思從容 學從容

郭萍

摘 要：盧梭在《愛彌爾》中說道：“每一個人的心靈有它自己的形式，必須按它的形式去指導他，必須通過它這種形式，而不能通過其他的形式去教育，才能使你對他花費的苦心取得成效。”其實學生的思維就像琴弦，撥得輕重不同，效果完全不同。通過研究學生在科學學習中出現的常見思維障礙，運用多種方式來完善科學知識點的優化設計，并通過合作互動來成功跨越思維障礙，力爭讓學生學得更從容、更高效。

關鍵詞：思維障礙；優化；高效

一、問題的源起

一輪又一輪的減負，看到了初中科學教材生動活潑、簡明輕快、圖文并茂的改編，更看到了開放課堂教學空間，凸顯了學生主體地位。然而初中科學的學習是觀察、思維、應用的過程。或許我們在熱鬧非凡的課堂、重探究過程的書本中只注意到淺層次的理解，淡化了對學生科學思維的訓練，使學生分析、計算問題的思維能力慢慢減弱，使現實中的學生喜歡科學，卻常常感嘆著科學的難學。這就需要教師試著從學習方法、思維能力上去尋找原因。

二、學生學習科學的常見思維障礙

培根說：“懂得分析原因的人才可能成功。”只有暴露原因才能對癥下藥，使問題迎刃而解。沒有問題的存在，便永遠不會進步。筆者通過一段時間的調查發現，初中科學常見思維障礙主要表現在以下幾個方面：

（一）用心記憶，無從著手

【現象1】在光的反射現象中，我們知道，入射光線的方向是可以主動改變的“因”，而反射光線的方向不能主動變化，只能隨著入射光線方向的改變而改變，因而是“果”。由于學生只是機械地記憶，因此在敘述光的反射定律時，常常把其中的“反射角等于入射角”錯誤地表達成“入射角等于反射角”。

【反思1】初中科學是一門綜合課程，包括物理、化學、生物、地理等知識板塊，知識結構差異很大，不同性質的內容學習時對應的方法也應該不同。如果思維正處于半幼稚、半成熟時期的中學生，學習知識僅靠多而雜的習題且以機械地照搬課本的內容為主，那么解題時往往會出現思路混亂，甚至顛三倒四、繁雜無章的現象。

（二）任憑經驗，無法深入

【現象2】在學習《浮力》之阿基米德定律后，問學生：“物體在水中的不同深度受到的浮力大小是否一樣？”有很多學生回答說不一樣。問：越深處浮力為什么越大？學生的經驗是把一個浮在水面上的物體，當把它向水中深處按時，按得越深覺得所用的力越大，說明越往下物體受到的浮力越大。

【反思2】生活中處處存在著科學，學生在學習科學之前，已經觀察和接觸過許多科學現象和應用科學知識的事例，但一些粗淺、錯誤的生活觀念，常常會阻礙正確科學概念的建立，影響了創造性思維能力的發展。

（三）一知半解，以偏概全

【現象3】在學習了電功的計算式W=UIt后，學生根據歐姆定律推導出計算式W=I2Rt，并會順利地應用于計算中。但當學到電動機的運算時，又會發現用W=I2Rt計算的結果與用W=UIt計算的結果是不一樣的，所以一旦有類似題出現，就靠運氣兩公式隨便選一個，對于之前老師告訴的在純電阻電路中W=I2Rt，而在非純電阻電路中W≠I2Rt，為什么是這樣，學生根本沒有深究，思維的斷層就出現了。

【反思3】科學知識涉及多個因素，是由多個因素共同決定的，如不重視對一些重要概念和原理的產生過程進行深刻的體會和探究，而是一知半解，那么認識問題局限于表面，不能脫離具體的表象把握其實質，在分析和解決科學問題時，就難以正確地進行分析、推理、判斷等邏輯思維活動。

（四）表象干擾，云里霧里

【現象4】在學習摩擦力時，學生總是認為接觸面積的大小是影響滑動摩擦力大小的一個重要因素，即接觸面積越大，摩擦也越大，而對于壓力大小因素卻深信不疑，甚至不加思考地運用于各種情景中去，教學中老師反復強調，學生也反復錯誤。例如，用力F將木塊壓在豎直墻面上，木塊靜止，如圖1所示，當F增大時，墻對木塊的摩擦力的變化情況是（ ）（很多同學選A）

