浅谈科学课堂如何培养学生的思维能力（转载）

1、浅谈科学课堂如何培养学生的思维能力慈溪市耕民初级中学卢涤平【摘要】思维能力是在不断思考过程中逐渐积累、发展和提高的，而思考过程是别人所无法代替的。因此，在科学教学中，教师必须注重学生学习的主动性，发挥学生的主体作用，让学生在快乐主动的思考中获取知识，自觉地训练思维技能，从而达到培养思维能力的目的。科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学课程，在科学探究过程中促进学生形成良好的科学思维品质，对形成其一生的科学素养有重要的作用。关键词思维能力深刻性灵活性独创性批判性培养人类的优势在于思维，个人的优势在于思维。“在我们今天，一切虚构消失了。众目仰望的不是统治人物，而是思维人物。”雨果语新课改的理念之一是

2、：“学生必须体验科学探究的过程，学会一定的科学思维方法，以解决自身学习、生活、工作和社会决策中遇到的问题，为学生的终身发展奠定基础，为社会的可持续发展提供支撑。”新的科学加入了许多学生感兴趣的实验内容，给人以全新的体验。学生通过探究发现规律和奥秘，在实际体验中感受学习的乐趣。学生在探究过程中，思维是探究的核心。但是传统的教学方式过分突出和强调思维方式的接受和知识点的掌握，使学生学习知识变成了仅仅是接受知识，他们的思维缺少引导和点拨。尤其对于科学学科，表现出观察能力差，思考问题时表现出方式单一，或者只会从问题到唯一的答案，缺少分析过程；甚至有学生不会动手进行实验操作，自己组织语言表达能力弱等问题

3、，严重影响课堂深层次探究学习。这种学习方式将阻碍学生的思维发展，也影响学生的学习兴趣。就此问题，笔者在科学教学实践中，就培养学生科学思维品质方面，取得的几点体会与诸位共研。一、由表及里，培养学生思维的深度1、重视实验的观察观察是有目的、有计划的一种思维，是实验研究的基础，演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。学生对演示实验往往表现出来的是只注意实验现象，不注重实验目的，主次分不清，常常忽略了本质现象。因此教师在演示实验教学中，除交代实验仪器，装置特点，实验目的和原理之外，更应向学生指出观察的重点和方法，让学生了解“看什么，怎么看”，变 “观看实验”为 “观察实验”，以培养学生的观察能力，

4、培养思维的深刻性。例如：在做凸透镜成像实验中，讨论物距、像距、像的大小、像的倒立正立、像的虚和实的相互关系时，在实验前，教师教师应引导学生要注意什么，如为什么要将烛焰、光屏、凸透镜安放在光具座上，为什么它们的中心要在同一高度，这样做的目的是什么？这样做有什么好处？在实验时学生可以通过调节各自高低左右位置观察现象。进一步将凸透镜左右上下遮住一半，也可将透镜中心部用剪成小圆的黑纸遮住观察现象。开始实验时，要仔细观察，分析原因，使学生在观察实验中学习方法、锻炼能力，为后期进一步的探究活动，作经验和方法的准备。在初中的起始阶段，培养学生观察研究的能力很重要。2、透过现象看本质认识事物深刻与否，在于思维

5、的深浅程度。学生认识事物往往只看表面，不善于透过现象去抓本质。如喷泉实验，气体除了氨气之外换成其他气体例如氯化氢等分析其原因，物理还是化学变化，透过一样的实验现象，分析其本质的原因。阿基米德原理也可让学生分析为什么浮力会等于它所排开液体的重力。又如：“浮力”教学，来自生活中的经验往往成为学生思维的障碍，学生常误认为浮力跟物体的重力有关，跟物体浸入液体中的深度有关，跟物体的运动状态、空实心以及物体形状无关，跟液体的密度无关等等。为了使学生建立正确的概念，首先通过橡皮泥的沉浮引入并提出问题，为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮，而有时候又小到托不起一片薄薄的铁片？一艘船从海里驶向河里，浮力会变

6、吗？浮力的大小究竟跟哪些因素有关？演示实验时可以增加一个实验，用弹簧秤分别挂起同体积的铁块和铝块浸入水中，大家观察弹簧秤示数，并提问：物快各自的重力是多少？浸没在水中时受到的拉力是多少？它们各自受到的浮力时多少？说明浮力的大小与哪些因素有关？与哪些因素无关？正是这样一层一层地循序渐进，学生的探究能力在科学的实验教学得到了提高。二、明辨真伪，培养思维的广度思维的灵活性是指思维活动的智力灵活程度，一定程度上也反映思维的广度。在初中阶段，由于对教师论断盲目推崇、从众惰性心理等原因，多数学生思维缺乏灵活性。1、明辨真伪学生遇到跟过去解过的题貌似相同，实则差异，仍然墨守一种思路、沿用一种方法，得出错误的

