基于发散性思维培养的初中科学试题分析

摘 要：发散性思维是科学思维的重要体现，试题分析是初中科学教学的重要途径。教师应该在试题分析过程中重视对学生发散性思维的培养，引导学生把科学知识和科学思维有机结合，从而提升学生的思维品质，促进学生学科关键能力的发展。

关键词：初中科学;发散性思维;试题分析;关键能力

试题分析是联系科学概念、规律的桥梁，能帮助学生加深对科学核心知识的理解。教师应该在试题分析过程中有意识地引导学生打破思维定式，学会用发散、多元的思维方式来分析和研究问题。这样不仅能使学生更好地掌握科学知识，还能引导学生把知识和灵活的思维方式有机结合，从而提升学生的思维品质，促进其学科关键能力的发展。

一、 角度切换，培养学生的“发散”意识

传统的试题分析课往往采用学生做题目、教师讲题目的模式展开。由于课业负担较重，教师的教学和学生的学习都难免套路化，学生习惯于套用公式的方法解题。而有些科学题目，若单从一个角度去思考可能比较复杂，甚至难以理解，但若能换个角度来思考，就会豁然开朗。

例如九年级上第三章第3节《认识简单机械》中有关滑轮的知识点，在教学过程中，教师会从杠杆的五要素着手教学，给学生留下深刻印象的是：定滑轮是一个等臂杠杆，动滑轮是一个省力杠杆。若不计滑轮重力和摩擦，图1中满足F1=G物，F2=12G物，学生能轻松地回答出来。从学生的实践来看，只要是涉及图1的题型，学生的准确率普遍较高。但对于图2中的F和G的关系，一些学生会难以理解，因此有些学生的脑海中便出现了老师上新课时所讲的解题方法：“动滑轮是一个省力杠杆，动滑轮上有几段绳子，那么拉力F=1nG”。于是便得出F=12G的错误结论。当然，还是有一部分学生可以通過对滑轮的分析后，发现两者的区别，从而更正并进行正确地解答。

如果能从另一个角度着手的话，问题则会简化许多。借助学生已经掌握的“二力平衡”知识，用力的平衡这一概念来解题，也许可以事半功倍。具体思路如下：以滑轮作为研究对象，首先判断滑轮的运动状态，一般为静止和匀速直线运动两种状态，即平衡状态，此时滑轮受到的力应该相互平衡。从这个角度看，若不计滑轮重力和摩擦，该滑轮受到一个向上的拉力F，两个向下的拉力T1、T2（如图3），由于T1、T2是同一根绳子的力，大小应相等均为G，于是得出结论F=2G。

当条件改为只是绳子与滑轮之间的摩擦不计，要考虑滑轮重G动时，这种解题思路的优势会更加明显。按原来的方法去解答图2时，在原有条件上又多了一个G动，真的会让许多学生束手无策。而用力的平衡这一思路仍旧可以较为轻松地解答，根据图4受力分析立即可得：F=2G+G动。

运用这种思维方法，还能解决更加复杂的难题。

如图5所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5kg，木板质量M=10kg，人的质量m=30kg，不计摩擦与空气作用力。各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。（g=10N/kg）

看到这个题目时，学生会自然地运用滑轮的知识来解决，思考A、B是动滑轮还是定滑轮，那样就会一头雾水。如果我们用力的平衡的概念来解题，应该是这样的思路：首先对两个滑轮进行受力分析（如图6、图7），可以得出F=2T1+GA，T1=2T2+GB，而F=G总，三式联立后化简可得T2的表达式，代入相关数据后得T2=87.5N。

二、 模型重构，提升学生的“发散”技巧

学生对不少问题的解答感到困难并不是因为题目本身太难，以致学生无法解决，而是因其思维形式或结果与具体问题的解决存在着差异，也就是说，学生的科学思维存在着障碍。教师可以引导学生在原有认知的基础上重新构建模型，辨析原有模型和实际问题之间的差异性，简化思维过程，理清解题思路。

例如一些电路故障分析题（图8）：在伏安法测小灯泡电阻的实验过程中，当S闭合时，无论怎样移动滑片，小灯泡都不发光，电流表始终没有示数，电压表有示数且保持不变。则产生这一现象的原因可能是（  ）

