科學教學中的“思維共振”

“思維共振”作為培養學生思維能力的一種手段，是指在教學過程中，教師與學生、學生與學生知識結構、認知基礎、思維方式等方面步調基本一致，在同一平臺互相交流，創設讓學生合作探究知識的情境；在學有困難時，以教師或部分學生的思維觸發、點活學生自己的思維，優化思維，達成共識，讓全體學生共享自主合作學習的快樂。科學教學其實質是科學思維活動的教學，沒有思維，就談不上科學教學，更談不上能力培養、智力開發。因此，課堂上如何根據學生的認知規律和教學內容，觸發學生參與思維、主動思維、善于思維，便成了科學教師經常討論的話題。經過長期實踐，我發現“思維共振”教學對促進學生思維能力的發展具有很大的作用。

一、“思維共振”和種類

1.誘發式“思維共振”

誘發式“思維共振”是指通過教師的層層誘導，在對問題認識逐漸深化的過程中，溝通師生間、學生間的思維，從而產生的“思維共振”現象。

在《彈力》一課的拓展教學中，通過演示實驗，用手拉彈簧，彈簧伸長；大秤錘放在兩端墊有方木塊的纖維板上，纖維板變彎曲，發生形變的彈簧、纖維板對使它發生形變的物體產生彈力。以上事例，由于現象明顯，學生容易理解。“將重物放在桌面上，桌面對重物的支持力也是由于桌面發生形變而產生的彈力嗎？”對于這個問題學生就感到茫然，因為他們沒有看見桌面的形變。教學中我先演示玻璃瓶的形變：出示大型扁玻璃瓶，用教棒輕輕敲擊玻璃瓶壁，使它發出清脆的響聲，讓學生確信是真玻璃瓶。再讓手勁大的學生用力擠壓玻璃瓶壁，并問：“你感覺到它發生形變了嗎？”學生回答：“沒有!”“玻璃瓶受外力擠壓，到底有沒有形變呢？”我邊問邊向玻璃瓶中灌紅色水，使液面升到瓶塞上細玻璃管（內徑2毫米）的中段為止。用手沿玻璃瓶橢圓截面的短軸向里擠壓瓶壁，學生看到液面突然上升了，松開手，液面又降回原處。意外的現象激發了學生思維的積極性，有的學生認為“瓶的形狀改變了”，有的學生聯想到液體溫度計的原理，認為這種現象是熱膨脹造成的。我不直接回答，而是用雙手握住玻璃瓶，但很難看出瓶中的液面有上升現象，再沿橢圓的長軸方向壓瓶壁，學生見到液面突然下降了。又一次意外，使學生“熱膨脹”的觀點不攻自破了。

這個實驗，利用瓶中液面的升降，間接地證實了堅硬的玻璃瓶在受到外力擠壓時會發生形變的事實，同時，學生認識到桌面對重物的支持力確實是由于桌面發生形變而產生的彈力。在對這一問題逐漸深入認識的過程中，學生的思維得到了良好的訓練。

2.受迫式“思維共振”

受迫式“思維共振”是指通過展示矛盾，從對立的幾方面給學生以刺激，引起反射，從而引起師生間、學生間的思維溝通的一種“思維共振”形式。傳統教學的特點是教師講、學生聽，學生被動地接受知識。這種單調的刺激極易引起學生大腦皮層的保護性抑制。通過受迫式“思維共振”，可以使師生從這種“靜態”的教學活動中解脫出來，有效地調動學生的思維，培養學生勤于思考、善于思維的習慣。

