如何培養學生的科學思維能力

萬蓉

【內容摘要】作者在多年的農村初中物理教學實踐中，提煉出培養學生科學思維能力的幾種方法：樹立典型思維榜樣、為主動思維創設條件、訓練拓展多維思維、反思矯正錯誤思維。

【關鍵詞】樹立典型 創設條件 多維思維 反思矯正

目前在初中物理教學中的較為突出的矛盾，就是大搞題海戰術，學生和老師都“疲于奔命”，學生做的多，錯的也多，老師就得拼命的講學生的錯題，而學生沒有掌握解題的科學思維，下次再遇到相似的題型甚至原題，還是按照舊的、錯的思路去解題，老師就又得再講一遍，周而復始。學生的成績不但沒有提高，反而會在“屢戰屢敗”中喪失信心，甚至厭學；老師們也在不斷地抱怨學生教不會，學生真懶惰。怎樣把老師和學生從“苦海”中解放出來，同時又能提高教學成績？

答案就是，培養學生的科學思維能力。“授人與魚不如授之以漁”。科學的思維能力不是一朝一夕就能培養出來的，怎樣潛移默化的培養學生科學思維能力？

一、樹立典型思維榜樣

在教學過程中，通過教師展示經典的思維過程，給學生以榜樣示范，可以使學生的思維較早地納入科學的軌道。

1.展示概念、規律的建立過程，培養學生的科學思維

展示物理概念、規律的建立過程，不僅有助于加深對這些規律的理解，也有利于具體體會科學研究的方法，了解物理學家的研究思想，從他們的成功和失敗中獲得啟示和教訓，從而有效地培養學生的物理思維能力。

例如，得出“聲音不能在真空中傳播”這一結論，就經歷了這樣的思維過程：實驗中因很難做到使玻璃鐘罩內成為絕對的真空，所以不可直接由實驗事實歸納得出這一結論，必須設法使這個鐘罩里的空氣逐漸減少，在鐘罩外聽聲音的變化，然后根據鐘罩內氣體越少，傳播到鐘罩外的聲音就越弱這一實驗結果，經歷科學的思維，推想出“如果鐘罩內一點空氣都沒有，聲音將無法傳播出來”這一結論。這種“實驗+推理”的研究方法又被稱為“理想實驗法”，在得出“牛頓第一定律”中“運動的物體在不受外力作用時作勻速直線運動”這一結論時，再次用到了這種科學思維方法。掌握了這種思維方法，有助于學生解決一些開放性探究題或極值問題。

2.講解例題展示物理問題的解決過程，培養學生的思維

學習物理學的重要目的，就在于應用物理原理解決實際問題、進行科學發現，因此在物理教學中，應充分展示這樣的典型思維過程，給學生以示范，再通過練習，讓這種思維變成學生自己的思維。如果在課堂教學中長期注重這種思維的培養，學生的研究、處理物理問題的能力肯定會提高。

例1：如圖所示，電源電壓不變，將滑片P向右移動，電壓表的示數如何變化？

對于此題，教師在教學中應當邊引導邊分析，邊推理邊板書。判斷電壓表示數U變如何變化有兩個思路：

一是據U變=I×R變，看I和R變，因R變增大，I減小，故無法判斷U變。

二是據U變=U源-UR（R兩段電壓），看U源和UR，U源不變，只要看UR，因R變增大，I減小，據UR=I×R 得UR減小，故U變增大。

這一過程展示了教師解題的全部思維過程，既有思路的暢通，又有思路的阻塞，寓正確解題于思維必然之中，合乎情理。例題教學中，教師要盡可能展示解題思路，切不可將其簡化成教師解題的口頭或書面的表述表演，讓學生在看過解題表述后，驚訝于老師思路的獨特和高深莫測，或留下“老師怎么會想到這樣解”的疑惑。

二、為主動思維創設條件

1.要給學生充分的思考時間

教師為了追求所謂的課堂高效率，整節課容量大、節奏快。學生在教師的指引下腦子不停地轉動，一會兒自學，一會兒討論，一會兒演算，可謂熱鬧非凡。但表面的熱鬧下犧牲的卻是學生安靜、獨立地思考。所以，經常會出現這樣的現象：學生一學就會，一做就錯；上課聽得懂，下課不會做；學生題目做了不少，解題能力并沒有得到提高。久之，學生養成了急躁、急功近利的學習習慣，失去了主動思維的良好習慣。

