如何培养学生的科学思维能力
万蓉
【内容摘要】作者在多年的农村初中物理教学实践中，提炼出培养学生科学思维能力的几种方法：树立典型思维榜样、为主动思维创设条件、训练拓展多维思维、反思矫正错误思维。
【关键词】树立典型 创设条件 多维思维 反思矫正
目前在初中物理教学中的较为突出的矛盾，就是大搞题海战术，学生和老师都“疲于奔命”，学生做的多，错的也多，老师就得拼命的讲学生的错题，而学生没有掌握解题的科学思维，下次再遇到相似的题型甚至原题，还是按照旧的、错的思路去解题，老师就又得再讲一遍，周而复始。学生的成绩不但没有提高，反而会在“屡战屡败”中丧失信心，甚至厌学；老师们也在不断地抱怨学生教不会，学生真懒惰。怎样把老师和学生从“苦海”中解放出来，同时又能提高教学成绩？
答案就是，培养学生的科学思维能力。“授人与鱼不如授之以渔”。科学的思维能力不是一朝一夕就能培养出来的，怎样潜移默化的培养学生科学思维能力？
一、树立典型思维榜样
在教学过程中，通过教师展示经典的思维过程，给学生以榜样示范，可以使学生的思维较早地纳入科学的轨道。
1.展示概念、规律的建立过程，培养学生的科学思维
展示物理概念、规律的建立过程，不仅有助于加深对这些规律的理解，也有利于具体体会科学研究的方法，了解物理学家的研究思想，从他们的成功和失败中获得启示和教训，从而有效地培养学生的物理思维能力。
例如，得出“声音不能在真空中传播”这一结论，就经历了这样的思维过程：实验中因很难做到使玻璃钟罩内成为绝对的真空，所以不可直接由实验事实归纳得出这一结论，必须设法使这个钟罩里的空气逐渐减少，在钟罩外听声音的变化，然后根据钟罩内气体越少，传播到钟罩外的声音就越弱这一实验结果，经历科学的思维，推想出“如果钟罩内一点空气都没有，声音将无法传播出来”这一结论。这种“实验+推理”的研究方法又被称为“理想实验法”，在得出“牛顿第一定律”中“运动的物体在不受外力作用时作匀速直线运动”这一结论时，再次用到了这种科学思维方法。掌握了这种思维方法，有助于学生解决一些开放性探究题或极值问题。
2.讲解例题展示物理问题的解决过程，培养学生的思维
学习物理学的重要目的，就在于应用物理原理解决实际问题、进行科学发现，因此在物理教学中，应充分展示这样的典型思维过程，给学生以示范，再通过练习，让这种思维变成学生自己的思维。如果在课堂教学中长期注重这种思维的培养，学生的研究、处理物理问题的能力肯定会提高。
例1：如图所示，电源电压不变，将滑片P向右移动，电压表的示数如何变化？
对于此题，教师在教学中应当边引导边分析，边推理边板书。判断电压表示数U变如何变化有两个思路：
一是据U变=I×R变，看I和R变，因R变增大，I减小，故无法判断U变。
二是据U变=U源-UR（R两段电压），看U源和UR，U源不变，只要看UR，因R变增大，I减小，据UR=I×R 得UR减小，故U变增大。
这一过程展示了教师解题的全部思维过程，既有思路的畅通，又有思路的阻塞，寓正确解题于思维必然之中，合乎情理。例题教学中，教师要尽可能展示解题思路，切不可将其简化成教师解题的口头或书面的表述表演，让学生在看过解题表述后，惊讶于老师思路的独特和高深莫测，或留下“老师怎么会想到这样解”的疑惑。
二、为主动思维创设条件
1.要给学生充分的思考时间
教师为了追求所谓的课堂高效率，整节课容量大、节奏快。学生在教师的指引下脑子不停地转动，一会儿自学，一会儿讨论，一会儿演算，可谓热闹非凡。但表面的热闹下牺牲的却是学生安静、独立地思考。所以，经常会出现这样的现象：学生一学就会，一做就错；上课听得懂，下课不会做；学生题目做了不少，解题能力并没有得到提高。久之，学生养成了急躁、急功近利的学习习惯，失去了主动思维的良好习惯。
