在科學探究過程中培養學生良好思維品質的有效策略

摘要:培養學生的思維能力要貫穿在教學的全過程。本文通過四個環節的教學活動，闡述了在科學探究過程中如何培養學生良好的思維品質。

關鍵詞:科學探究;思維品質;有效策略

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2010)5(S)-0015-3

著名教育心理學家布魯納認為:“教一個人某門學科，不是要把一些結果記下來，而是要引導他參與知識形成的過程。”現代教學論認為:教學既要重視知識的傳授，更要重視思維的發展，傳授知識與發展思維是教學過程必須同時完成的任務。而要發展學生的思維，形成良好的思維品質，必須重視探究過程。

因此，發展學生的思維能力要貫穿在教學的全過程，滲透在引入、實驗探究、應用等環節之中。

1 巧妙引入，激發思維動機

教學之道，貴在善導。課堂導入環節的目的是努力創造良好的學習氣氛，激發學生學習興趣，使學生很快地進入思維的最佳狀態。

例如:在教學“壓強”一課，筆者是這樣巧設導入、激發學生思維動機的:先出示一個長方形的木板，在木板上釘一根鐵釘，釘尖向上，用一充滿空氣的氣球放在釘尖上，輕輕一壓，氣球“砰”的一聲爆啦;接著，出示第二塊木板，木板上布滿鐵釘，釘尖向上，再把同樣的氣球放上，用重物壓上，氣球并沒有學生想象中的爆掉。這一演示，引起了學生的興趣，注意力達到了高度的集中。這時教師提問:兩次演示你觀察到了什么?為什么會出現兩種不同的情況呢?帶著學生渴望知道答案的心態，教師揭示課題，激發了學生思維的興趣。

又如:對“勢能”的教學引入，筆者是這樣設計的:將一張卡片對折，在開口一邊剪兩刀，然后將橡皮筋套在開口邊，將卡片反過來，用手把它壓平在桌面上，使橡皮筋伸長，迅速松手，卡片彈起，讓學生想想這是為什么呢?這樣創設問題情境，使學生生疑、質疑、急于解疑，激發了學生思維動機。同時也在學生腦海中產生一種懸念，正是這種懸念成了誘發學生探究新知識的動力。

2 注重實驗探究，建立思維表象

實驗探究活動，可以改變“耳聽口說”這種簡單的學習模式，能夠有效地組織學生參加到學習過程中去。外部的操作活動具有很強的直觀性，動手、動腦、動口、動眼多種感知覺參與學習，對促進知識內化，啟迪思維有著特殊的功能。

在教學中，要讓學生動手操作，教師首先要把握準確操作的時機、內容、程序及學生思維的脈絡。例如: 在教學“壓強”時，筆者是分四個層次操作的:

2.1 體驗感受

讓學生用兩個食指壓住鉛筆或圓珠筆的兩端，慢慢用力，體驗一下兩個食指的感覺。

第一層次操作，讓學生通過體驗感覺，有一個感性的認識。

2.2 猜想與檢驗

學生的猜想不會只是壓力的大小和接觸面積的大小，還會有其它的猜想，教師不要輕易否定它。學生根據自己的猜想，選擇器材，設計實驗，檢驗自己的猜想。教師要引導學生注意控制變量法的使用。

通過第二層次操作，讓學生由感性認識上升到理性的分析、驗證。

2.3 學習遷移

學生得出結論:壓力的作用效果與壓力的大小和接觸面積的大小有關。

引導學生回憶速度、密度的定義方法，并將之遷移到壓強的定義中。

2.4 抽象概括

通過以上三個層次的多種感官參與實驗探究活動，學生初步建立了壓力的作用效果與壓力的大小、接觸面積有關的表象。教師通過體驗、猜想、驗證、知識遷移引導學生，學生便可以自然而然地得出壓強的定義。

實驗探究是幫助學生建立形象思維的手段，這個過程一旦完成，教師應及時地把教學向前推進。實驗探究到思維是一對連環，探究是先導，思維是關鍵，只有重視實驗探究過程才能培養學生的思維品質。

在現代課堂教學中，信息技術會發揮很大的作用。將學生的具體形象思維轉化為抽象邏輯思維，例如在串、并聯電路中的分壓、分流原理教學中，電流在電路中不同的路段，以不同的大小在閃爍、流動……變抽象為具體，這種現象更清晰地印在學生的腦海中。

