以思维为核心，培养学生科学素养

费志明　赵海军

摘要：思维是人脑对客观事物的一般特性和规律的一种间接的、概括的反映过程。初中科学课程是以提高学生科学素养为宗旨的课程。培养学生的思维能力，是初中科学教学的主要任务之一，是实施素质教育开发学生智能，提高学生科学素养的重要措施。本文就实际教学过程中通过创设情境、问题引导、实验设计、挖掘习题等方面对诱发、激发、发展、拓展学生的思维能力的具体实践实例进行了分析。

关键词：初中科学；思维能力；实践研究

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）01-0063

恩格斯曾经说过：“思维是地球上最美的花朵，一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”

科学教育的本质和目的就是传承人类的智慧，包括人类积累下来的对自然和人类社会的认识，以及今后发展的认识。古人主张“授人以鱼，不如授人以渔”。这里的“渔”，实质上是指教给受教育者获取知识的思维方法，这才是教育之本。就如鲁迅先生说过的：“从喷泉里出来的都是水，从血管里出来的都是血。”要想培养学生的科学思维能力，教师就必须具备科学教学观。本文结合笔者的教学实际，浅析学生在科学学习过程中学生思维能力培养的实践与思考，旨在培养学生的科学素养。

一、创设情境诱发学生的思维

建构主义教学观认为，教学不是将知识以成品的方式交给学生的过程，而是学生通过自己与外部环境之间的交互活动获得知识的过程，在科学课程的教学中，我们要精心设计，创设情景，经常在好像没有问题的地方提出问题，激发学生的求知欲，使他们急切地想“探个究竟”，自觉不自觉地启动自己的思维，引导学生跨越，让学生亲历知识建构的过程，诱发学生的思维。

例如：《物质的构成》一节课中，有关分子之间是有空隙的内容教学时，我们可以通过如下的设计，让学生参与到知识的建构过程中。

教师：数学中1+1=？

学生：2

教师：那么在科学中有没有可能1+1≠2呢？

（强调在科学中，此时学生一片茫然）

教师出示装有黄豆和芝麻的两个量筒，让一个学生读出体积：分别为74ml和30ml，

教师：如果把两者倒入同一个量筒，你们猜测下总体积会是多少？

教师：那么有没有同学愿意来和老师一起完成一个实验呢？（找一个学生上台）

教师：你将芝麻倒入装有黄豆的量筒，并且摇晃几下（如果用力摇晃，一定要捂住量筒上端，避免外泄），再让学生读出读数85ml

学生：混合后的体积小于两者的体积相加

教师：为什么混合后体积变小了呢？

学生：黄豆颗粒之间有空隙

教师：那么分子之间有空隙吗？你能利用所给的器材设计实验进行验证吗？

……

在整个教学过程中，教师根据学生既有青年探究学习的能力，又不失儿童好动的天性的特点，利用简单的数学问题创设情境，学生的思维会更容易被调动，适当的时候给予启发，把学生好奇的目光聚焦到科学的探究上，不仅为达成教学目标奠定了基础，也让学生通过实验活动证明了科学中的1+1不一定等于2，诱发了学生的思维能力，从而学会思维的方法。

二、问题引导激发学生的思维

思维总是伴着问题而产生的。要激发学生的思维，就要给学生提供机会，当我们面对一个问题时，先是检索自己已有的知识，看能否对问题做出解释，此时若无法做出解释，说明起初的设想思维受阻需要立刻转换思维方式，就会诱发激发学生换种思维去思考如何解决问题。

知识是思维的基础，我们强调思维的同时，不能降低学生对基础知识和基本技能掌握的要求。著名物理学家劳厄说过：“重要的不是获取知识，而是发展思维能力。”科学学习的最终目标是要教会学生运用科学原理解决问题的能力。要注重培养学生勇于求索和大胆质疑问难的精神。

例如：在八下第四章《滑动变阻器的使用》教学时，教师展示一个可以调节亮度的台灯，并调节亮暗，教师接着提问：“在灯亮暗变化的过程中，电源电压变了吗？灯泡改变了吗？”学生回答“都没有变”。

教师接着追问：“那为什么灯泡的亮暗发生了变化？”

生：这是因为电路中的电流大小被改变了

教师：电路中的电流是怎么改变的？

学生：电路中的电阻改变了

教师：很好，那么电路中的电阻是如何改变的？你能不能设计出改变电灯亮度的电路？

（因为才学过影响电阻大小的因素，学生马上就会做出回答）

学生1：改变接入电路的电阻丝的长度（图甲）

学生2：改变接入电路的电阻丝的圈数（将电阻丝缠绕在铅笔上）（图乙）

教师：你们觉得这两种方案有什么共同点？

学生：都是改变了电阻丝接入电路的有效長度

教师出示滑动变阻器的实物图，接着提问：“这个滑动变阻器如何接入电路呢？”