“磨刀不誤砍柴工”。教師應該給學生提供充分的思考時間，引導學生主動獨立的思考。

2.啟發要與學生的思維同步

學生在思考過程中遇到問題時，教師可作適當的啟發引導。教師的啟發要遵循學生思維的規律，因勢利導，循序漸進，不要強制學生一定按照教師的方法和途徑去思考問題。有經驗的教師在備課時，認真揣摩學生的心理，站在學生思維和認知角度去估計學生可能發生的各種情況，先將不正確的思路排除，再將學生引入正途。

三、訓練拓展多維思維

促進學生思維發展，取決于教師的主導作用，只有教師有意識地對學生進行指導和訓練，才能使學生逐步提高思維能力。

1.一題多解培養學生思維的廣度

通過不同的解法，可以讓學生從不同角度思考問題，拓展解題思路。長期訓練可以讓學生把不同章節的知識融會貫通，靈活運用。

在例1的基礎上可以讓學生嘗試去做下面這道題，并通過兩種解法拓展學生的思維。

例2：如上圖所示，滑片在某兩點之間移動時，電流表的變化范圍（0.15～0.4A），電壓表的變化范圍（6～9V），求：1.R1；2.電源電壓。

方法一：利用例1分析的結果，I減小，U變增大，出電源電壓相等的方程9+0.15R1=6+0.4R1，求解出R1。

方法二：∵電阻R1與滑動變阻器R串聯，∴U=U1+U滑，∵電源的電壓不變，∴△U1=△U滑，∵U=IR，∴△U滑 =△U1=△IR1，即R1=△U滑/△I。

2.一題多問培養學生思維的深度

通過幾個遞進關系的問題可以讓學生深度思考問題，使思維有一定的連續性。

如在例2的基礎上還可以進一步追問：當滑動變阻器的滑片在這兩點間移動時，滑動變阻器消耗的最大電功率是多少？

在教學過程中思維方法的強化訓練，還可以經常問學生，“你還有其他解法嗎？”“你的想法與別人有什么不同？”“你的方法好在哪里？”這樣的提問，有助于誘發學生反思和優化自己的思考過程。引導學生對照別人的解題方法進行反思，使學生既多學到了一些解法，又對創新思維作了檢查、批判，錘煉了思維。

四、反思矯正錯誤思維

大膽放手讓學生去做，暴露他們感知理解新知的矛盾和差異，深入挖掘，找出思維上的漏洞，讓學生從根本上進行反思和糾正錯誤。

當代科學家波普爾說：“錯誤中往往孕育著比正確更豐富的發現和創造因素。”因此，反思錯誤，弄清哪些地方易犯錯誤，回憶自己解決問題的結果和過程，找出錯誤的根源，分析出錯原因，提出改進措施，明確正確的解題思路和方法，這是培養學生批判性思維的重要途徑。給學生一個研究爭論的空間，讓學生在爭中分析、爭中反駁、爭中明理、爭中內化知識和獲得正確的方法。這樣，讓學生對自己的錯誤進行自我反思，看到廬山之真面目，找出病因，并及時給自己注射一針“疫苗”。那么這種錯誤資源不是更有價值了嗎？從某種意義上說，學生的思維品質可以在嘗試錯誤后的反思過程中得到優化。

總之，在教學過程中，要特別重視科學的思考過程。要教學生知識，更要教他們方法，而許多方法都是在這些過程中隱藏著，只有充分展示這些過程，才能有效地培養學生的物理思維能力。學生科學思維的形成，正如人體消化食物一樣，是別人無法替代的。物理中的很多思想方法，技能技巧，如果缺少了學生自己的反思、體驗和感悟，就不可能真正變成學生自己的。因此只有在不斷的學習、訓練、反思中，才能潛移默化的提高學生的科學思維能力。

（作者單位：江蘇省張家港市新塍初中）