7、结果，误入歧途。例如有一只标有“PZ220V40W”的灯泡接在200V的电路中，问此时的灯泡的功率为多大？而学生的解题过程为： I=P/U=40W/220V=0.18A P=UI=200V0.18A=36W 很明显这个解题思路是错的，因为此时的电流已不是额定电流，会随着实际电压的变化而变化。很多同学产生这种思维障碍的原因是学生掌握了某些概念、原理和规律，虽然条件改变，但仍然用自己掌握的模式去套、机械照搬，导致行为的公式化，尤其是在条件变化又隐蔽的情况下，越容易上当受骗。为消除这种障碍，教师要培养学生思维的变通性，知道电流随电压会变化，但此时灯泡的电阻可以认为是不变的。抓住这个关键点，思维活动随

8、机应变，其核心要“活”。2、创设思维情境创设情境则是激发学生学习兴趣的一种有效途径，兴趣是调动和活跃学生思维的方法。创设有效的问题情境还应该注意以下几点：注意问题情境的交互性。在创设问题情境时，应追求交互性和适度的可控性。教学是一个交往、沟通和对话的过程，而不是单向灌输信息的过程。在使用现代教育技术辅助课堂教学时，更需要注意避免出现“机灌”的单向呈现。注意问题情境的多样性。问题情境的创设应追求多元化发展的可能。因为学习者的经验世界都是独特的，渗透着背景、个性和风格等因素的影响。当教学问题在情境中出现时，学习者通常会以相关经验为基础，依靠已有认知水平来形成对问题的感知和理解。所以教学问题情境应具

9、有包容性，尽可能满足学习者认知多样性的需求。如在讲到运动图像时，曾经让学生完成过这样一个题目：一人从甲地沿直线匀速出发，到乙地后停下休息，之后又沿原路匀速返回甲地，试画出该人的 s-t时间图像。有的同学画出了如图所示s-t图像，老师请他画到黑板上并由他陈述了这样作的理由，再请大家进行讨论。有的同学表示赞同：“因为此人最终返回了甲地(原点)”有的同学认为不妥：“按此图像，这人似乎不是沿原路返回。”有人说：“照此画法，不是出现时光倒流了吗？”又有人说：“图中同一时刻，这人两个不同的位移值，难道此人具有分身术？”畅所欲言、各抒己见、百家争鸣的开放式讨论，使原来“老师讲学生听”的单向信息传递，变成了师

10、生之间、生生之间纵横交叉的多向性信息交流，收到了互相启发，互相补充的研究性学习效果。让灵感为集体共享，让问题为大家借鉴。3、培养思维的拓展能力。逐步积累生活、学习经验，是提高学生感性认识的重要途径，为学生思维的深入发展奠定基础，也是培养思维深刻性的前提。例如，用一把分度值为毫米的刻度尺测一小卷直径不到一毫米的铜丝的直径，辅助其他工具有哪些方法可以做到？解法一辅助铅笔一支，将铜丝单层密绕在笔杆上n圈，用刻度尺测出从第一圈到最后一圈的长度L，则铜丝直径d=L/n。解法二辅助两支同样的铅笔和一种已知直径为D的金属丝，在一支铅笔上单层密绕n圈，已知直径为D的金属丝，在另一支铅笔上单层密绕待测直径的铜丝

11、，使两支铅笔上所绕细丝长度相同，数出直径为D金属丝所绕圈数n1及待测铜丝所绕圈数n2，由n1D= n2d得d= n1D/n2。解法三辅助量筒与水，用刻度尺测出这卷铜丝的长度L，量筒内放一定体积水V1，再将整卷铜丝放入量筒中，水面上涨至V2，则铜丝体积V= V2- V1，由体积公式V=SL=（d/2）2L得d=2（V2- V1）/解法四辅助天平、密度表。用刻度尺测出整卷铜丝的长度L，用天平测出铜丝卷质量m，查出密度表中铜的密度，则铜丝体积V=m/，再代入体积公式V=（d/2）2L算出d=2（V2- V1）/三、敢于挑战权威，培养思维的创新性爱因斯坦在论教育中谈到：“发展独立思考和独立批判的能力，

12、应当始终放在首位。”思维的批判性是指思维活动中善于严格地估计思维材料和精细地检查思维过程的智力品质，它能全面地考虑正反两个方面的论据，思维过程严密，不为情境的暗示左右，不盲从或附和。在传统教学中，学生缺少自主探索、独立获取知识的机会，学生的思维是顺沿教师单一的思维。通过与小组成员的积极交流，相互评议、大胆质疑、广泛争辩，用他人的推理、思维过程来发展自己的逻辑推理和证明技能，使思维得到碰撞产生火花，这样不断激发学生潜在的创造力。1、鼓励学生敢于挑战“权威”批判性思维就是不相信权威，敢于挑战定律、规律和传统理论。培养学生的批判性思维关键在于排除学生的思维定势的干扰，引导学生从不同角度去思考问题。受