例如，在《凝結》一課的教學中，我在引導學生猜測茶杯蓋上的小水珠可能是由水蒸氣凝結成的之后，和學生一起制定了探究計劃，然后我放手讓學生自行探究，驗證自己的猜測，探索水蒸氣變成水的條件。學生熱情高漲地探究起來，當第五組的同學把加熱了的玻璃片和冷的玻璃片同時放在燒杯上去時，意外發生了，只聽到突然“砰”的一聲，加熱了的玻璃片在燒杯口上突然爆裂了，碎玻璃片撒了一桌，頓時，每個小組都停下了實驗，驚恐地看著那個小組。那個小組的四個同學更是驚恐萬分，個個漲紅了臉，呆呆地坐在那里，不知所措。面對這“飛來橫禍”，我靈機一動，引導學生：“看來科學探究時是有一定的危險的，我們要注意安全。”“那么誰能幫助他們找出玻璃片爆裂的原因呢？”頓時，同學們七嘴八舌地議論起來，有的說：“加熱了的玻璃片溫度太高了。”有的說：“加熱了的玻璃片放到燒杯上去時用力太大了。”有的說：“老師，會不會是杯口上有水？”有的說：“是啊，我在《十萬個為什么》里看到過，如果在冬天里把開水突然倒入玻璃杯里，玻璃杯受熱急劇膨脹，就會爆裂的。相反，如果把加熱的玻璃片放到冷水里，熱玻璃片遇冷急劇收縮，也會導致爆裂的！”我讓同學們仔細觀察，發現杯口果然是濕的。原來是開始倒開水時，不小心滴了幾滴水到燒杯口上。

這樣的“思維共振”，很快找到了問題的答案，同時，在“共振”過程中，打破了學生思維的封閉性，活躍了課堂氣氛，減輕了學生的思維壓力，培養了學生思維的批判能力和口頭表達能力。

3.互激式“思維共振”

互激式“思維共振”是指通過學生間帶有競爭性質的思維的相互啟發，促使學生的思維一環扣一環地向前推進，形成“思維鏈”，使班集體的思維途徑增殖的一種“思維共振”形式。這種互激式“思維共振”易于觸發學生完成舊神經聯系向新神經聯系的溝通，也容易產生新奇的想法。

例如在《馬鈴薯在水中是沉還是浮》這一課的教學中，我出示兩個馬鈴薯，分別放到兩盆液體中，馬鈴薯在一盆液體里沉，另一盆液體里浮。交換馬鈴薯，再分別放入盆中，在剛才沉的盆子里，馬鈴薯還是沉，浮的還是浮。把兩個馬鈴薯放入其中一個盆中，都沉下去了，放入另外一個盆中，馬鈴薯都浮起來了。此時我提問：“這兩盆水是怎么回事呢？”甲同學說：“老師，浮的一盆水是鹽水！”聽一個學生這樣說，好多學生都跟著認為是鹽水。這時乙同學站起來說：“我們不能確定浮的一盆水是鹽水，也可能是糖水、味精水，溶解了糖的水也能使馬鈴薯浮起來，溶了味精的水也能使它浮起來。”丙同學又接著說：“馬鈴薯沉下去的這杯水有可能是清水，也有可能是淡鹽水，濃度不夠浮不起來。”……最后，丁同學站起來說：“上面三位同學的思路使我受到啟發，我們不能確定這兩杯水到底是什么水，只有通過實驗才能驗證。但是，我們可以知道，浮的一盆水比沉的一盆水密度大。”

整個分析過程中，學生們表現得活潑、認真，許多學生躍躍欲試，表現出空前的熱情。

4.觸發式“思維共振”

觸發式“思維共振”是通過演示實驗、實驗設計和學生實驗等學生喜愛的活動，溝通師生間、學生間的思維通道，激發學生思維活動的一種“思維共振”方式。實踐表明，學生在科學知識的掌握過程中，形象思維占有很大的比例。因此，我們要積極創造良好的教學情境，觸發學生的形象思維。

