如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力

萬(wàn)蓉

【內(nèi)容摘要】作者在多年的農(nóng)村初中物理教學(xué)實(shí)踐中，提煉出培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的幾種方法：樹立典型思維榜樣、為主動(dòng)思維創(chuàng)設(shè)條件、訓(xùn)練拓展多維思維、反思矯正錯(cuò)誤思維。

【關(guān)鍵詞】樹立典型 創(chuàng)設(shè)條件 多維思維 反思矯正

目前在初中物理教學(xué)中的較為突出的矛盾，就是大搞題海戰(zhàn)術(shù)，學(xué)生和老師都“疲于奔命”，學(xué)生做的多，錯(cuò)的也多，老師就得拼命的講學(xué)生的錯(cuò)題，而學(xué)生沒(méi)有掌握解題的科學(xué)思維，下次再遇到相似的題型甚至原題，還是按照舊的、錯(cuò)的思路去解題，老師就又得再講一遍，周而復(fù)始。學(xué)生的成績(jī)不但沒(méi)有提高，反而會(huì)在“屢戰(zhàn)屢敗”中喪失信心，甚至厭學(xué)；老師們也在不斷地抱怨學(xué)生教不會(huì)，學(xué)生真懶惰。怎樣把老師和學(xué)生從“苦海”中解放出來(lái)，同時(shí)又能提高教學(xué)成績(jī)？

答案就是，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力?！笆谌伺c魚不如授之以漁”?？茖W(xué)的思維能力不是一朝一夕就能培養(yǎng)出來(lái)的，怎樣潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力？

一、樹立典型思維榜樣

在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)教師展示經(jīng)典的思維過(guò)程，給學(xué)生以榜樣示范，可以使學(xué)生的思維較早地納入科學(xué)的軌道。

1.展示概念、規(guī)律的建立過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

展示物理概念、規(guī)律的建立過(guò)程，不僅有助于加深對(duì)這些規(guī)律的理解，也有利于具體體會(huì)科學(xué)研究的方法，了解物理學(xué)家的研究思想，從他們的成功和失敗中獲得啟示和教訓(xùn)，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。

例如，得出“聲音不能在真空中傳播”這一結(jié)論，就經(jīng)歷了這樣的思維過(guò)程：實(shí)驗(yàn)中因很難做到使玻璃鐘罩內(nèi)成為絕對(duì)的真空，所以不可直接由實(shí)驗(yàn)事實(shí)歸納得出這一結(jié)論，必須設(shè)法使這個(gè)鐘罩里的空氣逐漸減少，在鐘罩外聽聲音的變化，然后根據(jù)鐘罩內(nèi)氣體越少，傳播到鐘罩外的聲音就越弱這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)歷科學(xué)的思維，推想出“如果鐘罩內(nèi)一點(diǎn)空氣都沒(méi)有，聲音將無(wú)法傳播出來(lái)”這一結(jié)論。這種“實(shí)驗(yàn)+推理”的研究方法又被稱為“理想實(shí)驗(yàn)法”，在得出“牛頓第一定律”中“運(yùn)動(dòng)的物體在不受外力作用時(shí)作勻速直線運(yùn)動(dòng)”這一結(jié)論時(shí)，再次用到了這種科學(xué)思維方法。掌握了這種思維方法，有助于學(xué)生解決一些開放性探究題或極值問(wèn)題。

2.講解例題展示物理問(wèn)題的解決過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的思維

學(xué)習(xí)物理學(xué)的重要目的，就在于應(yīng)用物理原理解決實(shí)際問(wèn)題、進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)，因此在物理教學(xué)中，應(yīng)充分展示這樣的典型思維過(guò)程，給學(xué)生以示范，再通過(guò)練習(xí)，讓這種思維變成學(xué)生自己的思維。如果在課堂教學(xué)中長(zhǎng)期注重這種思維的培養(yǎng)，學(xué)生的研究、處理物理問(wèn)題的能力肯定會(huì)提高。

例1：如圖所示，電源電壓不變，將滑片P向右移動(dòng)，電壓表的示數(shù)如何變化？

對(duì)于此題，教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)邊引導(dǎo)邊分析，邊推理邊板書。判斷電壓表示數(shù)U變?nèi)绾巫兓袃蓚€(gè)思路：

一是據(jù)U變=I×R變，看I和R變，因R變?cè)龃螅琁減小，故無(wú)法判斷U變。

二是據(jù)U變=U源-UR（R兩段電壓），看U源和UR，U源不變，只要看UR，因R變?cè)龃?，I減小，據(jù)UR=I×R 得UR減小，故U變?cè)龃蟆?/p>

這一過(guò)程展示了教師解題的全部思維過(guò)程，既有思路的暢通，又有思路的阻塞，寓正確解題于思維必然之中，合乎情理。例題教學(xué)中，教師要盡可能展示解題思路，切不可將其簡(jiǎn)化成教師解題的口頭或書面的表述表演，讓學(xué)生在看過(guò)解題表述后，驚訝于老師思路的獨(dú)特和高深莫測(cè)，或留下“老師怎么會(huì)想到這樣解”的疑惑。

