物理教學中思維能力的培養

張文

思維能力是人類獨有的功能，是解決問題尋求答案的鑰匙，更是人類不斷進化、進步的重要因素.物理教育是學生科學素質教育的搖籃，物理教學中科學思維能力的培養是思維能力培養的主渠道之一，無論是物理概念的建立或物理定律的發現，還是基礎理論的創立和突破都離不開科學思維能力.然而培養學生的物理思維，需要以學生為本，從物理思維的品質、方式、方法等方面來綜合設計、實施，讓學生形成一定的、科學的學習習慣和思維模式.

一、構建認知沖突，創設思維情境

在教學中，教師要注意創設問題情境，設置富有挑戰性的任務，激發學生的認知沖突，使學生已有的經驗和認知結構受到挑戰，激發學生的求知欲，使他們急切地想“探個究竟”，自覺地啟動自己的思維，而后層層遞進，逐步闡述有關的知識點，使學生充分運用自己的思維去發現、理解新的知識.同時，學生有了思考問題的興趣，進而發展學生的思維.

例如，“大氣壓強”教學片段.上課伊始，教師演示：水沸騰后把燒瓶從火焰上拿開，水會停止沸騰.迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水.學生根據日常生活經驗知道，當把正在沸騰的水拿離火爐時，沸騰就會停止；如果給停止沸騰的水澆冷水，瓶里的水溫一定降低.可是當教師演示實驗時，學生觀察到的現象卻是：給燒瓶中已經停止沸騰的水澆上冷水后，燒瓶中的水卻沸騰了！這樣的現象與學生生活經驗相悖，引起學生的認知沖突，激起學生的學習興趣.

二、轉變教學方式，釋放學生思維

潛力

在教學中，教師要發揮學生的主體作用，鼓勵學生積極參與，提倡小組討論或辯論，讓學生在社會環境中為自己的經驗賦予意義.同時，教師要提供適當的幫助，逐漸擴展出帶有挑戰性的學習任務，并在教學過程中關注學生的學習意圖，提供適當的反饋信息.尤其要重視問題設計，要通過問題來引導、促進學生的思維進程.

例如，“探究運動和力的關系”教學片段.教學環節1：演示實驗，初步形成認識.首先，教師向學生介紹實驗裝置，并說明實驗條件，引導學生思考問題：每次實驗小車都要從相同高度下滑，為什么？實驗中，使用了三種不同的材料，目的是什么？實驗中是否要用同一輛小車？然后，教師演示實驗，要求學生觀察，并在課本表中填寫觀測數據，回答問題：三次實驗，小車都靜止，為什么？三次實驗，小車運動的距離不同，這說明什么問題？小車運動的遠近與它受到的阻力有什么關系？假若小車運動時受到的阻力進一步減少，小車的運動距離將會變長還是變短？根據上面的實驗進行推理，若沒有阻力，小車將會怎樣運動？在師生交流中初步形成結論：牛頓第一定律.教學環節2：要點辨析，深入理解物理規律.教師對慣性定律進一步分析理解.條件：不受外力作用或外力合力為零；運動規律：總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態……這個案例設計思想主要采取的是問題引導，使課堂呈現為“面對實驗情境，教師提問，學生討論思考”的形式.教師給出的問題，清晰而有條理，層層遞進，為學生搭建了問題型腳手架；教師沒有過多的提示，為學生的獨立思考和交流留下了空間；在討論過程中，教師為學生留出充足的時間，讓學生充分展示和完善自己的思考.這樣，不僅可以使學生理解物理知識，而且提高了學生的觀察能力和思維能力.

三、重視元認知教學，提高學生的

思維能力

教師要鼓勵學生對自己的思維活動進行考查和調控，知道自己是如何思考的（元認知）.一方面，學生可以有意識地解釋自己的思維過程.維果斯基認為，語言是學習的中介，建議將思維說出來，這樣可有效促進認知的發展.另一方面，學生可以反思自己的思維過程，形成對自身思維過程的認知（元認知），提高思維水平.

例如，“大氣壓強的存在”教學片段.教師引導，讓學生猜想是否存在大氣壓強.教師演示“瓶吞雞蛋”實驗，讓學生觀察、記錄實驗現象.提出問題：實驗現象是什么？你認為產生這種現象的原因是什么？學生分析、解釋.教師提出問題讓學生反思：你認為自己的解釋合理嗎？如果不合理，不合理的地方或困惑之處是什么？學生討論產生實驗現象的原因，教師總結.遷移應用新知：覆杯實驗、皮碗實驗、馬德堡板球實驗.讓學生運用所學知識解釋這些現象，并總結這些現象的關鍵相似點；讓學生應用所學知識，列舉并解釋生活中一些應用大氣壓強原理的實例.在這個案例中，圍繞教學目標設計了“瓶吞雞蛋”演示實驗，要求學生觀察、分析、討論、反思.基于這一任務設置了一系列問題，形成了學生工作單，用于引導和規范學生的思維活動，充分挖掘和展現了學生的思考過程，讓學生掌握知識，發展思維能力.同時，有利于教師收集資料來了解、評價學生的思維能力水平.

總之，物理思維能力的培養是物理教育的一項有效措施.教師在優化學生的創新環境、培養學生的物理思維能力、提升學生的科學精神等方面是大有作為的.我們堅信，只要經過長期不懈的努力，一定能培養出具有創造性思維能力的創新型人才.