思从容学从容

2018-04-19郭萍

新课程·中旬 2018年2期

郭萍

摘要：卢梭在《爱弥尔》中说道：“每一个人的心灵有它自己的形式，必须按它的形式去指导他，必须通过它这种形式，而不能通过其他的形式去教育，才能使你对他花费的苦心取得成效。”其实学生的思维就像琴弦，拨得轻重不同，效果完全不同。通过研究学生在科学学习中出现的常见思维障碍，运用多种方式来完善科学知识点的优化设计，并通过合作互动来成功跨越思维障碍，力争让学生学得更从容、更高效。

关键词：思维障碍；优化；高效

一、问题的源起

一轮又一轮的减负，看到了初中科学教材生动活泼、简明轻快、图文并茂的改编，更看到了开放课堂教学空间，凸显了学生主体地位。然而初中科学的学习是观察、思维、应用的过程。或许我们在热闹非凡的课堂、重探究过程的书本中只注意到浅层次的理解，淡化了对学生科学思维的训练，使学生分析、计算问题的思维能力慢慢减弱，使现实中的学生喜欢科学，却常常感叹着科学的难学。这就需要教师试着从学习方法、思维能力上去寻找原因。

二、学生学习科学的常见思维障碍

培根说：“懂得分析原因的人才可能成功。”只有暴露原因才能对症下药，使问题迎刃而解。没有问题的存在，便永远不会进步。笔者通过一段时间的调查发现，初中科学常见思维障碍主要表现在以下几个方面：

（一）用心记忆，无从着手

【现象1】在光的反射现象中，我们知道，入射光线的方向是可以主动改变的“因”，而反射光线的方向不能主动变化，只能随着入射光线方向的改变而改变，因而是“果”。由于学生只是机械地记忆，因此在叙述光的反射定律时，常常把其中的“反射角等于入射角”错误地表达成“入射角等于反射角”。

【反思1】初中科学是一门综合课程，包括物理、化学、生物、地理等知识板块，知识结构差异很大，不同性质的内容学习时对应的方法也应该不同。如果思维正处于半幼稚、半成熟时期的中学生，学习知识仅靠多而杂的习题且以机械地照搬课本的内容为主，那么解题时往往会出现思路混乱，甚至颠三倒四、繁杂无章的现象。

（二）任凭经验，无法深入

【现象2】在学习《浮力》之阿基米德定律后，问学生：“物体在水中的不同深度受到的浮力大小是否一样？”有很多学生回答说不一样。问：越深处浮力为什么越大？学生的经验是把一个浮在水面上的物体，当把它向水中深处按时，按得越深觉得所用的力越大，说明越往下物体受到的浮力越大。

【反思2】生活中处处存在着科学，学生在学习科学之前，已经观察和接触过许多科学现象和应用科学知识的事例，但一些粗淺、错误的生活观念，常常会阻碍正确科学概念的建立，影响了创造性思维能力的发展。

（三）一知半解，以偏概全

【现象3】在学习了电功的计算式W=UIt后，学生根据欧姆定律推导出计算式W=I2Rt，并会顺利地应用于计算中。但当学到电动机的运算时，又会发现用W=I2Rt计算的结果与用W=UIt计算的结果是不一样的，所以一旦有类似题出现，就靠运气两公式随便选一个，对于之前老师告诉的在纯电阻电路中W=I2Rt，而在非纯电阻电路中W≠I2Rt，为什么是这样，学生根本没有深究，思维的断层就出现了。

【反思3】科学知识涉及多个因素，是由多个因素共同决定的，如不重视对一些重要概念和原理的产生过程进行深刻的体会和探究，而是一知半解，那么认识问题局限于表面，不能脱离具体的表象把握其实质，在分析和解决科学问题时，就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。