3 誘導推理，深化思維過程

如果說實驗探究給學生建立了思維表象，那么誘導、推理則是使學生的思維向更深層次發展的途徑。因此，教師要遵循學生的認識規律，調動學生積極思考。在教學中要善于設疑，使學生感到有問題要學，誘發他們發現問題、提出問題、正確推理，使思維向深層次發展。

概念規律教學，重在概括。教師要讓學生充分地感知形成概念的具體過程，獲得豐富的感性認識，并參與概念的形成過程，最后通過自己的分析、綜合、比較、推理，抽象出概念的本質屬性。

習題教學，重在思路。結合實例創設問題情境，激發學生去嘗試、去發現，從而明確解題的思路。解題的思路來自于教師對問題的精心設計、由淺入深地啟發誘導，來自于學生自始至終地參與分析數量關系的過程中。

公式教學，重在推導。推導是一種重要的思維方法，從某個或某些物理規律出發，通過數學公式的邏輯推導，可以得到更多的結論。例如串聯電路的總電阻就可以通過推導而得出。設串聯的電阻為R1和R2，電阻兩端的U1和U2，電流為I，根據串聯電路電壓、電流的規律:U=U1+U2，I=I1+I2。再根據歐姆定律的變形表達式IR串=IR1+IR2可得:R串=R1+R2。如果電路中有n個電阻串聯，則可以推出:R串=R1+R2+…+Rn。這樣組織推導公式的教學，學生得到的不只是公式本身，推導能力、空間想象能力、邏輯思維能力都得到了培養。

4 應用練習，形成思維品質

《物理課程標準》指出:讓學生“學習一定的物理基礎知識，養成良好的思維習慣，在解決問題或作決定時能嘗試運用科學原理和科學研究方法。”而這些往往是通過練習來實現的。具有促進思維的應用練習，有利于學生進一步理解和鞏固科學知識，并將其轉化為技能、技巧，形成學生的思維品質。

例如，在教學完“焦耳定律”之后，筆者設計了五個層次的系統訓練:

第一層次:鞏固性基本練習，練習與教材例題同類型的題目。

第二層次:把所學的知識與方法應用于實際生活中。

例題:CFXB型電飯鍋有兩檔，其原理圖如圖1所示，“2”檔是高溫燒煮，“1”檔是燜飯、保溫。當開關與接線柱2相連時，電飯鍋的總功率為1100W;當開關與接線柱1相連時，電飯鍋的總功率為22W。

求:(1)串聯電阻的阻值;

(2)開關在“1”檔時，串聯電阻上消耗的電功率。

4.1 明確思路

(1)開關接2時，電路圖是如何連接的，題目告訴了什么條件?分別是什么含義?

(2)開關接1時，電路圖是如何連接的，題目告訴了什么條件?分別是什么含義?

4.2 動手分析

(1)開關S接2時，R被短路，電路中只有R0接在220V的電源上，其功率為1100W。

(2)開關S接1時，R、R0串聯接在220V電源上，R、R0的總功率是22W。

(3)功率的計算公式有P=UI=I2R=U2/R，根據題目所給的條件，選擇P= U2/R。

以上兩個層次是讓學生掌握概念、明確電路圖、理清關系，培養學生思維的正確性。

第三層次:已知條件和問題聯系，動腦思考，根據知識的內在聯系，找出解題的思路，培養學生思維的深刻性。

(1)若求串聯電阻R的阻值，只能利用開關在1檔時，因為若開關在2檔上，串聯電阻R被短路了。

(2)開關在1檔時，R、R0串聯，根據條件求出的總電阻，但R的阻值還是未知的。

(3)還要利用開關在2檔時，方可求出R0。

第四層次:變換角度，培養學生思維的靈活性。

在上述環節之后提問:

(1)從計算中你發現了什么規律?

(2)要求的物理量與已知條件之間沒有直接聯系的怎么辦?

(3)能否根據已知條件選擇合適的公式?

學生通過主動思考、多向交流，找出了它們的內在聯系，理清思路。

第五層次:創設情境，培養學生思維的敏捷性和創造性。

思考題:利用所給的條件還可以求出哪些物理量?

這樣，學生進行跳躍式的快速思維，可直接了當地觸及問題的實質。有的學生通過獨立思考，作出了與眾不同的答案。正是在這種探求知識的過程中，發展了學生思維的敏捷性和創造性。

總之，在初中物理課堂教學中，我們一定要注重在知識探究的同時強化過程的訓練，狠抓發展思維這一主線。只有這樣，才能很好地完成義務教育所賦予我們努力培養學生思維能力的任務。

(欄目編輯趙保鋼)