以思維為核心，培養學生科學素養

費志明　趙海軍

摘要：思維是人腦對客觀事物的一般特性和規律的一種間接的、概括的反映過程。初中科學課程是以提高學生科學素養為宗旨的課程。培養學生的思維能力，是初中科學教學的主要任務之一，是實施素質教育開發學生智能，提高學生科學素養的重要措施。本文就實際教學過程中通過創設情境、問題引導、實驗設計、挖掘習題等方面對誘發、激發、發展、拓展學生的思維能力的具體實踐實例進行了分析。

關鍵詞：初中科學；思維能力；實踐研究

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）01-0063

恩格斯曾經說過：“思維是地球上最美的花朵，一個民族要想站在科學的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維?！?/p>

科學教育的本質和目的就是傳承人類的智慧，包括人類積累下來的對自然和人類社會的認識，以及今后發展的認識。古人主張“授人以魚，不如授人以漁”。這里的“漁”，實質上是指教給受教育者獲取知識的思維方法，這才是教育之本。就如魯迅先生說過的：“從噴泉里出來的都是水，從血管里出來的都是血?！币肱囵B學生的科學思維能力，教師就必須具備科學教學觀。本文結合筆者的教學實際，淺析學生在科學學習過程中學生思維能力培養的實踐與思考，旨在培養學生的科學素養。

一、創設情境誘發學生的思維

建構主義教學觀認為，教學不是將知識以成品的方式交給學生的過程，而是學生通過自己與外部環境之間的交互活動獲得知識的過程，在科學課程的教學中，我們要精心設計，創設情景，經常在好像沒有問題的地方提出問題，激發學生的求知欲，使他們急切地想“探個究竟”，自覺不自覺地啟動自己的思維，引導學生跨越，讓學生親歷知識建構的過程，誘發學生的思維。

例如：《物質的構成》一節課中，有關分子之間是有空隙的內容教學時，我們可以通過如下的設計，讓學生參與到知識的建構過程中。

教師：數學中1+1=？

學生：2

教師：那么在科學中有沒有可能1+1≠2呢？

（強調在科學中，此時學生一片茫然）

教師出示裝有黃豆和芝麻的兩個量筒，讓一個學生讀出體積：分別為74ml和30ml，

教師：如果把兩者倒入同一個量筒，你們猜測下總體積會是多少？

教師：那么有沒有同學愿意來和老師一起完成一個實驗呢？（找一個學生上臺）

教師：你將芝麻倒入裝有黃豆的量筒，并且搖晃幾下（如果用力搖晃，一定要捂住量筒上端，避免外泄），再讓學生讀出讀數85ml

學生：混合后的體積小于兩者的體積相加

教師：為什么混合后體積變小了呢？

學生：黃豆顆粒之間有空隙

教師：那么分子之間有空隙嗎？你能利用所給的器材設計實驗進行驗證嗎？

……

在整個教學過程中，教師根據學生既有青年探究學習的能力，又不失兒童好動的天性的特點，利用簡單的數學問題創設情境，學生的思維會更容易被調動，適當的時候給予啟發，把學生好奇的目光聚焦到科學的探究上，不僅為達成教學目標奠定了基礎，也讓學生通過實驗活動證明了科學中的1+1不一定等于2，誘發了學生的思維能力，從而學會思維的方法。

二、問題引導激發學生的思維

思維總是伴著問題而產生的。要激發學生的思維，就要給學生提供機會，當我們面對一個問題時，先是檢索自己已有的知識，看能否對問題做出解釋，此時若無法做出解釋，說明起初的設想思維受阻需要立刻轉換思維方式，就會誘發激發學生換種思維去思考如何解決問題。

知識是思維的基礎，我們強調思維的同時，不能降低學生對基礎知識和基本技能掌握的要求。著名物理學家勞厄說過：“重要的不是獲取知識，而是發展思維能力?！笨茖W學習的最終目標是要教會學生運用科學原理解決問題的能力。要注重培養學生勇于求索和大膽質疑問難的精神。

例如：在八下第四章《滑動變阻器的使用》教學時，教師展示一個可以調節亮度的臺燈，并調節亮暗，教師接著提問：“在燈亮暗變化的過程中，電源電壓變了嗎？燈泡改變了嗎？”學生回答“都沒有變”。

教師接著追問：“那為什么燈泡的亮暗發生了變化？”

生：這是因為電路中的電流大小被改變了

教師：電路中的電流是怎么改變的？

學生：電路中的電阻改變了

教師：很好，那么電路中的電阻是如何改變的？你能不能設計出改變電燈亮度的電路？

（因為才學過影響電阻大小的因素，學生馬上就會做出回答）

學生1：改變接入電路的電阻絲的長度（圖甲）

學生2：改變接入電路的電阻絲的圈數（將電阻絲纏繞在鉛筆上）（圖乙）

教師：你們覺得這兩種方案有什么共同點？

學生：都是改變了電阻絲接入電路的有效長度

教師出示滑動變阻器的實物圖，接著提問：“這個滑動變阻器如何接入電路呢？”

教師：變阻器上有幾個接線柱？實際應用中該如何接線呢？

①“能否直接接ab或者cd兩個接線柱？”

