂亮之“惑”,二是为解这“惑”学生已极尽所能地施展了身手,“疑”已在他们心底生根发芽,纷杂的线索正初现端倪。把“疑”引到这个能让人“忘路之远近”、“欲穷其林”的份儿上,老师的工作大可告一段落,不用快刀斩乱麻也别剧透,把“豁然开朗”留给或近或远的未来吧。

教育做到21世纪,韩老夫子9世纪的“貂”少不得要续一续了:师者,所以传道授业解惑……悬疑也!

子曰:凡惑有一时不可尽解者,悬疑远胜强解!

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