初中科學教學中培養學生思維能力的實踐與思考

孫玉珍

摘 要：思維是智力的核心，是學習的靈魂。通過對初中科學學習中思維現狀的分析，提出在科學教學中培養思維能力的策略，引導學生積極思維，提升學生的思維品質。

關鍵詞：初中科學；思維能力；培養策略；效果及思考

一、什么是科學思維

思維是人腦對客觀事物的一般特性和規律性的一種概括的、間接的反映，是一種積極的、有目的的認知活動。思維是人類的理性認知活動，它推動著人類社會的發展，同時它也推動著人類自身的智能發展。

二、初中生科學學習中思維能力的重要性及現狀分析

初中生的思維發展特點，是可以將形式和內容分開，可以離開事物來進行邏輯推理，是逐漸由具體形象思維發展到抽象邏輯思維的過程，所以初中階段是思維發展的重要階段。

初中生思維能力的現狀是：優秀學生觀察問題后馬上能找到解決問題的方法；中等學生要通過暗示、啟發后才能找到解決問題的方法；學困生即使受到暗示、啟發，也不能找到解決問題的方法。

科學學習過程充滿著思維過程，在教學過程中，教師應當依據教學內容和學生現有的知識水平，引導學生積極思維，培養學生分析、概括和解決問題的能力，提升學生的思維品質。

三、在科學教學中培養學生思維能力的策略

1.通過夯實基礎，形成知識網絡，培育思維的肥沃土壤

問題的解決依賴于先前知識和經驗的儲備。知識儲備容量的大小明顯地影響著學生解決問題的速度和質量。我們知道，優秀學生的知識儲備容量顯著地多于學困生，所以教師在教學過程中應重視基礎知識的教學，幫助學生抓住知識的本質聯系，以基本概念和規律為核心，在頭腦中形成知識網絡結構。

【案例】學完九年級上“§3.3 簡單機械——杠桿”一節內容后，可以引領學生整理如下概念圖。

學生通過建立知識網絡，理順概念間的內在聯系，有利于學生碰到新的問題時迅速重組知識，找到解決問題的方法。

2.通過精心設疑，激發學生思維

思源于疑，沒有問題就無以思考。教師在教學過程中，依據學生現有的認識水平，通過精心設計一系列提問，引導學生主動思考，最后由他們自己找出解決問題的方法。

【案例】學習九年級上“§4.5 體內物質的動態平衡”時，教師用課件模型圖分析完尿的形成過程后歸納如圖所示板書，學生對于尿液形成過程仍然會感覺困惑，可設計下列問題，幫助學生釋疑：

①尿液的形成過程可分為哪兩個重要過程？原尿的形成部位在哪里？尿液的形成部位在哪里？

②血液成分與原尿成分的區別？

③原尿成分與尿液成分的區別？

④若某人的尿液中有血細胞，可能什么部位發生病變？

⑤若某人的尿液中有葡萄糖，可能什么部位發生病變？還可能是得了什么病？需通過檢測什么才能確定？

⑥經過腎臟后，血液的成分發生了什么變化？

通過解決一系列問題，由淺入深，使學生對于尿液的形成過程有了更全面、更深刻的認識。同時通過問題引發學生的思維活動，使學生的思維層次逐步上升，學生的思維能力得到發展。

3.通過設計實驗，打開學生思維

實驗是學習科學的重要方法和重要內容。通過實驗可以讓科學學習變得更為有趣，激發學生學習科學的興趣；同時也可以使學生在學習科學的過程中，從具體的感性認識上升到抽象的理性思維，能借助實驗克服學習中的難點，幫助學生的思維達到一定深度。

【案例】學生在學習九年級“§3.6 電能”一節內容時，學生對于電動機正常轉動時兩端的電壓不等于電流與線圈電阻乘積的理解有很大困惑。此時可以通過設計如圖所示實驗，分別測出電動機轉動時和用手捏住不動時經過電動機的電流和電動機兩端的電壓，并記錄數據：（實驗時我們將學生電源調到2V）。

通過兩組數據的比較，達到思維的碰撞，從而理解電動機正常轉動時由于電能主要轉化為機械能，沒有全部轉化為熱能，歐姆定律計算公式不適用；當電動機不轉動時，由于電能全部轉化為熱能，歐姆定律適用。這樣對于電動機正常轉動時，電能的計算公式要用W=UIt來計算，不能用W=U2t/R，消耗的電功率要用P=UI來計算，不能用P=U2/R；線圈產生的熱量要用Q=I2Rt，熱功率用P熱=I2R來計算就不難理解了。克服了這個難點，大部分同學關于電動機轉動時的效率問題就能夠較為順利地解決了。學生的掌握情況明顯感覺比往年只有理論分析，沒有借助實驗突破時要好許多。

