谈如何通过科学方法培养学生抽象思维能力

毛学辉

摘要：抽象的科学规律和科学概念往往是科学教学中的难点。如何在科学教学中很好地通过科学方法的指导培养学生抽象思维能力是科学教学的核心之一。本文通过常见的几种科学方法摸索如何提高学生抽象思维能力。

关键词：抽象思维 科学方法

【中图分类号】G633.7

在初中科学六册内容里，有很大一部分教学内容是需要学生具备一定的抽象思维能力。因此这些内容往往是初中科学的教学难点。从学生心理发展的规律来讲，学生的大脑正处在从其形象思维向抽象思维转变的阶段。形象思维是借助于具体形象来展开的思维过程，亦称直感思维。抽象思维是运用概念、判断、推理等来反映现实的思维过程，抽象思维也称逻辑思维。大部分学生难以解决的内容：例如浮力、运动、力、电路等方面的问题。这些方面往往是因为学生只是应用其本身的形象思维去判断问题所呈现的情景，过多依靠了学生自己的直觉。 像浮力、运动、力、电路等方面问题情景的疏理往往需要学生能表象中分离出本质的信息，再应用科学的规律进行分析和判断。但是让学生从形象思维转变到抽象思维，让学生凭直觉来判断转变科学分析不是一蹴而就的事情。熟练应用科学方法则有助于学生对思维难点的疏理和分析。在长期间的教学中，体会到科学方法的教学指导不应该是简单的方法介绍，而是能让学生熟练应用各种科学方法。

科学方法有控制变量法、理想模型法、实验推理法等方法。在科学教学中充分让学生熟练运用这些科学方法，有助于学生对科学规律和科学概念的理解。科学方法不只是单纯的以知识的形式传递给学生。在实际的教学中，教师不应该仅仅介绍科学六册教材中有哪些内容分别使用哪些科学方法，而是在教学过程中更多地作为主要的教学内容让学生熟练应用。其实，科学方法的应用往往成为学生理解抽象内容的关键。下面介绍几种常见的科学方法在教学中深层次的应用：

1、理想模型法

理想模型法就是在用科学规律对实际事物进行研究或揭示物理现象在某种特定 条件 下遵循的某种规律时 。能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。运用理想实验方法 ， 可以简化和纯化研究对象及其所处状态和发展变化的过程 ，大大方便了对物理问题的处理 ；因此在教学中应该强调理想模型法的一些特点，以及如何把具体的实物模型化。对于教师反复分析过的模型或者情景，学生往往都能很好地了解。对于新模型或新情景学生就不能学会利用理想模型的方法来分析问题，对于事物就停留在形象思维层面上，解决问题最后也是靠学生自己的直觉。以下题为例：

小明为了在取书时不把书架弄乱，设计了一个“方便书架”，每本书都加上一个铁支架小明取书时，作用在按压块上的力始终与按压块垂直，铁支架从图甲状态匀速转动到图乙状态的过程中，小明所用的力的大小______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

很多学生第一次看到这个杠杆模型的时候，有一些学生甚至没有和杠杆联系起来。还有一些学生没能很好地分析出杠杆的五要素，并错误回答所用力大小的变化情况。本题中的书架可以进行模型化处理，从中分析出杠杆五要素。杠杆模型的五个要素：动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂都需要由它们的定义来找出。对于新模型或新情景学生就不能学会分析，只能凭直觉判断不能进行有效抽象分析。这其中与学生没有建立模型的观念和掌握相应模型化技能。因此在教学过程中，应该强调学生应用理想模型法进行熟练应用，并树立事物分析时的模型意识。

2.实验推理法。

实验推理法它以大量的可靠的事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示规律的本质，是科学研究的一种重要的思想方法。推理熟练应用对于学生加强抽象思维的严密性和完整性具有很重要的作用。推理也有助于学生对科学本质更深入的理解和学习。在教学中时时渗透推理思维，对于学生抽象思维能力的培养应该有积极的影响。学生学会敢于科学推理，拒绝接受式科学知识学习，树立学生良好的科学价值观。

学生在学习牛顿第一定律的时候，对于运动是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动原因的理解存在主观上形象认识错误。在教学中充分利用伽利略斜面实验对实验与推理想结合的方法进行方法教学，让学生的主观判断和实验推理发生思维冲突以激发学生深入的思考。

在探究空气能传声的实验中，逐渐将真空罩内的空气抽出，听到罩内的闹钟的声音逐渐变弱。很多学生在回答本实验本身可以得出什么结论时，答案往往都是声音在真空中不能传播。由于无论怎样抽气是不可能将真空罩内的空气抽完的，因此实验中并没有真正做到真空，也不能得出声音在真空中不能传播的结论，而只能说明声音的传播需要空气等介质。

声音不能再真空中传播这个结论是需要在实验的基础上推理得出。由此，学生才能深刻体会到推理方法在科学中的重要性。

3. 类比法

类比法就是在我们学习一些十分抽象的，看不见、摸不着的科学量时，因为有一些比较相识的概念比较难以理解，所以相互类比彼此的相同之处和不同之处。在科学教材中常见的类比有：电流类比水流，电压类比水压，电路类比水路，电源类比水泵，，导线类比水管，研究声波时类比水波。

在学习串联和并联电路的过程中，学生对于串联电路和并联电路的电流特点理解存在困难。及时利用类比法把水流和电流的相识之处进行形象地类比。在分析电路的教学环节，让学生应用水流的类比思维也有助于学生理解抽象的难点。在速度概念的教学中提到，速度是指单位时间内物体通过的路程 ，描述物体运动的快慢。在学习功率概念的时候为了方便学生更好地理解，可以利用速度和功率的类比。同样地在学习电功率的时候，也可以利用类比法实施教学过程。通过类比学生能较好地对这几个概念的区别和联系握清楚 。

科学方法还有很多种，例如转换法、控制变量法、等效替代法等等。每一种科学方法都能帮助学生在抽象理解问题的方面起到重要的作用。科学方法的熟练应用才能培养学生活跃的科学思维和较高的科学素养。让学生在学习过程中培养应用方法的能力应该说是科学教学三维目标中最重要的一环。在实际的教学过程中，如何更有效地实施科学方法的教学过程还需要教师们不断地摸索。