（四）表象干扰，云里雾里

【现象4】在学习摩擦力时，学生总是认为接触面积的大小是影响滑动摩擦力大小的一个重要因素，即接触面积越大，摩擦也越大，而对于压力大小因素却深信不疑，甚至不加思考地运用于各种情景中去，教学中老师反复强调，学生也反复错误。例如，用力F将木块压在竖直墙面上，木块静止，如图1所示，当F增大时，墙对木块的摩擦力的变化情况是（）（很多同学选A）

A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断

【反思4】中学生的心理发展处于思维发展转折期，开始由经验型的形象思维向理论型的抽象思维转化。如果学生对特定条件下的科学现象和过程在头脑中没有建立起正确的物理表象，不会用科学表象进行抽象思维，就很难把文字叙述、数学表达和现实物理过程联系起来，就像此题中，很多学生都会被其表象“受到压力越大，滑动摩擦力越大”所干扰，也就难以正确地进行受力分析，思维活动受阻，就无法从容地学习下去。

（五）思维定势，逆向而行

【现象5】在学习碱的性质时，经过操作、观察、比较、讨论后，老师归纳：“碱溶液能使无色酚酞溶液变红色，因为氢氧化镁是碱，所以氢氧化镁能使无色酚酞溶液……”说到此处戛然而止，瞬息之后学生齐声接答：“氢氧化镁能使无色酚酞溶液变红色。”

【反思5】科学思维的定势性：学生按照积累的思维活动经验教训和已有的思维规律，在反复使用中形成了比较稳定的、定型化了的思维路线、方式、程序、模式。思维定势有其积极的一面，也有消极的一面。而消极的一面限制创造性思维的发展，容易形成心理惰性和功能僵化，阻碍学生对问题的深入理解和探讨。上述现象就是学生没有讨论问题的相异之处，简单套用同一种方式以致酿成的错误。

（六）心理欠妥，行且不行

【现象6】许多成绩中等偏下的学生害怕犯错误、害怕别人嘲笑，因此在思考和解决问题时不敢超出常规的模式；不深入理解科学概念及规律的本质和内在的联系，在解决问题时，只重结果，忽视思考过程，只要得出正确的结果，不愿多想其他的解决方法。

【反思6】科学问题的复杂性使解题方法不一定正确，即使正确也是不一定是最好的方法，实施中不可能一路畅通……加上学生在解题过程中不善于从不同角度或侧面去理解、记忆，不注重知识间的联系，不善于心理平移和思维调整，不会转化到新的角度去考虑，因而导致望新题生畏，一筹莫展。

三、解决思维障碍的策略

上面的思维障碍都会让我们的学生在学习科学中走向错误的方向，最终挫伤学生学习科学的积极性。为了让学生能破除思维障碍，并让科学的学习变得有效、高效。本人做了以下几方面的努力：

（一）追根溯源——暴露思维框架

苏联教育家斯托利亚尔认为：“在教学的每一步，不估计学生思维的水平、思维的发展就不可能进行有效的学习。”初中科学是从表象出发，经过分析归纳总结出来的，初中生的抽象思维能力不强，他们对概念和规律的正确理解必须建立在感性材料基础之上，如果没有足够的感性材料势必会造成学习上的困难，然而这也是学生解决问题的必经之路。课余时间的询问与杂谈、错题本的错因与相关知识的考查、预习案的批改与交流、课堂上的师生互动，能让教师很清楚地知道学生的思维障碍在哪里，找到了根源加以正确的点拨，才会让学生有自主的体会，思维也会随之畅通无阻。

（二）优化设计——突破思维障碍

1.追因果——让思维更加严谨

科学概念之最具体、最主动、最本质的联系是因果关系。利用哲学中因果性原理可以帮助我们在解决问题时，寻求事物产生的原因，拓宽联想到事物的反面和相关或相似的事物，这样使学生的思维更加严谨。

例如，在进行重力的教学中，提到了“重力与质量成正比”（G=mg），学生始终不以为然，一会儿认为重力与质量成正比，一会儿认为质量与重力成正比。出现这种问题是因为对概念一知半解。