二、為主動(dòng)思維創(chuàng)設(shè)條件

1.要給學(xué)生充分的思考時(shí)間

教師為了追求所謂的課堂高效率，整節(jié)課容量大、節(jié)奏快。學(xué)生在教師的指引下腦子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，一會(huì)兒自學(xué)，一會(huì)兒討論，一會(huì)兒演算，可謂熱鬧非凡。但表面的熱鬧下犧牲的卻是學(xué)生安靜、獨(dú)立地思考。所以，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：學(xué)生一學(xué)就會(huì)，一做就錯(cuò)；上課聽得懂，下課不會(huì)做；學(xué)生題目做了不少，解題能力并沒(méi)有得到提高。久之，學(xué)生養(yǎng)成了急躁、急功近利的學(xué)習(xí)習(xí)慣，失去了主動(dòng)思維的良好習(xí)慣。

“磨刀不誤砍柴工”。教師應(yīng)該給學(xué)生提供充分的思考時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獨(dú)立的思考。

2.啟發(fā)要與學(xué)生的思維同步

學(xué)生在思考過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，教師可作適當(dāng)?shù)膯l(fā)引導(dǎo)。教師的啟發(fā)要遵循學(xué)生思維的規(guī)律，因勢(shì)利導(dǎo)，循序漸進(jìn)，不要強(qiáng)制學(xué)生一定按照教師的方法和途徑去思考問(wèn)題。有經(jīng)驗(yàn)的教師在備課時(shí)，認(rèn)真揣摩學(xué)生的心理，站在學(xué)生思維和認(rèn)知角度去估計(jì)學(xué)生可能發(fā)生的各種情況，先將不正確的思路排除，再將學(xué)生引入正途。

三、訓(xùn)練拓展多維思維

促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，取決于教師的主導(dǎo)作用，只有教師有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和訓(xùn)練，才能使學(xué)生逐步提高思維能力。

1.一題多解培養(yǎng)學(xué)生思維的廣度

通過(guò)不同的解法，可以讓學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題，拓展解題思路。長(zhǎng)期訓(xùn)練可以讓學(xué)生把不同章節(jié)的知識(shí)融會(huì)貫通，靈活運(yùn)用。

在例1的基礎(chǔ)上可以讓學(xué)生嘗試去做下面這道題，并通過(guò)兩種解法拓展學(xué)生的思維。

例2：如上圖所示，滑片在某兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，電流表的變化范圍（0.15～0.4A），電壓表的變化范圍（6～9V），求：1.R1；2.電源電壓。

方法一：利用例1分析的結(jié)果，I減小，U變?cè)龃螅鲭娫措妷合嗟鹊姆匠?+0.15R1=6+0.4R1，求解出R1。

方法二：∵電阻R1與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，∴U=U1+U滑，∵電源的電壓不變，∴△U1=△U滑，∵U=IR，∴△U滑 =△U1=△IR1，即R1=△U滑/△I。

2.一題多問(wèn)培養(yǎng)學(xué)生思維的深度

通過(guò)幾個(gè)遞進(jìn)關(guān)系的問(wèn)題可以讓學(xué)生深度思考問(wèn)題，使思維有一定的連續(xù)性。

如在例2的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步追問(wèn)：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在這兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的最大電功率是多少？

在教學(xué)過(guò)程中思維方法的強(qiáng)化訓(xùn)練，還可以經(jīng)常問(wèn)學(xué)生，“你還有其他解法嗎？”“你的想法與別人有什么不同？”“你的方法好在哪里？”這樣的提問(wèn)，有助于誘發(fā)學(xué)生反思和優(yōu)化自己的思考過(guò)程。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照別人的解題方法進(jìn)行反思，使學(xué)生既多學(xué)到了一些解法，又對(duì)創(chuàng)新思維作了檢查、批判，錘煉了思維。

四、反思矯正錯(cuò)誤思維

大膽放手讓學(xué)生去做，暴露他們感知理解新知的矛盾和差異，深入挖掘，找出思維上的漏洞，讓學(xué)生從根本上進(jìn)行反思和糾正錯(cuò)誤。

當(dāng)代科學(xué)家波普爾說(shuō)：“錯(cuò)誤中往往孕育著比正確更豐富的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造因素?！币虼耍此煎e(cuò)誤，弄清哪些地方易犯錯(cuò)誤，回憶自己解決問(wèn)題的結(jié)果和過(guò)程，找出錯(cuò)誤的根源，分析出錯(cuò)原因，提出改進(jìn)措施，明確正確的解題思路和方法，這是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的重要途徑。給學(xué)生一個(gè)研究爭(zhēng)論的空間，讓學(xué)生在爭(zhēng)中分析、爭(zhēng)中反駁、爭(zhēng)中明理、爭(zhēng)中內(nèi)化知識(shí)和獲得正確的方法。這樣，讓學(xué)生對(duì)自己的錯(cuò)誤進(jìn)行自我反思，看到廬山之真面目，找出病因，并及時(shí)給自己注射一針“疫苗”。那么這種錯(cuò)誤資源不是更有價(jià)值了嗎？從某種意義上說(shuō)，學(xué)生的思維品質(zhì)可以在嘗試錯(cuò)誤后的反思過(guò)程中得到優(yōu)化。

總之，在教學(xué)過(guò)程中，要特別重視科學(xué)的思考過(guò)程。要教學(xué)生知識(shí)，更要教他們方法，而許多方法都是在這些過(guò)程中隱藏著，只有充分展示這些過(guò)程，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。學(xué)生科學(xué)思維的形成，正如人體消化食物一樣，是別人無(wú)法替代的。物理中的很多思想方法，技能技巧，如果缺少了學(xué)生自己的反思、體驗(yàn)和感悟，就不可能真正變成學(xué)生自己的。因此只有在不斷的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、反思中，才能潛移默化的提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

（作者單位：江蘇省張家港市新塍初中）