A.增大 B.減小 C.不變 D.無法判斷

【反思4】中學生的心理發展處于思維發展轉折期，開始由經驗型的形象思維向理論型的抽象思維轉化。如果學生對特定條件下的科學現象和過程在頭腦中沒有建立起正確的物理表象，不會用科學表象進行抽象思維，就很難把文字敘述、數學表達和現實物理過程聯系起來，就像此題中，很多學生都會被其表象“受到壓力越大，滑動摩擦力越大”所干擾，也就難以正確地進行受力分析，思維活動受阻，就無法從容地學習下去。

（五）思維定勢，逆向而行

【現象5】在學習堿的性質時，經過操作、觀察、比較、討論后，老師歸納：“堿溶液能使無色酚酞溶液變紅色，因為氫氧化鎂是堿，所以氫氧化鎂能使無色酚酞溶液……”說到此處戛然而止，瞬息之后學生齊聲接答：“氫氧化鎂能使無色酚酞溶液變紅色。”

【反思5】科學思維的定勢性：學生按照積累的思維活動經驗教訓和已有的思維規律，在反復使用中形成了比較穩定的、定型化了的思維路線、方式、程序、模式。思維定勢有其積極的一面，也有消極的一面。而消極的一面限制創造性思維的發展，容易形成心理惰性和功能僵化，阻礙學生對問題的深入理解和探討。上述現象就是學生沒有討論問題的相異之處，簡單套用同一種方式以致釀成的錯誤。

（六）心理欠妥，行且不行

【現象6】許多成績中等偏下的學生害怕犯錯誤、害怕別人嘲笑，因此在思考和解決問題時不敢超出常規的模式；不深入理解科學概念及規律的本質和內在的聯系，在解決問題時，只重結果，忽視思考過程，只要得出正確的結果，不愿多想其他的解決方法。

【反思6】科學問題的復雜性使解題方法不一定正確，即使正確也是不一定是最好的方法，實施中不可能一路暢通……加上學生在解題過程中不善于從不同角度或側面去理解、記憶，不注重知識間的聯系，不善于心理平移和思維調整，不會轉化到新的角度去考慮，因而導致望新題生畏，一籌莫展。

三、解決思維障礙的策略

上面的思維障礙都會讓我們的學生在學習科學中走向錯誤的方向，最終挫傷學生學習科學的積極性。為了讓學生能破除思維障礙，并讓科學的學習變得有效、高效。本人做了以下幾方面的努力：

（一）追根溯源——暴露思維框架

蘇聯教育家斯托利亞爾認為：“在教學的每一步，不估計學生思維的水平、思維的發展就不可能進行有效的學習。”初中科學是從表象出發，經過分析歸納總結出來的，初中生的抽象思維能力不強，他們對概念和規律的正確理解必須建立在感性材料基礎之上，如果沒有足夠的感性材料勢必會造成學習上的困難，然而這也是學生解決問題的必經之路。課余時間的詢問與雜談、錯題本的錯因與相關知識的考查、預習案的批改與交流、課堂上的師生互動，能讓教師很清楚地知道學生的思維障礙在哪里，找到了根源加以正確的點撥，才會讓學生有自主的體會，思維也會隨之暢通無阻。

（二）優化設計——突破思維障礙

1.追因果——讓思維更加嚴謹

科學概念之最具體、最主動、最本質的聯系是因果關系。利用哲學中因果性原理可以幫助我們在解決問題時，尋求事物產生的原因，拓寬聯想到事物的反面和相關或相似的事物，這樣使學生的思維更加嚴謹。

例如，在進行重力的教學中，提到了“重力與質量成正比”（G=mg），學生始終不以為然，一會兒認為重力與質量成正比，一會兒認為質量與重力成正比。出現這種問題是因為對概念一知半解。