教师：变阻器上有几个接线柱？实际应用中该如何接线呢？

①“能否直接接ab或者cd两个接线柱？”

②“如果要使滑片右移时接入电路的电阻增大，你可以如何接线？”

③“如果要使滑片左移时接入电路的电阻减小，你可以如何接线？”

④“你能总结出滑动变阻器接线的规律了吗”

⑤你能利用所给的器材改变小灯泡的亮度吗？

（器材：小灯泡、导线、电源、开关、滑动变阻器）

……

整个教学不仅以问题为起点，而且问题层层推进，使整个环节收尾相接，环环相扣，思维步步深入，思维品质步步提高，在不断提出问题和解决问题的过程中，让学生多角度多层的质疑，加深了学生对知识的理解，同时开发和培养了学生的科学思维能力。

三、设计实验发展学生的思维

科学是一门以实验为基础的学科，只有通过实验，才能科学地了解世界、认知世界、改造世界。实验教学是物理教学的重要环节，其核心就是培养和激发学生的积极思维。尤其是遇到问题时，如何利用科学方法设计实验方案，进行问题的解决。教师要鼓励学生仁者见仁，智者见智，不要轻易否定学生的观点，打击他们思考探求的积极性。

例如：《大气压》教学后，让学生设计实验，如何粗略估算大气压的值教学。

方案一：

1. 把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔；2. 如图3所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；

3. 观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。

4. 根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强

方案二：

A. 记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力。

B. 将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘。

C. 用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面。

D. 量出吸盘与玻璃板接触面的直径：计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S。

E. 根据p=F/S，计算出大气压的大小p。

实验教学不仅让学生掌握知识，还要让他们知道如何思维，虽然每位学生的思维角度不同，但他们在交流中互相得到启发，还能学习科学研究的方法，培养学生的科学思维。这样就让学生有了独立思考问题与合作交流的机会，提高和发展了学生的思维，让学生利用已有的知识创造性地解决问题，同时培养了学生思维的广阔性。

四、挖掘习题拓展学生的思维

科学教学不仅是教给学生已有的知识，而且要通过科学课程学习培养、发展和训练学生的思维，在今后面临新的问题时能找到解决问题的新思维和新方案。在平时教学过程中发现很多学生“上课听得懂，但是一做题又不懂”，究其原因其实就是思维缺乏灵活性。因此，在平时的教学过程中，教师要有目的地根据一道题巧做加工，让学生在完成的过程中，提出自己新的问题或者思考，自己设计题目，让其他同学进行分析，进而来增强思维发散和知识交叉，拓展学生思维的广阔性和灵活性。

例如：如图所示，小球放在光滑的墙角。已知地面水平，墙面竖直，球与墙面相互接触，则下列关于小球受力情况的示意图正确的是（ ）

好多学生在分析过程中误把墙面考虑进来，导致选错答案。因此，教师在分析讲评中要多问几个为什么，通过引导锻炼学生的思维具体如下：

师：小球处在什么状态？

生：静止状态。

师：在什么情况下小球才能处于静止状态呢？

生：不受任何外力或而立平衡的条件下。

师：该小球肯定是受力的，那么请大家分析以下小球的受力情况，找出平衡力并思考一下，那个答案符合题意。

好多学生找到小球受到了支持力、重力和墙面的对它的压力，也只知道了重力和支持力是一对平衡力，但怎么也找不到压力的平衡力。

……

整个过程不仅让学生对所学的知识进行了整理、应用，同时对学生的思維能力有效拓展，提高了学生在今后生活中面对新问题时，引起学生思考的波澜，能有效的进行思维转化，即把所需要解决的问题转化为已经解决的问题。

当然，培养思维的方法还有很多，比如类比思维、抽象思维、联想思维、逻辑思维、逆向思维、创造性思维等，甚至是综合性思维，都需要我们在平时的教学中结合相应的知识内容，发挥教师的主导作用，不断慢慢培养学生的思维能力。

总之，要培养学生良好的思维习惯，要求教师把知识作为过程而不是结果教给学生，为学生的思维发展创造良好的思维环境。思维能力不可能凭空培养，必须以知识学习为载体，我们要在新一轮课程改革的过程中不断加强学生思维能力的培养。正如爱因斯坦所说“学习知识要思考、思考、再思考，我就是靠这个学习方法成为科学家的。”我们要通过知识的教学帮助学生在自主探究和合作交流的过程中注重发展学生的思维，培养学生的科学素养，促进科学知识的学习，提高课堂效率。

参考文献：

[1] 蒋伟祥.试论初中科学课堂如何培养学生的科学素养[J].东方教育，5014（4）.

[2] 郑青岳.科学教育讲演录[M].杭州：浙江教育出版社，2015.

[3] 沈伟云.初中科学教学研究[M].杭州：浙江大学出版社，2015.

[4] 王耀村.初中科学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2016.

[5] 教育部.义务教育科学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

（作者单位：浙江省海宁市教研室 314400；浙江省海宁二中 314400）