利用實驗具有真實形象的特點，為學生提供感性認識，不僅能為我們解決教學中的重難點知識提供強有力的幫助，也能為打開學生的思維達到意想不到的效果。

4.通過一題多變，開拓學生思維

一題多變是指從多角度、多方位將例題進行變化，引出一系列與本題相關的題目，形成多變導向，使知識進一步精化的教學方法。

【案例】學完八年級上”§1.5 浮力“內容后，學生普遍感覺難，尤其見到題目后不能選用合適的求浮力方法解決問題，針對這種現象，我設計了下面的變式練習。

例題：質量相等的實心鐵塊和木塊，投入水中靜止時如圖所示，它們所受的浮力（ ）

A.鐵塊大 B.木塊大 C.一樣大 D.無法確定

通過分析歸納解題步驟：找關鍵詞—分析狀態—確定方法。

變式1：三個體積相同、由不同材料制成的實心球體，放入同一種液體中，最后靜止時，如圖所示，則它們所受浮力的大小關系是（ ）

A.F甲=F乙=F丙 B.F甲

C.F甲

變式2：將重為5牛的木塊分別放入甲、乙兩種溶液中，如圖所示，兩種液體的密度

ρ甲 ρ乙 （填“>”“<”或“=”）

變式3：如圖所示，在三個相同的容器中分別盛有甲、乙、丙三種液體；將三個完全相同的銅球，分別沉入容器底部，當銅球靜止時，容器底受到銅球的壓力大小關系是F甲

A.甲的最小 B.乙的最小 C.丙的最小 D.一樣大

通過變式練習，大部分學生感覺遇到浮力問題后不再束手無策，而是根據解題步驟有解題的思路和方向了。

通過一題多變的教學方法，不僅可以使學生對所學知識更深刻的理解，更重要的是能開拓學生的思維，有效提升學生的思維品質。

5.通過一題多解，發散學生思維

一題多解常用于習題課的教學，通過學生獨立思考、交流討論、相互補充，一道題呈現多種解題方式的教學方法。

【案例】一個質量為158克，體積為50厘米3的鐵球，問：這個鐵球是空心的還是實心的？如果是空心的，空心部分的體積是多大？（ρ鐵=7.8×103千克/米3）

通過一題多解的教學方法，可以培養學生從多方面、多角度去思考問題，善于發現事物間多方面的聯系，從而找到解決問題的方法。學生在展示自己不同解題方法時，不僅體驗了享受成功的喜悅，更是發展了自己的發散思維。

6.呈現動態過程，培養學生善于為自己搭起思維的臺階

初中科學學習過程中對于抽象邏輯思維要求越來越高，初中生的抽象邏輯思維雖然開始占優勢，但遇到復雜的問題往往有許多同學會憑感覺解決，此時就非常需要教師用具體可操作性的方法培養學生思維的嚴謹性、邏輯性。

【案例】如圖所示，輕質杠桿上掛一重物G，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F1，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中動力F1（ ）

A.變大 B.變小 C.不變 D.先變大后變小

解決此題時，先通過畫圖呈現動態過程中動力臂L1大小不變、阻力臂L2變大，再由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2，可得：

當F2不變，L1不變，L2變大時，F1一定變大，即選A。由此可歸納，動態杠桿一類問題的解決步驟：①畫杠桿示意圖；②分析力臂變化；利用杠桿平衡條件分析。

在科學教學的過程中，通過呈現動態過程教會學生搭起思維的臺階，將復雜、抽象的問題變為具體、形象的問題，變抽象思維為形象直觀思維，不失為一種我們可以用于培養學生思維的好方法。

7.利用開放性習題，培養學生的創造性思維

開放性試題指條件多余或不足，答案不固定或不唯一的題型。這類問題給予學生以自己喜歡的方式答題，在解決問題的過程中學生可以利用自己儲備的知識、技能，用不同的方式發現解決問題的不同思路。

【案例】學生學習八下“§1.1 指南針為什么能指方向”一節內容時，教師可以設計如下開放性問題：①有一根南北極模糊的條形磁鐵如何知道它的南北極？②兩根外形完全相同的鋼棒，其中一根有磁性，另一根沒有磁性，怎樣鑒別哪根有磁性？