一個頗有難度的實驗，就像猜謎一樣，經過學生細心的琢磨、推敲，終于被揭開了謎底。這種探索性的研究，不僅提高了學生的思維水平，而且加深了學生的記憶。

二、誘發“思維共振”的途徑

科學教學中注意激起“思維共振”，是提高課堂教學效率的有效手段之一。那么，在科學教學中應該采用哪些措施來創設誘發“思維共振”的情境呢？

1.靈活創設良好的學習情境

從學習心理學結構的基本要素看，設置帶有啟發性的科學情境，是激發學生興趣，產生“思維共振”的有效手段。教學活動總是在一定的時間和空間構成的情境里進行的，師生的主觀心理因素（感情、意志、行為等）和客觀情境因素構成了一定的教學情境，每一個教學過程，都是在一定的情境中發生、發展的，有良好的情境才能有良好的情緒。才能在良好情感的驅動下，比較順利地進行探索、理解和掌握知識。因此，教師要自覺設計良好的教學情境。那么，怎樣才能創設一個良好的學習情境呢？

（1）設計富有啟發性和趣味性的實驗，引導學生產生思維聯想。

（2）精心設計問題。科學的問題往往是某一科學情景的再現，教師要善于引導學生從問題中，判斷科學情境發展的趨勢和結果，解釋科學情境變化的原因，概括出科學現象的本質和規律。

（3）開展競賽，設置競賽情境。通過競爭活動，使學生產生壓力感、緊迫感，迫使其大腦中某些部位“興奮”起來，刺激處于“休息”狀態的部位進入工作狀態，從而提高思維的廣度和敏捷度，有利于“思維共振”的產生。

（4）通過師生間的感情交流，激勵好學情境。教師的語言、表情和姿態都是創設學習情境的重要手段。和善友好的教學氣氛，會使學生思維活躍、反應靈活，有利于師生間、學生間和諧地交流信息。

2.教學要有層次，應盡量符合學生的心理、思維的規律

教師要把教法建立在學習規律的基礎上，將教法與學法統一起來，這樣，教學中才能避免出現主觀性和隨意性。事實表明，只有符合學生心理和思維規律的學習活動，才能使學生不斷地產生對知識的新的需要，從而滿腔熱情地繼續鉆研下去。因此，有層次、有梯度地進行啟發式教學，才能激發學生的學習興趣，有利于學生理解和掌握基本知識，有利于學生從聽懂向會用語言清晰地表達科學過程和規律的高級學習層次過渡。所以，教師在處理教學內容時，一定要深入淺出、步步探求；對教學結構也要合理安排，樹立教學的整體觀念，在教學前面的知識時，要為后面的知識鋪路搭橋，像文藝作品中的情節描述一樣，要善于安排“伏筆”，教學后面的知識時要緊密聯系前面的知識；要善于隨時聯系學生在生活中接觸過的實際問題或抓住科學概念、規律和科學習題審題中的模糊點，啟發學生深思，激起“思維共振”。

3.教學要使學生有成功感，讓學生在不斷的成功中保持旺盛的求知欲

學生學習興趣能否長期保持下去，關鍵在于能否使學生在學習過程中不斷地看到成果，在精神上得到某種滿足，產生愉悅的情感，從而滿懷樂趣地繼續鉆研下去。這里，設疑的深淺適度是產生“思維共振”的關鍵。所提的問題難易適度時，才能把客觀矛盾轉化為學生自身的思維矛盾，激發學生的思維活動，最終導致矛盾的解決，產生認識上的飛躍。所以，教學中要選擇“最佳的智能培養高度”進行設疑，讓學生“跳一跳能摘到桃子”，使學生樂意去奮力跳躍、去爭取。

教師的主導作用固然重要，但絕不能消極地看待學生的主體作用。教師不能將學生看成是一個只會被動接收的容器。教師“教學”的主要目的在于把學生引導到“思維共振”的臨界狀態，如果沒有教師與學生、學生與學生間的“思維共振”，要想有好的教學效果是不可能的。我們在教學中，要努力創造更多的機會，讓學生思考、辯論，使他們在思維的“碰撞”“共振”中，提高思維能力。