初中科學(xué)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生思維深刻性的策略

劉子陽(yáng)

提要：發(fā)展思維的深刻性，可以提高抽象概括能力，有助于抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律。本研究在初中科學(xué)教學(xué)的不同課型中進(jìn)行嘗試，通過(guò)概念課中揭示科學(xué)本質(zhì)、規(guī)律課中拓展釋疑、實(shí)驗(yàn)課中深化知識(shí)點(diǎn)、習(xí)題課中拓展深化等方式發(fā)展學(xué)生的思維深刻性。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué);深刻性;思維品質(zhì)

“深刻性是指思維活動(dòng)的抽象程度和邏輯水平，以及思維活動(dòng)的廣度、深度和難度”。深刻性是思維的五大品質(zhì)之一，發(fā)展思維的深刻性，有助于在智力活動(dòng)中更深入的思考，可以提高抽象概括能力，更易抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律，進(jìn)而預(yù)見(jiàn)事物發(fā)展的進(jìn)程。本研究在概念課中揭示科學(xué)本質(zhì)、規(guī)律課中拓展釋疑、實(shí)驗(yàn)課中深化知識(shí)點(diǎn)、習(xí)題課中拓展深化試題等方式發(fā)展學(xué)生的思維深刻性。

一、初中科學(xué)概念課中揭示科學(xué)本質(zhì)，發(fā)展學(xué)生思維深刻性

力臂是學(xué)習(xí)杠桿知識(shí)時(shí)接觸的一個(gè)概念，如果直接對(duì)力臂下定義，學(xué)生不知道為什么要建立力臂的概念。教學(xué)時(shí)用如圖甲所示杠桿，在杠桿后面襯一張硬紙板，硬紙板上畫(huà)一組等距的同心圓，圓心恰好在杠桿的支點(diǎn)。在杠桿左邊與支

架之間連接一條橡皮筋，杠桿右端將翹起，用彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)著杠桿右邊某點(diǎn)A豎直向下拉，使杠桿水平平衡（如圖甲），再將彈簧測(cè)力計(jì)往右移一格到B點(diǎn)（如圖乙），彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小，再斜拉到如圖丙彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)又與甲圖時(shí)相同。老師問(wèn)：甲、丙兩種情形，從表面上看力的作用點(diǎn)和方向各不相同，但結(jié)果相同，說(shuō)明必然有相同的因素，那么是什么因素呢？如果學(xué)生有困難可以讓學(xué)生作拉力的作用線，發(fā)現(xiàn)他們都與第三個(gè)圓相切（如圖丁）。這個(gè)結(jié)論是否正確？引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)（如戊圖）。接著老師讓同學(xué)們討論能否用一個(gè)量來(lái)反應(yīng)這個(gè)共同因素？經(jīng)過(guò)討論學(xué)生得出可以用“支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離”來(lái)表示。

為了使結(jié)論具有普遍性，能為后面學(xué)習(xí)杠桿平衡條件打基礎(chǔ)，老師又問(wèn)道：上述結(jié)論是否具有普遍性呢？ 學(xué)生通過(guò)觀察與分析發(fā)現(xiàn)A、B、C三點(diǎn)都在支點(diǎn)的同一側(cè)，也就是它們與阻力作用點(diǎn)都在支點(diǎn)的異側(cè)，教師繼續(xù)追問(wèn)道：那么動(dòng)力作用點(diǎn)與阻力作用點(diǎn)在支點(diǎn)同一側(cè)的是否成立呢？學(xué)生又在杠桿是D點(diǎn)試著拉測(cè)力計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)也能平衡，而且F與F相等時(shí)，F(xiàn)還是與第三個(gè)圓相切（如圖己）。隨后，又有學(xué)生問(wèn)：剛才的實(shí)驗(yàn)中杠桿都是直的，如果杠桿不是直的是否也成立呢？通過(guò)討論后提出把杠桿跟圓的硬紙板組合在一起就變成了非直棒形杠桿，進(jìn)一步做了不在同一直線上的點(diǎn)E，發(fā)現(xiàn)當(dāng)F與F相等時(shí)，F(xiàn)還是與第三個(gè)圓相切（如圖庚）。最后總結(jié)得出，阻力、阻力臂一定時(shí)，拉力的大小與“支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離”有關(guān)，這個(gè)距離我們叫做力臂。

杠桿力臂教學(xué)中體現(xiàn)了概念的建構(gòu)過(guò)程，學(xué)生理解力臂概念的本質(zhì)，滿足了學(xué)生求知的需求，也發(fā)展了學(xué)生思維的深刻性。