“磨刀不误砍柴工”。教师应该给学生提供充分的思考时间，引导学生主动独立的思考。
2.启发要与学生的思维同步
学生在思考过程中遇到问题时，教师可作适当的启发引导。教师的启发要遵循学生思维的规律，因势利导，循序渐进，不要强制学生一定按照教师的方法和途径去思考问题。有经验的教师在备课时，认真揣摩学生的心理，站在学生思维和认知角度去估计学生可能发生的各种情况，先将不正确的思路排除，再将学生引入正途。
三、训练拓展多维思维
促进学生思维发展，取决于教师的主导作用，只有教师有意识地对学生进行指导和训练，才能使学生逐步提高思维能力。
1.一题多解培养学生思维的广度
通过不同的解法，可以让学生从不同角度思考问题，拓展解题思路。长期训练可以让学生把不同章节的知识融会贯通，灵活运用。
在例1的基础上可以让学生尝试去做下面这道题，并通过两种解法拓展学生的思维。
例2：如上图所示，滑片在某两点之间移动时，电流表的变化范围（0.15～0.4A），电压表的变化范围（6～9V），求：1.R1；2.电源电压。
方法一：利用例1分析的结果，I减小，U变增大，出电源电压相等的方程9+0.15R1=6+0.4R1，求解出R1。
方法二：∵电阻R1与滑动变阻器R串联，∴U=U1+U滑，∵电源的电压不变，∴△U1=△U滑，∵U=IR，∴△U滑 =△U1=△IR1，即R1=△U滑/△I。
2.一题多问培养学生思维的深度
通过几个递进关系的问题可以让学生深度思考问题，使思维有一定的连续性。
如在例2的基础上还可以进一步追问：当滑动变阻器的滑片在这两点间移动时，滑动变阻器消耗的最大电功率是多少？
在教学过程中思维方法的强化训练，还可以经常问学生，“你还有其他解法吗？”“你的想法与别人有什么不同？”“你的方法好在哪里？”这样的提问，有助于诱发学生反思和优化自己的思考过程。引导学生对照别人的解题方法进行反思，使学生既多学到了一些解法，又对创新思维作了检查、批判，锤炼了思维。
四、反思矫正错误思维
大胆放手让学生去做，暴露他们感知理解新知的矛盾和差异，深入挖掘，找出思维上的漏洞，让学生从根本上进行反思和纠正错误。
当代科学家波普尔说：“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素。”因此，反思错误，弄清哪些地方易犯错误，回忆自己解决问题的结果和过程，找出错误的根源，分析出错原因，提出改进措施，明确正确的解题思路和方法，这是培养学生批判性思维的重要途径。给学生一个研究争论的空间，让学生在争中分析、争中反驳、争中明理、争中内化知识和获得正确的方法。这样，让学生对自己的错误进行自我反思，看到庐山之真面目，找出病因，并及时给自己注射一针“疫苗”。那么这种错误资源不是更有价值了吗？从某种意义上说，学生的思维品质可以在尝试错误后的反思过程中得到优化。
总之，在教学过程中，要特别重视科学的思考过程。要教学生知识，更要教他们方法，而许多方法都是在这些过程中隐藏着，只有充分展示这些过程，才能有效地培养学生的物理思维能力。学生科学思维的形成，正如人体消化食物一样，是别人无法替代的。物理中的很多思想方法，技能技巧，如果缺少了学生自己的反思、体验和感悟，就不可能真正变成学生自己的。因此只有在不断的学习、训练、反思中，才能潜移默化的提高学生的科学思维能力。
（作者单位：江苏省张家港市新塍初中）
