不能忽視學生思維能力的培養

摘 要： 培養學生的思維能力，引領學生科學思維，是科學課程教育的中心任務，也是實現全面提升學生的科學素養的課程改革目標的重中之重。本文從激發學生思維的興趣、結合實驗進行思維訓練和教給學生科學的思維方法等方面探討了在科學教學中培養學生思維能力的問題。

關鍵詞： 科學課程教學 思維能力 思維方法

培養學生的思維能力是各科教學的重要目標。科學課程標準強調：義務教育階段的科學課程應貼近學生的生活，符合學生的認知特點，激發并保持學生的學習興趣，通過探索科學現象，揭示隱藏其中的科學規律，并將其應用于生產生活實際，培養學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。因此，在科學課程教學中滲透思維方法的訓練，切實培養學生的思維能力，應該引起廣大教師的高度重視。

一、激發學生思維的興趣

托爾斯泰曾經說過：“成功的教學需要的不是強制，而是激發興趣。”根據中學生的心理特征和好奇心的特點，在科學教學中，教師要使學生對思維的重要性和思維的社會意義有感性認識，根據不同的教學內容，采用不同的方法，使學生的頭腦中先有一個問號，產生學習的懸念，然后引導學生思維，激發其思維的興趣。

1.借助多媒體輔助教學激發思維興趣。

多媒體輔助教學具有圖文并茂、形聲并舉、形象直觀、信息量大的特點，它能擺脫時間、空間的限制，模擬式地再現情景，富有極強的感染力。比如在學習《地球自轉》一節時，用多媒體來演示地球的自轉時的晝夜交替現象非常形象、生動。本來要在黑板用作圖的方法演示很長時間，現在幾秒鐘就代替了，而且學生印象更深刻。在探究《耳和聽覺》時，可以創設情境引入新課：物體振動產生聲音，聲音可以通過固體、液體、氣體，以聲波的形式傳到我們的耳朵，那我們又是怎樣聽到聲音的？并用多媒體顯示“耳的結構”，逐一讓學生認識各結構名稱，激發學生探究耳朵各部分的功能及聲音發生原理的興趣。在學習《生物多樣性》一節時，用多媒體展示一張張栩栩如生的各種植物照片代替原本枯燥的術語，學生感到仿佛進入風光優美的植物園，怎么會沒興趣學呢？

2.介紹科學史實激發思維興趣。

結合教學內容介紹一些科學家的傳略和故事，既能豐富學生的知識、開闊學生的眼界，又能起到啟迪思維的作用。比如在《大氣壓強》的教學中，可以結合介紹歷史上為解決礦井抽水問題而引出托里拆利實驗，以及葛利克的馬德堡半球實驗的有趣試驗；又如在《阿基米德定律》的教學中，可以介紹曹沖稱象，以及阿基米德鑒定皇冠是否摻假的故事，這樣學生的興趣自然倍增。

3.引用生活實例激發思維興趣。

這種方法能使教學生動有趣，從而使學生感到親切而自然。比如在講授《大氣壓》時，我讓學生思考這樣的問題：“在吸橙汁時，如果瓶口只通過一根細管而把瓶口的其余部分密封起來，這時能不能吸出橙汁?為什么?”類似的這些問題，都能使學生產生極大的好奇心，促使他們尋找答案。

4.通過實驗演示激發思維興趣。

演示實驗不僅具有形象、直觀的特點，而且常常可以使學生感到驚奇而產生疑問。比如在《汽化》這一節課中，我首先拿出一條手帕（事先將手帕在70%濃度的酒精中浸濕），然后問學生手帕會不會燒壞？學生都認為會燒壞?？墒聦嵤牵峙镣旰脽o損。學生懷疑我這方手帕是假的，我讓學生上來檢驗。有一個學生用酒精燈上去點，手帕燒著了。這引發了學生極大的思維興趣，他們急于知道事情的真相。自然，這節課學生是以空前高漲的情緒學習的，效果自然可想而知。下課了許多學生還意猶未盡。

二、緊密結合實驗進行思維訓練

實驗教學不僅要培養學生的動手能力，而且要使他們的思維能力得到鍛煉。例如，在科學歸納推理中，有一種尋求因果關系的方法——“差異法”。就是：如果研究科學事件A和B，在A和B所處的一切條件中，只有一個條件不同，那么，A、B發生科學現象的差異，根本上是由這個條件造成的。在推導焦耳定律時就是用這種方法：甲、乙兩個裝滿煤油的燒瓶，其中各放一根電阻絲，且R_甲＞R_乙，將電阻絲串聯接入電路，并將細玻管插入煤油中，根據玻管中煤油上升的高度判斷煤油吸熱的多少。通電一段時間后，發現甲中煤油上升高，用差異法可斷定R不同是Q不同的原因，因為甲、乙的I、t是相同的。然后，設法增大I，而R、t保持不變，發現Q隨I的增大而增大。最后，設法在R、I不變的條件下，改變t，發現Q隨t的增大而增大。這樣，我們便初步、定性地知道產熱多少與I、R和t的關系，便于提出焦耳定律：Q=I²Rt。

“黑箱實驗”是訓練學生創造性思維的一種新穎的實驗。所謂“黑箱實驗”就是根據輸入和輸出信息來推測“黑箱”內部結構的一種實驗?！肮鈱W黑箱”與“電學黑箱”的例子已不鮮見，下面舉一初中“力學黑箱”的例子：如圖1，用手以速度v水平拉繩，而小車以速度2v運動。黑箱內有什么機械?學生以極大的興趣猜測：箱中可能有滑輪、輪軸……這類實驗有利于培養學生逆向思維、發散思維、收斂思維等優良的思維習慣。