概念优化：

师生先简单地一问一答，对于老師提出问题，学生必须回答，然后教师概括，意在让学生自己找到异同，这样才有碰撞思维的可能，思维也会更加深刻。

师问：如果没有质量，那么世界上还有物质吗？生：没有。

师问：没有物质，那么地球可以吸引什么？生：什么也没有。

然后师再总结：质量是先决条件，没有质量，即没有物质，如何有重力，地球吸引什么？更何谈重力呢？在这里，因为是先有质量（即有物质、有物体）然后才是有吸引而产生了重力。所以重力与质量成正比，而非质量与重力成正比。从中还可以引申至为什么质量不随地理位置的变化而改变。

2.创实验——让思维更有新意

我国学者钟启泉教授指出：“实验是在学习者的面前引起日常生活中不可能经验到的现象。违背学习者常识的实验结果，将造成学习者意识中的认知失衡状态，摆脱这种认知矛盾状态求得解放的需求，就成了学习的动机。”教师在讲解由前概念引起的问题时，应设计能够引起学生认知冲突的小实验，这样才能让学生感觉到有改变认知结构的需要，接着通过实验事例把科学的概念告诉学生，并把科学概念运用到更为广泛、深刻的现象中去，学生在新的思维结构下有更多成功之路的时候，他们就会接受新的科学前概念。

例如，在学习摩擦力时，学生总是认为速度或面积都是影响滑动摩擦力大小的重要因素，即速度越快滑动摩擦力也越大，或面积越大，滑动摩擦力也越大。虽然课堂中老师反复强调，学生也反复出错。

实验优化：

如图2所示是测量摩擦力的装置示意图，让学生根据图亲自拉一下，

（1）当使长木板由匀速运动变成加速或减速运动时，此时弹簧秤中弹簧的伸长量针如何变化？

（2）将木块换一个面积不同的面再拉，此时弹簧秤中弹簧的伸长量针如何变化？

3.重对比——让思维更有深度

在科学教学中恰当地运用对比，可使相似概念之间有极强的反差，帮助学生在头脑中建立稳定、清晰的联系，可以使学生思维逐渐清晰。

例如，在学习平面镜成像特点时，问：平面镜成像后，当人离平面镜越来越远时，像的大小如何变化？大部分学生认为：像会越来越小。因为平面的像看上去变小了。

实验结果与前概念的对比：

做“平面镜成像”实验，用实验结论来回答。

（1）当拿另一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去跟玻璃板前面的蜡烛的像完全重合。（后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。）

（2）远离或靠近蜡烛时，把学生点着的那支蜡烛放在所成像的位置时，都是刚好和像重合。

（3）学生自己归纳：说明像的大小与物体的大小相等，与物到平面镜的距离无关。

事例与前概念的对比：

结论出来了，可现实中的经验是：当人离平面镜越来越远时，像越小。那如何解决呢？

师继续问：平面镜成的像，物像大小相等，确定？学生回答：确定。

师：我们的教学楼高大吧，站在本地最高的山顶看我们的教学楼，有什么感觉？生：变小。

师：那我们的教学楼真的变小了吗？生会恍然大悟：不会。

然后师告诉学生：像大小不变，变的是我们的视角。然后作图分析。

4.促联想——让思维更有广度

在联想过程中把已知和未知联系起来，然后再创造一个新的已有知识，积累起来运用。其实这就是学生的一个学习能力，同时也使学生的思维不断地拓展与延伸，对科学知识点的认识变得更深刻、更灵活。

例如，很多学生对电学规律理解不透，且思维狭隘。如题：两盏灯分别是L1为“4v 2W”、L2为“12v 3W”，如果将它们串联后接到某直流电源两端，要求能工作较长时间而不损坏L1与L2，则电源电压不能超过多少伏？很多学生会直接将两电压相加。