概念優化：

師生先簡單地一問一答，對于老師提出問題，學生必須回答，然后教師概括，意在讓學生自己找到異同，這樣才有碰撞思維的可能，思維也會更加深刻。

師問：如果沒有質量，那么世界上還有物質嗎？生：沒有。

師問：沒有物質，那么地球可以吸引什么？生：什么也沒有。

然后師再總結：質量是先決條件，沒有質量，即沒有物質，如何有重力，地球吸引什么？更何談重力呢？在這里，因為是先有質量（即有物質、有物體）然后才是有吸引而產生了重力。所以重力與質量成正比，而非質量與重力成正比。從中還可以引申至為什么質量不隨地理位置的變化而改變。

2.創實驗——讓思維更有新意

我國學者鐘啟泉教授指出：“實驗是在學習者的面前引起日常生活中不可能經驗到的現象。違背學習者常識的實驗結果，將造成學習者意識中的認知失衡狀態，擺脫這種認知矛盾狀態求得解放的需求，就成了學習的動機。”教師在講解由前概念引起的問題時，應設計能夠引起學生認知沖突的小實驗，這樣才能讓學生感覺到有改變認知結構的需要，接著通過實驗事例把科學的概念告訴學生，并把科學概念運用到更為廣泛、深刻的現象中去，學生在新的思維結構下有更多成功之路的時候，他們就會接受新的科學前概念。

例如，在學習摩擦力時，學生總是認為速度或面積都是影響滑動摩擦力大小的重要因素，即速度越快滑動摩擦力也越大，或面積越大，滑動摩擦力也越大。雖然課堂中老師反復強調，學生也反復出錯。

實驗優化：

如圖2所示是測量摩擦力的裝置示意圖，讓學生根據圖親自拉一下，

（1）當使長木板由勻速運動變成加速或減速運動時，此時彈簧秤中彈簧的伸長量針如何變化？

（2）將木塊換一個面積不同的面再拉，此時彈簧秤中彈簧的伸長量針如何變化？

3.重對比——讓思維更有深度

在科學教學中恰當地運用對比，可使相似概念之間有極強的反差，幫助學生在頭腦中建立穩定、清晰的聯系，可以使學生思維逐漸清晰。

例如，在學習平面鏡成像特點時，問：平面鏡成像后，當人離平面鏡越來越遠時，像的大小如何變化？大部分學生認為：像會越來越小。因為平面的像看上去變小了。

實驗結果與前概念的對比：

做“平面鏡成像”實驗，用實驗結論來回答。

（1）當拿另一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動，直到看上去跟玻璃板前面的蠟燭的像完全重合。（后一支蠟燭的位置就是前一支蠟燭的像的位置。）

（2）遠離或靠近蠟燭時，把學生點著的那支蠟燭放在所成像的位置時，都是剛好和像重合。

（3）學生自己歸納：說明像的大小與物體的大小相等，與物到平面鏡的距離無關。

事例與前概念的對比：

結論出來了，可現實中的經驗是：當人離平面鏡越來越遠時，像越小。那如何解決呢？

師繼續問：平面鏡成的像，物像大小相等，確定？學生回答：確定。

師：我們的教學樓高大吧，站在本地最高的山頂看我們的教學樓，有什么感覺？生：變小。

師：那我們的教學樓真的變小了嗎？生會恍然大悟：不會。

然后師告訴學生：像大小不變，變的是我們的視角。然后作圖分析。

4.促聯想——讓思維更有廣度

在聯想過程中把已知和未知聯系起來，然后再創造一個新的已有知識，積累起來運用。其實這就是學生的一個學習能力，同時也使學生的思維不斷地拓展與延伸，對科學知識點的認識變得更深刻、更靈活。

例如，很多學生對電學規律理解不透， 且思維狹隘。如題：兩盞燈分別是L1為“4v 2W”、L2為“12v 3W”，如果將它們串聯后接到某直流電源兩端，要求能工作較長時間而不損壞L1與L2，則電源電壓不能超過多少伏？很多學生會直接將兩電壓相加。

優化設計：教師可以讓學生聯想木桶裝水原理。

師問：請同學們想一下木桶裝水的情況，先畫出簡圖，然后指出“如果木桶的某幾塊木板高度不一，則盛水多少是由哪塊板決定的？”