圖1

探索性實驗不同于驗證性實驗，它是讓學生自己通過實驗現象的觀察、數據的測量探索規律。從某種意義上說，學生是在模仿科學家的探索過程，這類實驗應該大力提倡。有一次，學生在進行平面鏡成像分組實驗時，意外地發現了一個現象：用筆去接觸平面鏡，筆尖與平面鏡中像的距離并不等于平面鏡厚度的兩倍——而許多參考書都說，這個距離應該等于平面鏡厚度的兩倍，而且可以用這種方法估測平面鏡的厚度。在我的指導下，學生弄懂了這種現象是由于光線從玻璃射入空氣折射造成的，指出了參考書的錯誤。因此在實驗中教師應培養學生科學的懷疑思維——抓住新事實、動搖舊觀念，由懷疑引發問題，由問題推動探索，從而達到創新。

三、教給學生科學的思維方法

在興趣的驅動下，學生的學習效果往往事半功倍。但在教學中，激發興趣僅僅是第一步，是傳授知識、培養能力的前提和條件，更重要的是要教給學生正確的思維方法。

1.運用比較與分類的方法，抓住事物的本質特征。

比較法就是根據事物的本質特征區別事物的共同點和不同點。在科學教學中比較法對概念的建立具有獨特的作用。如機械運動、速度概念的教學，我們可以先讓學生比較人走路、汽車跑、飛機飛等各種現象，引導學生找出它們本質相同的共同特征，從而建立起機械運動的概念。在此基礎上，讓學生運用比較法，從它們同屬于機械運動中找出彼此明顯的本質差異，從而在建立機械運動概念的基礎上形成速度的概念。這樣幫助學生異中求同、同中求異，把握本質而形成概念，不僅有助于學生對概念的理解，而且有助于學生的創造性思維能力的培養。分類法是在比較的基礎上，根據事物的本質共同點和不同點分成不同的類。運用分類法時，要求學生把比較與分類聯系起來，并且以比較為基礎。

2.運用分析與綜合的方法，培養學生的思維能力。

分析就是把認識對象的整體分解為各個組成部分，分別加以研究，以便深入事物內部，洞悉事物的內在本質。對于分析能力的培養，首先要抓好基礎知識的教學，這是培養分析問題能力的前提和條件；其次要通過多種途徑對學生進行分析方法的訓練。綜合就是把認識對象的各個部分、各個方面和各種因素聯系起來進行研究，找出它們之間的聯系。在運用綜合法時，要使學生明白綜合是以分析為基礎的，分析又是以某種綜合的成果為指導的，兩者是交替進行的。為了使學生更好地掌握知識，培養分析綜合的思維能力，在教學中，我們應該通過實驗的方法總結得出規律。例如在《測定小燈泡的電功率》一節實驗教學時我要求學生自己設計實驗方案、實驗步驟進行自主探究實驗活動，學生從實驗的操作、電表的選擇、實際功率與燈的亮度關系上比較分析后進行綜合，得出實驗結論，并匯報了本次實驗的心得。這樣的分析、綜合，不僅培養了學生的分析、綜合能力，更達到了培養學生的思維能力的目的。

3.運用歸納與演繹，鍛煉思維能力，掌握規律性知識。

在教學時，既要指出歸納是從個別到一般，而演繹是從一般到個別的不同點，又要強調二者是相輔相成的，都是從已知向未知作探索的思維方法。例如在“阿基米德原理”的教學中，通過演示物體浸在不同液體（如水、酒精）中所受到浮力的大小等于物體所排開的液體的重力而歸納出浸在一切液體或氣體中的物體受到浮力的大小都等于它所排開的那種液體或氣體的重力，得出阿基米德原理。再運用該原理計算物體在其他液體（如煤油、水銀）中所受到的浮力。這就是運用了歸納和演繹的思維方法。所以，在建立和運用規律的過程中，教師不僅要有意識地培養學生的這種思維能力，還要注意培養學生演繹推理的能力，如“試用功的原理求出滑輪組的省力倍數”、“試用功的原理證明在高度相同的條件下，斜面越長越省力”就是考查演繹推理能力的好題目。

4.運用類比推理，化難為易，舉一反三。

由兩個或兩類事物在許多屬性上相同，推出它們在其他屬性上也相同，這種思維過程稱為類比。在教學中應注意培養類比推理的能力，我們通常所說的“觸類旁通”、“舉一反三”就是指這種能力。例如我們可以將電流與水流類比。值得一提的是有一種“等效類比”是極其有用的一種思維方法。例如有這樣一道探究難題：“一只小船內裝石塊，靜浮在池塘水面上。現將石塊拋出塘中，問塘中水面是上升還是下降?”我們可以這樣設想：如圖2，裝石塊的小船排開水的體積為V₁，設想塘水“凝固不動”，除去船后，可用體積為V₁的水等效替代它，V₁=（G_石+G_船）/ρ_水g，若將石塊拋入水中（圖3），同樣用體積為V₂的水去等效替代船，則V₂=G_船/ρ_水g，同時石塊排開的水的體積為V₃=G_石/ρ_石g。因為ρ_石＞ρ_水，所以V₁＞V₂+V₃，即水面應下降。

總之，為了更好地培養學生的思維能力，教師應該有目的、有計劃、有步驟地對學生進行思維方法的訓練，使學生掌握正確的思維方法，這是發展學生思維能力的重要途徑。學生掌握了科學的思維方法，猶如有了一支獵槍，可以隨時獲取獵物，在積極主動的思維訓練中進一步提升科學素養。

參考文獻：

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