优化设计：教师可以让学生联想木桶装水原理。

师问：请同学们想一下木桶装水的情况，先画出简图，然后指出“如果木桶的某几块木板高度不一，则盛水多少是由哪块板决定的？”

生答：最短的那块桶板。

师问：为什么？生会笑着回答：不然水都从那短板中流出来了。

师问：那么这两灯串联后，通过的电流由谁来决定？生答：当然是小的。

师问：为什么？相信此时每个学生都会笑着说不然电流小的灯会坏的。

师可再问：如果以后我们碰到此问题，即当对强弱不一的某些对象同时施加相同的影响，且不能超过其中任何一个对象的承受能力时，必须着重考虑弱者。就像该题一样，当相同的电流通过L1和L2时，必须保证电流不能超过低的灯L2的额定电流。

于是学生对该类型题的认识有了一个新的高度。

5.究多变——让思维更有张力

奥苏伯尔认为“为迁移而教”，实际上是塑造学生良好认知结构的问题。如能在解决科学问题的过程中通过一题多变进行有效的知识迁移，不但有利于学生已学知识的巩固，还能让学生理解推理，培养其思维的逻辑性和发散性。

例如，水槽中有一只漂浮着的碗，将其按入水中下沉后，水槽的水面将如何变化？

大部分学生认为原来只有一部分浸在水中，现在整只碗在水中，所以液面上升。

优化设计：

①先让学生回家自己动手操作

②然后理论分析：关键在于排开水的体积如何变化（而非记忆）

原模型为漂浮F浮1=G，后为下沉而F浮2

③一题多变：（让学生来说题）

（1）水槽中有一只漂浮着的碗，将其碗内的石块（木块）放入水中后，水槽的水面将如何变化？

（2）冰块漂浮在一个装有食盐（或水）的水槽内，当冰块熔化后，水槽内的液面将如何变化？

（3）内含有石块（木块）的冰块，漂浮在一个装有水的水槽内，当冰块融化后，水槽内的液面将如何变化？

（三）合作互动，跨越思维障碍

布鲁纳认为：知识的获得是一个主动过程，学生并不是信息被动接受者，而应该是知识获得过程的主动参与者。教师要在课堂和课外创造一个民主的环境，让学生积极参与从“说”到“做”再到“评”的互动学习过程，即老师设计问题，让学生间相互讨论，师生间相互讨论，使学生混乱的知识体系在讨论中去除错误，化解思维定势负效应，让思维在相互启发中跨越障碍，在辩论中得到真知。

四、研究的收获

（一）成效

1.在梳理中生发了智慧

错误知识的梳理是破解思维障碍的关键，其会领学生进入自主学习的状态，让学生成为学习真正的主人，同时也转变了学习科学就是靠题海战术的观念。

2.在合作中提升了能力

跨越思维中合作互动满足了学生的心理需要，让每个学生在同学的帮助下有大量的机会表达自己的观点，从而使他们思维能力得到了很大的提高，责任意识也在慢慢提升。

3.在改革中拔節了生命

教师通过仔细分析学生思维障碍，实现了教学组织策略的有效性，根据学生的学情设计教学内容，优化了课堂教学、课后教学的结构，使每个学生的知识、能力、情感都得以发展，同时让他们从容学习、高效学习。

（二）反思

1.不同的学生，思维的障碍是不同的，教师不能以一个学生的思维障碍来替代全班学生的思维障碍，需要全面了解，才能有新的突破。

2.了解学生的思维障碍是一项非常烦琐的事，且不同的学生基础、智力、环境不同，哪怕是同一内容的错误情况，也是不一样的。所以教师需要有更深、更广的知识面，才能根据不同的思维障碍来设计不同的教学结构和重难点，才能在教学中游刃有余。

3.有效解决学生的思维障碍，需要给学生足够的时空，任何仓促的教学活动都会导致事倍功半。所以解决学生思维障碍时还需要考虑数量、时间、难易程度等因素，才能让学生思维畅通。