摘要：“解暗箱”是一种重要的探究方法。本文提出在教学中引导学生关注事物间的相关性、统一性、因果性，学会通过直接观测、类比推理、建模验证等方法“解暗箱”，从而优化思维品质，提升探究能力。
关键词：解暗箱；科学思维；教学实践
中图分类号：G652.2文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715（2018）03-0181-01
在日常生活中，我们常常会遇到一些从外面打不开，又看不见里面状态的事物，我们称它为“暗箱”。其实，“暗箱”就在我们身边。比如，西瓜在没有切开之前就是一个“暗箱”，看纹路、掂重量、弹声音，这样挑西瓜的过程就是在“解暗箱”。不打开“暗箱”，只从外部考察输入、输出的关系从而认识事物的内在本质，是一种“由表及里”的逻辑思维方法。从工程技术到社会领域，从无生命到有生命系统，从宏观世界到微观世界，“解暗箱”都是一种不可或缺的认识方法。
“解暗箱”作为一种重要的探究方法，有助于激发学生的学习积极性，提升他们的想象力和思维力，有助于改善学生的思维品质，培养他们的探究能力。本文结合低中高年段的教学实践，阐述在这一类课堂中发展学生科学思维的方法和价值。
一、关注相关性，在直接观测中“司外揣内”。
暗箱求解可以说古已有之，中医通过“望、闻、问、切”四诊来“司外揣内”就是典型的“解暗箱”。“有诸形于内,必形于外”，这说的就是内与外的相关性，一定的物质内部状态必定释放出一定的外部信息。我们可以根据暗箱的“外泄”信息，利用已有的规律和经验去分析，推知暗箱的结构和可能具有的性质。
低年级《暗箱里的秘密》一课，重点活动是“滚小球”。这里的暗箱结构相对简单，主要是借助感官直接观测，判断盒子里障碍物的位置。针对一年级学生的认知特点，怎样借助“滚小球”活动让暗盒能“说话”，并让学生听懂暗盒的“悄悄话”呢？这需要教师对“滚小球”进行针对性的指导，引导学生捕捉暗盒内“辐射”出来的每一个信息。教学中可以通过几个问题帮助他们找到“滚小球”的要诀:
1.还是上下晃动吗？(平放，慢慢倾斜盒子，让小球沿着边滚起来, 要一条边一条边依次试)
2.动作快一点还是慢一点？(慢一点，快了听不清楚)
3.怎么能更清楚地听到小球滚动的声音？(把耳朵凑近了听，保持安静）
4.怎么去感受小球碰到泡沫块时的变化？(还有一个感官能帮忙，可以用手摸着盒子的边来发现滚动感、撞击感的变化)
滚、倾、听、摸是4个获取暗盒内部信息的外部动作，赋予变化的暗盒信息，不仅勾起学生的好奇心和探究欲，也促使他们去直觉想象和思考判断。这里师生都会产生困惑，就是“该不该打开盒子？”和“到底谁对谁错？” 我们不妨想想，“打开”和“不打开”哪个更有价值？答案是肯定的，“未知”比任何东西都要让人上瘾。若打开了，谜不在了，好奇消失了，学生的探究也就停止了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不打开暗箱就意味着要用更多的方法来验证自己的结论，要在一次次剖析暗箱中趋于客观事实。
二、关注统一性，在类比推理中“望表知里”。
事物总是以“系统”的形式存在于世界之中，内在结构与外在功能是系统的辩证统一，结构是功能的根据，功能是结构的表现。“解暗箱”就是通过考察暗箱的输入和输出信息的动态过程，研究系统的功能和行为，进而推测、探求系统内部结构和运动规律。所以“解暗箱”的实质就是由功能探索结构，其出发点就是结构和功能的统一性。
中年级《关节》一课，重点是了解关节的运动特点及原理，理解结构与功能的统一性。但对于身体这个“最熟悉的陌生人”，学生既无法通过自我审视获得丰富的感性认识，也无法用操作实证来检验自己的猜测，这就需要教师引导学生将陌生的、不熟悉的问题与已经熟悉的问题或其他相似事物进行类比，从某些相似或相同的属性角度出发，从结构与功能的辩证逻辑关系上加以推理检验。教学中可以通过“猜—比—拼—画”四个活动来“解暗箱”：
1.猜：猜测肩关节连接方式，并交流猜测(用图示展现思维过程，暴露前概念)
2.比：观察相似动物的肩关节关节面(类比结构，感知接触面形状)
3.拼：用造型泥塑组合拼装球窝、旋转和铰链关节(认识关节类型，理解链接方式决定活动方式)
4.比：对比髋关节和肩关节的不同，寻找深、浅球窝在灵活度和作用性方面的差异(理解结构与功能的统一关系，形成科学概念)
长久以来人们对于人类生命现象的认识，是建立在观察自然的基础之上，是以周围世界中一些最常见的事物作为参照，是以认识自然同样的规律来认识自己的。“解暗箱”要善于对问题进行归纳、演绎和类比，关注学生逻辑思维的发展，从外显运动推测内在状态，由内部结构认识外部作用，在思辨中对话真实的生命系统。像这样“望表知里”为我们提供了一种崭新的认识方法。
（三）关注因果性，在建模验证中“以象测藏”。
人体外部发烧，揭示内部炎症，地表突发狗吠鸡飞，反映地壳变迁，地震即将发生。现象和本质，输入与输出，确有一定因果关系。如果有这样一个系统，它对外部刺激有着与“暗箱”原型相同的反应，那这个系统就可能是“暗箱”的答案。怎样“设计”这样的系统呢？依据因果关系，应该以条件相类、环境相似、功能相同为前提，建立一个关于研究对象的模型，然后通过研究人为的模型，大胆猜测想象，进行模式运演，从而解开暗箱的奥秘。
高年级《探测暗盒里的电路》一课，主要围绕检测“电路暗盒”这个活动展开。在教学实践中我们发现，“简单电路”是学生很难理解的概念，而内部不可见的“电路暗盒”就难上加难了。这就需要教师在教学中把握学生认知障碍的核心，根据电路各组成部分的特性及检测结果，利用简易材料制作能实现同样效果的电路模型，对暗盒的内部结构和功能作出基于事实的假说。这里的“解暗箱”大致有“检测—猜测—模拟”三步：
模拟求解是基于观察实验后更深层次的探究，是另一种验证。构建模型进行解释的价值在于过程，根据测试结果进行可能性分析和因果推断, 逆向推理出暗箱内元件及结构，不断完善修正，使建立的模型逐步接近暗箱的内部结构，最终达到模型和暗箱的同构。“解暗箱”并不是直接认识，而是另辟蹊径，从系统外部的信息出发，“以象测藏”，倒着展开思路，分析产生这些外部信息的内在原因和条件，从而逆向推理出暗箱的本质及内涵。因此，“解暗箱”体现了一种“透过现象看本质”的哲学思想。
论文作者:孙静妮
论文发表刊物:《基础教育课程》2018年2月03期
论文发表时间:2018/4/9
标签：暗箱论文; 暗盒论文; 结构论文; 功能论文; 小球论文; 学生论文; 系统论文; 《基础教育课程》2018年2月03期论文;