二、初中科學(xué)規(guī)律課中拓展釋疑，發(fā)展學(xué)生思維的深刻性

學(xué)習(xí)酸與金屬反應(yīng)時(shí)，教材中安排了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：①取少量鎂條、鋅粒、銅片分別放入盛有稀鹽酸的3支試管中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;②取少量鎂條、鋅粒、銅片分別放入盛有稀硫酸的3支試管中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生能較順利的總結(jié)出酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律：酸+金屬→鹽+氫氣，金屬活動(dòng)性順序排在氫前。? 老師又演示了Zn與濃HSO、Zn與稀HNO反應(yīng)，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到酸與金屬反應(yīng)是有條件的，不僅金屬活動(dòng)性要排在氫前，酸是指濃稀鹽酸和稀硫酸，濃硫酸和硝酸有強(qiáng)氧化性反應(yīng)得不到氫氣。這樣學(xué)生對(duì)酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律有更深刻的認(rèn)識(shí)。

又如：學(xué)習(xí)了電動(dòng)機(jī)后，學(xué)生對(duì)焦耳定律、電功、電功率、歐姆定律公式，哪些適用，哪些不適用往往容易混淆，教師可以列表比較（如下表）：

所謂純電阻電路就是將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，遇到非純電阻電路（即電能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，如電動(dòng)機(jī)），學(xué)生往往又會(huì)根據(jù)歐姆定律求出一些值后再代入普適公式中計(jì)算，以為這樣算出來(lái)的答案就正確了。那么，這種計(jì)算方法為什么不行呢？根本的原因是在非純電阻電路中歐姆定律是不適用的，所以根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)或者計(jì)算得出的結(jié)果也就錯(cuò)了。也就是說(shuō)，只有讓學(xué)生知道歐姆定律只適用于純電阻電路，那么學(xué)生才會(huì)真正理解在非純電阻電路（如電動(dòng)機(jī)電路）中，由歐姆定律推導(dǎo)或者計(jì)算出了的結(jié)果也就不對(duì)了。

根據(jù)學(xué)情，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適度拓展和釋疑，有助于激發(fā)學(xué)有余力學(xué)生的興趣和積極性，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握科學(xué)規(guī)律，發(fā)展學(xué)生思維的深刻性。

三、初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)課中深化知識(shí)點(diǎn)，發(fā)展學(xué)生思維的深刻性

“影響酶催化作用的因素”實(shí)驗(yàn)中，探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，在教材0℃、37℃和70℃三次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了100℃沸水。當(dāng)觀察到0℃和70℃兩支試管中的溶液變藍(lán)，而37℃和100℃兩支試管中的溶液不變藍(lán)，有學(xué)生提出“100℃試管中的淀粉為什么不變藍(lán)？”，也有同學(xué)說(shuō)“難道是淀粉酶在沸水中也能把淀粉分解掉？”，在充分肯定學(xué)生善于思考和關(guān)注細(xì)節(jié)后，組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論制定實(shí)驗(yàn)方案，班級(jí)交流后確定探究方案：將兩份加定粉酶的淀粉溶液置于沸水浴中10分鐘，取出后一份立即滴加碘液，另一份冷卻到常溫后滴加碘液，觀察試管中溶液顏色的變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：立即滴加碘液的試管中的溶液不變藍(lán)，冷卻到室溫再滴加碘液的試管中的溶液卻變藍(lán)了。最后學(xué)生分析得出：高溫并沒(méi)有讓淀粉變性，高溫影響了碘液與淀粉發(fā)生變藍(lán)的反應(yīng)，同時(shí)說(shuō)明高溫會(huì)讓淀粉酶失去活性。之后又有學(xué)生提出“那么低溫會(huì)不會(huì)讓淀粉酶失去活性呢”？

運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段，不僅增進(jìn)學(xué)生對(duì)溫度影響的酶催化活性的理解，而且增進(jìn)了思維的深度，發(fā)展了學(xué)生思維的深刻性。

四、初中科學(xué)習(xí)題課中拓展深化，發(fā)展學(xué)生思維的深刻性

如圖電源電壓12V，R=10Ω，R最大值20Ω，變阻器滑片從最左端活動(dòng)到最右端時(shí)，R功率是如何變化的？

P=[U/（R+R）]×R=U/（R/R+2R+R），因U、R均為定值，要求P的極值，只要求出R/R+R的極值即可，而R/R+R≥2√ˉR/R╳√ˉR=2R，所以P≤U/4R，且R=R時(shí)=U/4R最大。故變阻器滑片從最左端活動(dòng)到最右端時(shí)，R功率是先變大后變小的。做完上述試題后，繼續(xù)追問(wèn)如果R≤R那情況又是怎樣的？此時(shí)，R不可能大于R，所以變阻器滑片從最左端活動(dòng)到最右端時(shí)，R功率是一直變大的。

通過(guò)試題拓展，使問(wèn)題更趨深化，既激發(fā)了學(xué)生的興趣，又發(fā)展了學(xué)生思維的深刻性。

深刻性是其它思維品質(zhì)的基礎(chǔ)，發(fā)展學(xué)生思維的深刻性是科學(xué)教師不懈的追求，相信還有許多方法和策略等待我們進(jìn)一步去探索和總結(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱智賢，林崇德.思維發(fā)展心理學(xué)[M].北京師范大學(xué)出版社.2002.10：16

[2]沈偉云.初中科學(xué)思維教學(xué)[M].浙江科學(xué)技術(shù)出版社.2018.3：83-87