13、中国传统思想的影响，学生往往把教师和教材看作是知识的权威，教师应鼓励和引导学生挑战权威。如九年级课本中关于浓硫酸的稀释方法中这样讲述：“取一只盛有50毫升水的烧杯，把约10毫升浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入水中，并不断地搅拌。用手触摸烧杯外壁，有何感觉？”学生在实验完后就大胆的提出：“老师我觉得书中的这个操作方法好像有点不妥。”“哪里不妥呢？”我鼓励道。“玻璃棒既要引流又要搅拌，这方法在实际操作中互相矛盾了，很不方便也不安全。”我非常高兴，全班表扬了该同学，并请同学们想想可以怎样改进。经过讨论后大家一致认为浓硫酸可以沿着烧杯壁缓缓倒入，并用玻璃棒搅拌。我小结：课本、作业本上的内容不一定完全正确，我们要

14、用批判的眼光来看待。2、辨证分析，从矛盾的对立面去思考问题。任何事物都是矛盾的统一体，如果我们从矛盾的不同方面去引导学生逆向思维，往往能认识事物更多的方面。如在学习“自然界中的碳循环”时，我们既要阐述大气中二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着保温作用，从而产生“温室效应”；还要讲述由于大量使用燃料，森林面积减少等，使大气中二氧化碳的量增加较快，使温室效应加剧，并引起一系列恶果。这样从正反两方面去分析讲解，不仅可以培养学生辨证地分析问题的能力，又能培养学生思维的批判性。又如在“原子结构的模型”的教学中，从汤姆生的“西瓜”原子模型到卢瑟福的核原子模型再到波尔的原子核式结构模型，就可以发现这

15、是一个不断批判、不断修正完善的过程，随着科学研究的深入，这个模型也将继续修正和改变。批判性意识人人都有，如果教师们有意识的放开手脚，让学生大胆质疑，敢于怀疑和批评权威的观点和结论，敢于发表独到见解，并注意巧妙引导学生慎密思考，我们就会常常惊喜于学生耳目一新的见解。3、重视教材内容与科学信息的开放性联系科学新教材把思维的触角从课堂的教学内容延伸到课外，思维得以辐射性地伸展，促进知识能力的飞跃。在实施新课改的今天，要求学生关注生活，了解重大事实热点，因为很多重大事实热点都涉及到科学学的知识。如在学生学习了基因突变的基础上，我设置了如下问题情境： 中国第二艘载人飞船“神舟”六号携带了一些鸡蛋和蚕卵进

16、太空 你认为鸡蛋和蚕卵是否受精？ 进入太空后如何放置可能使基因发生突变？ 如果发生突变，诱因可能是什么？ “神六”遨游太空回到地面后，鸡蛋孵出的“太空鸡”、蚕卵孵成的“太空蚕”的性状与平常鸡和平常蚕可能会有那些不同？会更优良吗？学生分析类似的科学热点现象不仅能激发学生的学习兴趣，还能使教学更贴近生活、贴近社会，让学生体验到学到了“有用的科学”了，而且这样的拓展有利于调动学生各自的智慧和积极性，使每个人的思维处于高度活跃辐射状态；同时，由于每个人的知识背景和思维习惯，观察问题的角度和方法都不相同，通过讨论也可以互相启迪，达到思维的互补性。4、鼓励大胆创新、培养求异精神。在科学探究活动中，教师要有

17、敏锐的洞察力，善于抓住学生智慧的火花、创新的萌芽，鼓励学生说出与众不同的见解，展示学生独特的设计方案，演示学生新颖的观察实验操作。鼓励学生勇于求异，大胆创新。如要测定某额定电压为3.8 V的小灯炮的额定功率，老师给出如下器材：恒源电压6 V，电流表、变阻器、电键各一个，电压表一只(量程有两档，为3 V和15 V)，导线若干。请学生连好电路测定小灯炮的额定功率，并尽量减少测量误差。结果绝大多数同学都按常规方法采用了左图所示电路，用量程15V的电压表来测量灯炮的额定电压。但有少数学生，打破常规，充分利用给定条件，采用右图所示的实验电路，用量程3 V的电压表完成了测量。为使小灯泡正常发光，只需调节变阻器，使电压表的读数为2.2V。显然，采用右图接法的电压的测量误差要比左图的测量的误差来得小。5、启发引导、培养创新精神 许多实验仪器我们都给知道常见的用途，教学中如果能引导学生多思考，一仪多用。往往有助于培养学生的创新能力。如医用注射针筒结构简单比较常见，应用于科学实验中有其独到之处，可说明许多问题：（1）验证大气压的存在、（2）演示压缩气体做功、（3）演示喷泉实验、（4）演示潜水艇原理、（5）演示液