芻議科學課堂教學中創新思維能力的培養

知識是一個人科學素養的起點，創新是一個人知識價值的體現，而思維能力又是一個人創新素質的內核，更是一個人科學素養的重要方面。這就需要教師不僅在課堂教學中加強學生的基礎知識教學，更應重視學生思維能力的培養。傳統的課堂教學，受“應試教育”的桎梏，對基礎知識教學扎扎實實，強調多讀、多記、多背、多聽等，讓學生獲得大量感性知識，以求在考試中取得好的分數。但卻忽略了分析、綜合、引申、歸納、對比、推理等理性思維能力的培養，這樣的教學“記得多而悟得少”，培養出來的學生往往“高分低能”。因此，在科學教學中培養學生的思維能力，顯得尤為重要。這當然不是一蹴而就的，而應在具體的課堂教學實踐中，循序漸進，集腋成裘。本文試圖從五個方面論述科學課堂教學中學生創新思維能力的培養策略。

一、設疑析疑，激發思維創新的驅動力

心理學認為創新思維是人們創造、發明、想像、設計出新的概念、想法與念頭或者實物的心理活動。對事物現象的好奇心是創新思維的種子，每個人，尤其是兒童都具有強烈的好奇心，對于未知的事物都具有渴望了解的強烈欲望。早在一千多年的劉勰《文心雕龍》中就有“情以物遷，辭以情發”的提法，說的也就是這個道理。因此，在科學課堂教學中，運用學生身邊熟悉的材料，創設真實的、復雜的、有趣的、符合學生認知水平的問題情景，可以有效地激發學生強烈的認知沖動，激活學生思維的內驅動力，使學生進入一種思維活動的旺盛境界。

圖1

比如，學習八年級“大氣壓”一節時，可以采用兩個大小一樣的雪碧瓶，剪掉下半部分，其中一個用火在邊上加熱一下使其收縮一點后，把兩個套在一起，接觸處用水濕潤(防止空氣進入)，再加熱排出空氣，蓋好蓋子，制成馬德堡半球。(如圖1)如果在一頭吊上鉤碼，能拉開嗎?讓學生猜想，引發學生思考。再讓學生自己動手進行實驗，一只一只往上加，一直加到10個鉤碼，由眼前的實驗現象，讓學生思考“為什么”，“是什么原理”，這樣就輕而易舉地激發了學生強烈的探究動機，下面的課也就水到渠成。然后在大氣壓知識內容的基礎上再以以下問題串的形式，讓學生來揭示實驗的本質，進一步激發學生思維:

1.是什么原因能掛上這么多鉤碼?

2.結合處為什么要加點水?不加水能做成嗎?

3.蓋上瓶蓋之前為什么要加熱?

建構主義學習理論認為，學習過程是學習者利用現有的經驗主動建構心理表征以提升認知結構的過程。課堂中當創設促進學習者主動和積極思維，并能進行創造性思維的情景時，就能最大限度地促進學習者與學習情景的交互作用，高效完成知識的意義建構。

二、形象概念，培養學生抽象思維能力

科學中很多概念是比較抽象的，學生難以理解或理解不深，只有死記，無法進入思維情景。教學時如果能夠運用學生的生活經驗，把握學生已有的認知水平，通過一個具體的事例把抽象概念具體化，使學生能形象直觀地“頓悟”概念的內涵，從而發展學生的抽象思維能力。

比如教學八年級“壓強”一節時，壓強概念就比較抽象，學生對壓強是用來表示壓力作用效果的物理量的理解往往比較吃力，在教學過程中可以用具體的生活實例來幫助學生理解。讓學生把一枚圖釘釘到黑板上，然后以問題的形式引發學生思考:你認為你對圖釘的壓力和圖釘對黑板的壓力是否一樣?黑板被釘進去了，而你的手卻沒事，為什么?單位面積上黑板受到的壓力和手受到的壓力哪一個更大?這樣很自然就在學生的理解中確立了壓強是表示單位面積所受壓力大小的概念。緊接著又以問題的形式提出，如果換個方向你敢試一下嗎?這時，手上和黑板上同樣壓力作用的效果哪一個更明顯?進一步建立壓強是用來表示壓力作用效果的物理量。

中學生的思維活動，正處在由形象思維向抽象思維發展的時期，對于有些比較難以理解的抽象概念，若配以形象思維教學方法，不僅能加深學生對抽象概念的理解，而且能促進學生抽象思維能力的發展。

三、巧設問題，培養學生的發散思維能力

發散思維的訓練是培養學生創新思維的有效途徑，所謂發散思維，就是從同一思維出發探求多種不同答案的思維過程和方法。在科學教學中通過巧設問題，使學生廣泛搜尋記憶貯存，提取盡可能多的信息解答盡可能多的問題。

比如學習七年級“科學探究”時，我們可以這樣來引導學生進行發散思維的訓練。出示一本書，讓學生以其為主題盡可能多地提出問題:這本書有多重?這本書多寬?這本書的內容是什么?這本書是什么材料做的?等等。學生根據自己的生活經驗提出問題，教師只需在學生有困難時稍加引導，比如思考的順序、書本的外觀、書本的設計意圖等。

雖然只是一本書，但包含很多的信息，可從內容、材料、用途、設計等角度去考慮并提出問題，給學生一個比較大的空間去發散思維，讓學生知道科學的發現和發展始于問題，而問題又是通過觀察和思考而產生的。讓學生學會觀察，學會思考，學會思維。

圖2

再比如學習九年級“簡單機械”時，我們可以設計這樣

的題目:(如圖2)所示，一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑

輪組，提升一個重為100N的物體上升5m，可以求出什么物

理量?如果添加一個條件，又可以求出哪些物理量?