【内容摘要】作者在多年的农村初中物理教学实践中，提炼出培养学生科学思维能力的几种方法：树立典型思维榜样、为主动思维创设条件、训练拓展多维思维、反思矫正错误思维。
【关键词】树立典型 创设条件 多维思维 反思矫正
目前在初中物理教学中的较为突出的矛盾，就是大搞题海战术，学生和老师都“疲于奔命”，学生做的多，错的也多，老师就得拼命的讲学生的错题，而学生没有掌握解题的科学思维，下次再遇到相似的题型甚至原题，还是按照旧的、错的思路去解题，老师就又得再讲一遍，周而复始。学生的成绩不但没有提高，反而会在“屡战屡败”中丧失信心，甚至厌学；老师们也在不断地抱怨学生教不会，学生真懒惰。怎样把老师和学生从“苦海”中解放出来，同时又能提高教学成绩？
答案就是，培养学生的科学思维能力。“授人与鱼不如授之以渔”。科学的思维能力不是一朝一夕就能培养出来的，怎样潜移默化的培养学生科学思维能力？
一、树立典型思维榜样
在教学过程中，通过教师展示经典的思维过程，给学生以榜样示范，可以使学生的思维较早地纳入科学的轨道。
1.展示概念、规律的建立过程，培养学生的科学思维
展示物理概念、规律的建立过程，不仅有助于加深对这些规律的理解，也有利于具体体会科学研究的方法，了解物理学家的研究思想，从他们的成功和失败中获得启示和教训，从而有效地培养学生的物理思维能力。
例如，得出“声音不能在真空中传播”这一结论，就经历了这样的思维过程：实验中因很难做到使玻璃钟罩内成为绝对的真空，所以不可直接由实验事实归纳得出这一结论，必须设法使这个钟罩里的空气逐渐减少，在钟罩外听声音的变化，然后根据钟罩内气体越少，传播到钟罩外的声音就越弱这一实验结果，经历科学的思维，推想出“如果钟罩内一点空气都没有，声音将无法传播出来”这一结论。这种“实验+推理”的研究方法又被称为“理想实验法”，在得出“牛顿第一定律”中“运动的物体在不受外力作用时作匀速直线运动”这一结论时，再次用到了这种科学思维方法。掌握了这种思维方法，有助于学生解决一些开放性探究题或极值问题。
2.讲解例题展示物理问题的解决过程，培养学生的思维
学习物理学的重要目的，就在于应用物理原理解决实际问题、进行科学发现，因此在物理教学中，应充分展示这样的典型思维过程，给学生以示范，再通过练习，让这种思维变成学生自己的思维。如果在课堂教学中长期注重这种思维的培养，学生的研究、处理物理问题的能力肯定会提高。
例1：如图所示，电源电压不变，将滑片P向右移动，电压表的示数如何变化？
对于此题，教师在教学中应当边引导边分析，边推理边板书。判断电压表示数U变如何变化有两个思路：
一是据U变=I×R变，看I和R变，因R变增大，I减小，故无法判断U变。
二是据U变=U源-UR（R两段电压），看U源和UR，U源不变，只要看UR，因R变增大，I减小，据UR=I×R 得UR减小，故U变增大。
这一过程展示了教师解题的全部思维过程，既有思路的畅通，又有思路的阻塞，寓正确解题于思维必然之中，合乎情理。例题教学中，教师要尽可能展示解题思路，切不可将其简化成教师解题的口头或书面的表述表演，让学生在看过解题表述后，惊讶于老师思路的独特和高深莫测，或留下“老师怎么会想到这样解”的疑惑。
二、为主动思维创设条件
1.要给学生充分的思考时间
教师为了追求所谓的课堂高效率，整节课容量大、节奏快。学生在教师的指引下脑子不停地转动，一会儿自学，一会儿讨论，一会儿演算，可谓热闹非凡。但表面的热闹下牺牲的却是学生安静、独立地思考。所以，经常会出现这样的现象：学生一学就会，一做就错；上课听得懂，下课不会做；学生题目做了不少，解题能力并没有得到提高。久之，学生养成了急躁、急功近利的学习习惯，失去了主动思维的良好习惯。