生答：最短的那塊桶板。

師問：為什么？生會笑著回答：不然水都從那短板中流出來了。

師問：那么這兩燈串聯后，通過的電流由誰來決定？生答：當然是小的。

師問：為什么？相信此時每個學生都會笑著說不然電流小的燈會壞的。

師可再問：如果以后我們碰到此問題，即當對強弱不一的某些對象同時施加相同的影響，且不能超過其中任何一個對象的承受能力時，必須著重考慮弱者。就像該題一樣，當相同的電流通過L1和L2時，必須保證電流不能超過低的燈L2的額定電流。

于是學生對該類型題的認識有了一個新的高度。

5.究多變——讓思維更有張力

奧蘇伯爾認為“為遷移而教”，實際上是塑造學生良好認知結構的問題。如能在解決科學問題的過程中通過一題多變進行有效的知識遷移，不但有利于學生已學知識的鞏固，還能讓學生理解推理，培養其思維的邏輯性和發散性。

例如，水槽中有一只漂浮著的碗，將其按入水中下沉后，水槽的水面將如何變化？

大部分學生認為原來只有一部分浸在水中，現在整只碗在水中，所以液面上升。

優化設計：

①先讓學生回家自己動手操作

②然后理論分析：關鍵在于排開水的體積如何變化（而非記憶）

原模型為漂浮F浮1=G，后為下沉而F浮2

③一題多變：（讓學生來說題）

（1）水槽中有一只漂浮著的碗，將其碗內的石塊（木塊）放入水中后，水槽的水面將如何變化？

（2）冰塊漂浮在一個裝有食鹽（或水）的水槽內，當冰塊熔化后，水槽內的液面將如何變化？

（3）內含有石塊（木塊）的冰塊，漂浮在一個裝有水的水槽內，當冰塊融化后，水槽內的液面將如何變化？

（三）合作互動，跨越思維障礙

布魯納認為：知識的獲得是一個主動過程，學生并不是信息被動接受者，而應該是知識獲得過程的主動參與者。教師要在課堂和課外創造一個民主的環境，讓學生積極參與從“說”到“做”再到“評”的互動學習過程，即老師設計問題，讓學生間相互討論，師生間相互討論，使學生混亂的知識體系在討論中去除錯誤，化解思維定勢負效應，讓思維在相互啟發中跨越障礙，在辯論中得到真知。

四、研究的收獲

（一）成效

1.在梳理中生發了智慧

錯誤知識的梳理是破解思維障礙的關鍵，其會領學生進入自主學習的狀態，讓學生成為學習真正的主人，同時也轉變了學習科學就是靠題海戰術的觀念。

2.在合作中提升了能力

跨越思維中合作互動滿足了學生的心理需要，讓每個學生在同學的幫助下有大量的機會表達自己的觀點，從而使他們思維能力得到了很大的提高，責任意識也在慢慢提升。

3.在改革中拔節了生命

教師通過仔細分析學生思維障礙，實現了教學組織策略的有效性，根據學生的學情設計教學內容，優化了課堂教學、課后教學的結構，使每個學生的知識、能力、情感都得以發展，同時讓他們從容學習、高效學習。

（二）反思

1.不同的學生，思維的障礙是不同的，教師不能以一個學生的思維障礙來替代全班學生的思維障礙，需要全面了解，才能有新的突破。

2.了解學生的思維障礙是一項非常煩瑣的事，且不同的學生基礎、智力、環境不同，哪怕是同一內容的錯誤情況，也是不一樣的。所以教師需要有更深、更廣的知識面，才能根據不同的思維障礙來設計不同的教學結構和重難點，才能在教學中游刃有余。

3.有效解決學生的思維障礙，需要給學生足夠的時空，任何倉促的教學活動都會導致事倍功半。所以解決學生思維障礙時還需要考慮數量、時間、難易程度等因素，才能讓學生思維暢通。

參考文獻：

[1]孫朝仁.讓教學更高效[M].重慶：西南師范大學出版社，2011.

[2]景小分.初中物理習題教學的有效性探索[J].中學物理，2015（6）.

[3]王誦剛.初中物理教學的幾點感悟[J].中學物理，2010（8）.

[4]劉清華.從源頭入手，減小分化[J].學苑教育，2014（10）.

[5]莊新峰.初中生學習自然科學的思維障礙及對策分析[J].寧波大學學報，2005（4）.