第一個問題，雖然只能求出W有這樣一個物理量，但卻要學生思考其他相應的物理量能否求出。而第二個問題更有很大的思維空間，既可添加G動，也可添加η，也可添加F拉，選擇以后，又要充分思考最多能求出哪些物理量，比起單純的求出某個物理量，更能培養學生的思維能力，而問題的可選擇性，量的不確定性更有利于學生發散思維能力的培養。

四、抽絲剝繭，培養學生的推理思維能力

心理學認為，推理是一組具體的事物經過分析綜合，得出一般規律，或者從一般原理推演出新的結論的思維活動，前者我們稱之為歸納推理，后者稱之為演繹推理。科學教學中培養推理能力，對學生學習效率的提高和運用科學原理解決實際問題能力的提升具有極大的價值。

比如教學九年級“酸、堿、鹽”時，出示兩瓶無色無味的液體，一瓶是Na2CO3，另一瓶是NaCl，用什么方法可以鑒別它們?學生分析討論后提出解決方法:

1.加AgNO3溶液后滴加HNO3，沉淀不溶解的為NaCl。

2.加入CaCl2(BaCl2等)，有沉淀的為Na2CO3。

3.加入HCl(H2SO4、HNO3)，有氣體生成的為Na2CO3。

4.加紫色石蕊試液變藍的為Na2CO3。

5.加入Ca(OH)2，有沉淀生成的為Na2CO3。

緊接著以問題的方式引導學生進行歸納思維，鑒定的物質陰、陽離子分別是什么?相同的離子和不同的離子又是什么?在鑒別物質時，是考慮相同的離子呢?還是不同離子?最后歸納得到鑒別物質的普遍的思維方法，就是利用離子的不同，加入試劑使它們呈現出不同的現象(如沉淀、氣體、顏色等)來加以區別，就像在我們生活中要區分二個不同的物體，往往是根據其差異來加以區別一樣。在此基礎上要求學生用演繹的方法來解決下面的問題:在NaCl中混有少量的Na2CO3雜質，你能運用這個原理，把Na2CO3除去嗎?

通過對Na2CO3和NaCl的區別，歸納出鑒別物質的普遍的思維方法，即通過找尋離子之間的差異，提升學生的歸納思維能力。同時通過知識遷移，演繹推理，使學生學會解決除雜問題。教學過程中，作為教師，當授以學生“漁”而非“魚”，只有這樣，才能更好地提升學生的創新思維能力。

五、顛覆因果，培養學生的逆向思維能力

法拉弟在奧斯特發現電能生磁后，利用逆向思維得出磁也能生電，從而揭開了電氣時代的帷幕。逆向思維，通俗的講就是倒過來思考問題。事物的發展變化有一定的因果關系，既可由因及果也可由果及因，具有順推和反推的交換作用。突破思維定勢的束縛，就可以獲得認識上的自由。科學上很多問題，運用逆向思維，從問題的反面思考而得出了結果，這也是研究科學過程和結論的思維方法。

圖3

比如學習七年級“力”時，一個圓球放在墻

角(如圖3)，對墻有壓力嗎?對這樣的問題，

學生往往無從思考。若引導學生進行逆向思

維，就比較容易理解。如果小球對墻有壓力，

根據力的作用是相互的，那么小球是否受到

墻對其的壓力?如果小球受到了墻對其的作用力，小球能靜止嗎?而實際小球是靜止的，可見小球對墻沒有壓力。

再比如學習九年級“酸、堿、鹽”時。在AgNO3和Cu(NO3)2溶液中加入適量Fe粉，析出的固體中一定有什么物質?濾液中一定有什么物質?

要解決這個問題，關鍵在于Fe與Ag+、Cu2+離子是否反應，與誰先反應?學生往往難以把握，影響問題的解決，如果運用逆向思維，假設Fe先和Cu2+反應，則析出的是什么?(Cu)而Cu和Ag+能否反應呢?那么最后析出的是什么?(Ag)即實際加入的Fe粉先和Ag+離子反應，故析出的金屬中一定有Ag，濾液中一定有Fe(NO3)2，這樣學生就比較容易理解。

學生在分析研究這些問題的過程中，逆向思維能力得到培養，有效地提高了學生的創新思維能力。

做任何一件事情都離不開思維，學習更離不開思維，善于思維的人，會使看似復雜的內容變得簡單，也會使看似枯燥的問題變得有趣，真如楊振寧教授所說:“優秀的學生并不在于有優秀的學習成績，而在于有優秀的思維方式。”因此，我們應該在科學教學中突出對學生思維能力的培養。雖然思維能力的培養是一項復雜的工程，絕非朝夕之功，但只要我們在具體的教學中注重激發學生的思維興趣，鍛煉學生的思維能力，細水長流，持之以恒，就一定能夠取得實效。

參考文獻

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(責任編輯 廖銀燕)