開放性試題能鼓勵學生多角度、多側面、多層次的考慮問題，能培養學生大膽探索的精神，有利于學生創新思維的培養。

8.注重課堂討論，讓學生的思維在碰撞中提升思維品質

課堂討論是實現課堂交流的重要形式。我們知道班級不同，學生的基礎知識程度也不同，不同學生對同一問題的看法會有所不同，解決同一問題的方法也會有所不同，即班級同學的科學學習狀況和能力存在個體差異。如果教師只是一味地講解，解決學生問題的面會較窄，很多學生會因為存在各種各樣的問題而影響后面知識內容的理解，長此以往，學生的學習興趣必然會下降；如果教師充分關注每位同學的問題，時間又太浪費了。課堂討論中利用生生交流，學生之間可以相互啟發、相互補充，不僅可以使討論的問題更加清晰明朗，又解決了教師不可能在課堂上關注到每位同學存在的問題的難題。在學生討論期間，教師可以有意識地走到學生中間，更好地了解學生的思維動態，及時點撥，達到師生交流互動的最佳效果。

尤其在試卷講評課時，由于不同學生掌握情況不同，教師的講解有時顯得很無奈，總會抱怨：這道題講了好幾遍，你怎么還不會！整堂課可能在開批判會一樣的氛圍中渡過，學生只是緊張而被動地訂正錯題，長此以往，不僅學生的學習積極性會磨滅，也極不利于師生感情的發展。在實踐中我發現試卷講評課運用小組討論能達到更好的訂正效果。學生小組的組員應由優秀學生、中等生、學困生不同層次的學生組成，由優秀學生組織對組內同學存在的問題展開討論。要求弄清錯題應怎么訂正，為什么這樣做？并分析自己錯誤的原因。在學生小組討論期間，教師可根據自己對學生試卷答題情況的分析，有意識地參與到學生小組討論中，可以針對性地解決一部分學生存在的問題，也可以關注全體同學學習狀態，及時對各小組的學習狀態作出客觀的評價。為了檢測學生討論的效果如何，一節課可以留出一部分時間提問錯誤率高的題型，由做錯的同學回答，教師可根據回答情況好差給予組內同學恰當的加分和扣分措施，以激勵和督促學生更好地討論。利用小組討論訂正試卷的課堂中，真正實現了學生的人人參與。在回答做題的糾正時，學生學會了分析錯題且應不僅知道怎么糾正，還要歸納錯誤的原因。

在學生說題的過程中，學生的膽量，學生的語言表達能力、思維的嚴謹性、邏輯性得到了很好的鍛煉。在討論和學生回答問題的過程中，對一道題的解決，經常會有學生說出更簡潔、更好地解題思路，其他同學對他言不由衷地欣賞就是對這位同學最好的肯定和鼓勵。因此，學生學習科學的積極性也明顯提高，上課主動回答問題的同學明顯比以前多了，師生感情也比以往親近了許多。

通過課堂討論可以讓學生學會清晰地闡述自己的觀點，學會傾聽他人的觀點并予以評價。在這一過程中，學生不僅要積極思維，還要對各種信息進行加工處理，還要帶著批判的精神接受他人的觀點，學生的思維品質無疑會有較大的提升。

四、教學效果及思考

1.以培養學生思維能力為主的課堂，實現了學生是課堂的主體

課堂上通過學生自己概括知識網絡、歸納解題方法、比較不同方法的優缺點等措施，讓學生在自覺愉快的學習中，積極思考、自我調整、自我提高。在課堂討論中，不同層次的同學都有發表自己觀點的機會，同學之間積極討論、共同進步。我明顯感覺這樣的課堂學生學習科學的積極性比以前以教授為主的課堂要高得多。

2.以培養學生思維能力為主的課堂，能讓學生從題海戰術中解脫出來能真正實現輕負高質

自從課堂關注學生思維能力的培養以后，班級學生學得輕松且效果好，有了這樣的底氣，課后作業量也比以前要精而少。

3.以培養學生思維能力為主的課堂，能為學生的發展打下堅實的基礎

學生的思維是學習的靈魂，培養學生的思維能力是教育發展的一種必然趨勢，教師在教學過程中應時刻注重以學生思維能力為目的，為學生今后的學習打下堅實的基礎。

4.以培養學生思維能力為主的課堂，能培養學生的質疑精神

討論課后，經常有學生下課了還追著老師問問題或闡述自己不同的觀點，這種鍥而不舍的質疑精神值得表揚。

5.以培養學生思維能力為主的課堂，師生感情特別融洽

課堂上，師生交流多了，教師理解學生的各種不同想法，學生自然會放下對老師的設防心理，感情自然融洽。

6.學生思維能力的培養是一個相對漫長而艱辛的過程，教師切不可操之過急，應逐步樹立學生的信心，結合學生的實際情況，循序漸進

參考文獻：

[1]孫枝蓮.中學物理教學論.北京師范大學出版社，2010-06.

[2]孫忠武.和諧高效思維對話.教育科學出版社，2009.

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編輯 段麗君