“磨刀不误砍柴工”。教师应该给学生提供充分的思考时间，引导学生主动独立的思考。
2.启发要与学生的思维同步
学生在思考过程中遇到问题时，教师可作适当的启发引导。教师的启发要遵循学生思维的规律，因势利导，循序渐进，不要强制学生一定按照教师的方法和途径去思考问题。有经验的教师在备课时，认真揣摩学生的心理，站在学生思维和认知角度去估计学生可能发生的各种情况，先将不正确的思路排除，再将学生引入正途。
三、训练拓展多维思维
促进学生思维发展，取决于教师的主导作用，只有教师有意识地对学生进行指导和训练，才能使学生逐步提高思维能力。
1.一题多解培养学生思维的广度
通过不同的解法，可以让学生从不同角度思考问题，拓展解题思路。长期训练可以让学生把不同章节的知识融会贯通，灵活运用。
在例1的基础上可以让学生尝试去做下面这道题，并通过两种解法拓展学生的思维。
例2：如上图所示，滑片在某两点之间移动时，电流表的变化范围（0.15～0.4A），电压表的变化范围（6～9V），求：1.R1；2.电源电压。
方法一：利用例1分析的结果，I减小，U变增大，出电源电压相等的方程9+0.15R1=6+0.4R1，求解出R1。
方法二：∵电阻R1与滑动变阻器R串联，∴U=U1+U滑，∵电源的电压不变，∴△U1=△U滑，∵U=IR，∴△U滑 =△U1=△IR1，即R1=△U滑/△I。
2.一题多问培养学生思维的深度
通过几个递进关系的问题可以让学生深度思考问题，使思维有一定的连续性。
如在例2的基础上还可以进一步追问：当滑动变阻器的滑片在这两点间移动时，滑动变阻器消耗的最大电功率是多少？
在教学过程中思维方法的强化训练，还可以经常问学生，“你还有其他解法吗？”“你的想法与别人有什么不同？”“你的方法好在哪里？”这样的提问，有助于诱发学生反思和优化自己的思考过程。引导学生对照别人的解题方法进行反思，使学生既多学到了一些解法，又对创新思维作了检查、批判，锤炼了思维。
四、反思矫正错误思维
大胆放手让学生去做，暴露他们感知理解新知的矛盾和差异，深入挖掘，找出思维上的漏洞，让学生从根本上进行反思和纠正错误。
当代科学家波普尔说：“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素。”因此，反思错误，弄清哪些地方易犯错误，回忆自己解决问题的结果和过程，找出错误的根源，分析出错原因，提出改进措施，明确正确的解题思路和方法，这是培养学生批判性思维的重要途径。给学生一个研究争论的空间，让学生在争中分析、争中反驳、争中明理、争中内化知识和获得正确的方法。这样，让学生对自己的错误进行自我反思，看到庐山之真面目，找出病因，并及时给自己注射一针“疫苗”。那么这种错误资源不是更有价值了吗？从某种意义上说，学生的思维品质可以在尝试错误后的反思过程中得到优化。
总之，在教学过程中，要特别重视科学的思考过程。要教学生知识，更要教他们方法，而许多方法都是在这些过程中隐藏着，只有充分展示这些过程，才能有效地培养学生的物理思维能力。学生科学思维的形成，正如人体消化食物一样，是别人无法替代的。物理中的很多思想方法，技能技巧，如果缺少了学生自己的反思、体验和感悟，就不可能真正变成学生自己的。因此只有在不断的学习、训练、反思中，才能潜移默化的提高学生的科学思维能力。
（作者单位：江苏省张家港市新塍初中）