②“如果要使滑片右移時接入電路的電阻增大，你可以如何接線？”

③“如果要使滑片左移時接入電路的電阻減小，你可以如何接線？”

④“你能總結出滑動變阻器接線的規律了嗎”

⑤你能利用所給的器材改變小燈泡的亮度嗎？

（器材：小燈泡、導線、電源、開關、滑動變阻器）

……

整個教學不僅以問題為起點，而且問題層層推進，使整個環節收尾相接，環環相扣，思維步步深入，思維品質步步提高，在不斷提出問題和解決問題的過程中，讓學生多角度多層的質疑，加深了學生對知識的理解，同時開發和培養了學生的科學思維能力。

三、設計實驗發展學生的思維

科學是一門以實驗為基礎的學科，只有通過實驗，才能科學地了解世界、認知世界、改造世界。實驗教學是物理教學的重要環節，其核心就是培養和激發學生的積極思維。尤其是遇到問題時，如何利用科學方法設計實驗方案，進行問題的解決。教師要鼓勵學生仁者見仁，智者見智，不要輕易否定學生的觀點，打擊他們思考探求的積極性。

例如：《大氣壓》教學后，讓學生設計實驗，如何粗略估算大氣壓的值教學。

方案一：

1. 把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一個橡皮帽封住注射器的小孔；2. 如圖3所示，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在墻上的彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒。當注射器中的活塞剛開始移動時，記下彈簧測力計的示數F；

3. 觀察并記錄注射器筒上所標明的容積V，用刻度尺測出注射器的全部刻度長度L。

4. 根據以上實驗方案，用測得和記錄的物理量計算大氣壓強

方案二：

A. 記錄彈簧測力計的示數為F，這就是大氣對吸盤的壓力。

B. 將蘸水的塑料掛衣鉤的吸盤放在光滑玻璃板上，用力擠壓吸盤。

C. 用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢向上拉，直到吸盤脫離玻璃板面。

D. 量出吸盤與玻璃板接觸面的直徑：計算出吸盤與玻璃板的接觸面積為S。

E. 根據p=F/S，計算出大氣壓的大小p。

實驗教學不僅讓學生掌握知識，還要讓他們知道如何思維，雖然每位學生的思維角度不同，但他們在交流中互相得到啟發，還能學習科學研究的方法，培養學生的科學思維。這樣就讓學生有了獨立思考問題與合作交流的機會，提高和發展了學生的思維，讓學生利用已有的知識創造性地解決問題，同時培養了學生思維的廣闊性。

四、挖掘習題拓展學生的思維

科學教學不僅是教給學生已有的知識，而且要通過科學課程學習培養、發展和訓練學生的思維，在今后面臨新的問題時能找到解決問題的新思維和新方案。在平時教學過程中發現很多學生“上課聽得懂，但是一做題又不懂”，究其原因其實就是思維缺乏靈活性。因此，在平時的教學過程中，教師要有目的地根據一道題巧做加工，讓學生在完成的過程中，提出自己新的問題或者思考，自己設計題目，讓其他同學進行分析，進而來增強思維發散和知識交叉，拓展學生思維的廣闊性和靈活性。

例如：如圖所示，小球放在光滑的墻角。已知地面水平，墻面豎直，球與墻面相互接觸，則下列關于小球受力情況的示意圖正確的是（ ）

好多學生在分析過程中誤把墻面考慮進來，導致選錯答案。因此，教師在分析講評中要多問幾個為什么，通過引導鍛煉學生的思維具體如下：

師：小球處在什么狀態？

生：靜止狀態。

師：在什么情況下小球才能處于靜止狀態呢？

生：不受任何外力或而立平衡的條件下。

師：該小球肯定是受力的，那么請大家分析以下小球的受力情況，找出平衡力并思考一下，那個答案符合題意。

好多學生找到小球受到了支持力、重力和墻面的對它的壓力，也只知道了重力和支持力是一對平衡力，但怎么也找不到壓力的平衡力。

……

整個過程不僅讓學生對所學的知識進行了整理、應用，同時對學生的思維能力有效拓展，提高了學生在今后生活中面對新問題時，引起學生思考的波瀾，能有效的進行思維轉化，即把所需要解決的問題轉化為已經解決的問題。

當然，培養思維的方法還有很多，比如類比思維、抽象思維、聯想思維、邏輯思維、逆向思維、創造性思維等，甚至是綜合性思維，都需要我們在平時的教學中結合相應的知識內容，發揮教師的主導作用，不斷慢慢培養學生的思維能力。

總之，要培養學生良好的思維習慣，要求教師把知識作為過程而不是結果教給學生，為學生的思維發展創造良好的思維環境。思維能力不可能憑空培養，必須以知識學習為載體，我們要在新一輪課程改革的過程中不斷加強學生思維能力的培養。正如愛因斯坦所說“學習知識要思考、思考、再思考，我就是靠這個學習方法成為科學家的。”我們要通過知識的教學幫助學生在自主探究和合作交流的過程中注重發展學生的思維，培養學生的科學素養，促進科學知識的學習，提高課堂效率。

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[5] 教育部.義務教育科學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

（作者單位：浙江省海寧市教研室 314400；浙江省海寧二中 314400）