例談在科學教學中如何架設思維的連接線

摘 要：在實施新課程和新教材的過程中，科學教師要注意培養學生科學的思維。從五個方面分析了在初中階段的科學教學中，如何在學生的思維空間站之間架設思維的連接線。

關鍵詞：相近；相關；相反；交叉；綜合；有序化

作為一名科學教師，在實施新課程和新教材的過程中，培養學生科學的思維是我們的天職。雖然目前初中生思維能力遠不及成年人甚至是高中生，面對大量的信息，不會篩選、整理、剖析，抓不住有用的信息，把握不住問題的實質，這樣就出現了一知半解、隨意湊合、應付了事的情況。可見，在初中階段的科學教學中，如何在學生的思維空間站之間架設思維的連接線是當務之急。

一、相近知識有序化

剛從小學升上來的七年級學生活潑好動，學科學的熱情高漲，但是他們猶如剛出生的羔羊，往往缺乏整理剛學過的一些科學知識的意識，更不用說能做到有序地整理相近的知識。而浙教版七年級上冊的科學教材恰到好處地為師生提供了這樣的平臺。

案例一：七年級學生在學習到《日食和月食》這一節時，他們對這兩個很相似的天文現象感到很神秘，尤其是日食現象，發生幾率很少。巧的是2009年7月22日8時，千載難逢的日全食光臨我國長江流域，在我們的省城杭州西湖就是一個很好的日全食觀測點。許多學生在那年暑假與父母一起感受了日全食的整個過程，在我們上這節課時還記憶猶新。可是對月食現象的觀測，學生很是陌生，也許是月食不如日食那么引人注目吧。于是作為教師，在課堂上只有借用一段視頻來填補學生這部分內容的背景空白。

在這節課的最后，讓學生以小組討論的形式從比一比日食與月食現象中日地月的位置、發生時間（農歷）、類型、虧損先于哪邊等方面的差異，使學生能讓這兩個相近的知識有序地呈現出來。這樣既加強了知識之間的聯系，又鍛煉了他們的思維能力。最后以表格的形式來體現這節課的學習目標達成。

此外，七年級上冊第2章的許多相近的生物概念如“細菌與真菌”“植物細胞與動物細胞”，以及第4章的“溶解與熔化”“蒸發與沸騰”等一些學生易混淆的相近知識，教師在課堂教學中引領學生仔細辨析，讓知識有序化成為七年級學生學習能力初步達成的標志。

二、相關知識網絡化

對于大多數七年級學生來說，第一步的能力要求不會是他們學科學的最大障礙，因為這些知識大多是簡單而靜態的，而對于反映事物變化的名稱或變化過程本身，由于相關知識之間動態而復雜的關系讓他們無所適從。

案例二：七年級上冊第4章的1至3節，要學習物態變化的三對互逆過程“熔化與凝固”“汽化與液化”“升華與凝華”，若教師將原理體現于網絡中，如把物態變化中能量和狀態變化的關系，可以將物態變化形象地看成是上下樓梯，氣態最輕，高高在上，固體最重，沉到底部，若要上樓補充能量，能量不足跌下樓來。這樣有趣的上下樓活動，讓能量和狀態變化的規律不言自明，使學生的思維更加流暢。

三、相反知識深度化

在七年級下冊“慣性”一課的教學中，大部分學生能熟練地按照教師所說的原理和步驟去解釋一些慣性現象。可是遇到下面一題，大家還是都傻了眼。

案例三：在進行“瓶中氣泡的運動”的實驗時，學生把一瓶裝滿水的可樂瓶橫放在桌面上，發現在頂端有一個大氣泡，然后突然向前推動瓶子，發現氣泡向前運動，按照慣性原理，里面的氣泡應該保持原來的運動狀態，在學生的設想中氣泡是要向后運動的，后來經過討論分析，在瓶向前運動時，應該以質量較大的水為研究對象，原來瓶中的水有慣性，仍然要保持原來的狀態，水相對瓶子有落后的趨勢，所以這時氣泡會向前運動。

逆向思維法是相對于習慣思維而言的，也就是從相反的方向來考慮問題的思維方法，它常常與事物常理相悖，但卻達到了出其不意的效果。因此，在創造性思維中，逆向思維是最活躍的部分。上題學生之所以把注意點集中在氣體上，原因有二：（1）對瓶中的物質分析不全，無視水的存在；（2）對慣性大小的把握不夠，顯然水的密度與體積均大于氣體，也即水的質量大于氣體的質量，所以表現出“液體的慣性”，而氣體在此題中僅屬配角而已。

四、綜合知識輻射化

到了九年級科學總復習階段，學生已經學過了初中科學的全部內容，在一些習題教學中訓練學生從多個角度考慮問題已成為必修之功，因為這是一個人心智成熟的標志。

案例四：在講到“檢驗鹽酸根和硫酸根”一課時，最后留給學生一個問題：“如何鑒別純凈水和鹽水？”學生可以從化學角度回答（如用AgNO3溶液檢驗等），也可以從物理、生物等角度回答（如嘗一嘗；蒸發結晶；比較導電性；比較密度；兩個蘿卜各挖一個大小相同的孔，分別加入等量的兩種待測液體，過一段時間，比較孔內液體的多少等等），想到方法越多的學生就越能體會到學習的樂趣。

案例五：在排除電路故障的教學時，出示兩個燈泡串聯的電路，當開關閉合時，發現兩燈均不亮，安培表示數為零。要求學生根據已有知識判斷：電路的故障在哪兒？怎樣排除故障？問題的存在恰恰是推開真理大門的前奏。于是組織學生分組開展討論，由學生自己分析和處理信息。在分析燈的好壞時，不再局限于常規的知識，學生不僅提出可用伏特表來檢測燈的好壞，甚至提出別的方法來檢測。我對學生的每一種假設，都給予口頭鼓勵，對優秀的有獨創性的學生給予激勵的掌聲。這極大地鼓舞了學生的學習熱情，給了學生充分的自信。可見，小組合作必須是調動思維參與的真正意義的合作，不能流于形式。

五、復雜問題精簡化

“統攝思維”是一種用于駕馭各種信息、吸收并凝聚各種信息的思維方法。它能起到統帥全局的作用，也是人類的思維努力達到的最高境界。

案例六：在某二價金屬R的氧化物中，該金屬的質量分數為60%，則該氧化物的式量是多少？

學生一般按常規的解法：設金屬元素R的相對原子質量為x，據題意得：x（x-16）×100%=60%，100x=6x-960，x=24，則RO式量為24+16=40，答（略）。如果運用下面方法求解，會更加簡便。據題意分析：RO中含R%=60%，則含O%=100%-60%=40%，R的式量=16÷40%=40，答（略）。運用逆向思維解題，使題目簡單易解。

總之，已設立的各思維中間站之間需要架設思維連接線加以聯系，使各思維中間站能順序地、有效地協調運行。這種聯系方法既有點與點之間的串聯，線與線之間的交織，又有面與面之間的網絡化。圍繞重點知識尋同類、舉實例、找反例、思錯例，將每一個思維中間站都納入有效的思維控制范圍內，形成有序的思維網絡，使各知識點成為互相聯系的整體，從而達到提高思維效率之目的。

（作者單位 浙江省江山市城北中學）