A. 灯L短路B. 开关接触不良

C. 灯L断路D. 滑动变阻器断路

大部分学生的分析过程是这样的，由于电流表无示数，排除A;由于电压表有示数，则电压表应该与电源相连，测得电源电压，所以排除B、D。

这样的思路解决上题可行，但在遇到如图9的题型时，则会遇到障碍。当K断开时，电压表测得    两端的电压;当K闭合时，电压表测得    两端的电压;当K从断开到闭合，电压表示数    （选填“变大”“变小”或“不变”）。

学生可以理解当K断开时，电压表测得电源电压，但当K闭合时，就有许多学生无法弄清关系，怎么会测得L2的电压，不是还在测电源电压吗？怎么一会儿测的是用电器两端电压而一会儿又测的是电源电压？这对许多学生来说都是一个难点，或许通过大量习题的训练也可以熟悉此类题型，但可能学生并未真正理解其中的原因。

我们可以将这个问题进行模型重构，先画出图9的等效电路图为图10。其实无论开关通断，可以看作电压表始终接在灯L2和开关K串联后的两端，测ab两点之间的电压。当开关断开时，由于ab之间断路，可以看作电压表测得一个无穷大电阻两端的电压，利用串联电路的分压特点，分析得无穷大电阻分到几乎全部的电源电压;而当开关闭合时，电路接通，电压表测得是串联电路中灯L2两端的电压，只是电源电压的一部分。所以当K从断开到闭合，电压表示数变小。

再来重新分析图8的情况，电压表示数并没有随滑片的移动而变化，说明滑动变阻器阻值的变化可以忽略，不难发现，其实电压表刚好测到一个无穷大电阻两端的电压，所以灯L发生断路。

三、 方法迁移，激活学生的“发散”思维

在初中科学的学习中，一种方法不可能适用于全部学生，教师若能用多种方法进行教学，就会有利于更多的学生理解和掌握知识。

例如化学计算题，10克铜放在空气中加热一段时间后发现固体质量增加了1.6克，求生成了氧化铜多少克？

这个题目对于大部分的学生来说不算太难，这是一个化合反应，根据题意分析得，增加的质量即参加反应的氧气的量，利用化学方程式2Cu+O22CuO列式计算得生成了氧化铜8克。如果教师此时没有对本题做进一步分析，那将丧失一次极好的训练学生思维的机会。我们可以这样引导学生：把注意力放到固体上，质量的增加量是生成的CuO比参加反应的Cu的质量差，就引入一个Δm进行计算。过程如下：

2Cu+O22CuO   Δm

160160-128

x 1.6

即可算得生成了氧化铜8克。

通过这样的训练和启发，能更好地激活学生的发散性思维，引导学生多角度思考问题，并将已经习得的思维方式迁移到解决更复杂的问题中去。

例如，将12.8克铜片放入足量硝酸银溶液中，一段时间后取出铜片洗净烘干后，称得质量为 13.56 克，计算参加反应的铜的质量。

用一般的思维方法此题始终有一困惑，就是题意中没有说清12.8克铜片是否完全反应，因此已知的两个数据都无法直接代入方程式计算。那我们用刚才的思维方法来解题：

铜与硝酸银发生反应：Cu+2AgNO3Cu（NO3）2+2Ag，根据化学方程式的意义可以看出，若有64克铜参加反应，则会生成216克金属银，固体质量增加152克，它与题中给出固体质量差量构成对应比例关系，可用差量法求解。过程如下：

Cu+2AgNO3Cu（NO3）2+2Ag  Δm

64216216-64

x 0.76

即可算得參加反应的铜的质量为0.32克。

一道题，如果只会一种方法，就只能停留在这一个问题上;一本书，如果只看到表面上所讲到的，那么，永远也领悟不到这本书的真谛。初中生发散性思维的培养是一个漫长的过程，教师应该充分了解学生个体之间的差异性，站在学生的角度优化试题分析的策略，逐步培养学生的发散意识，提升学生的发散技巧，激活学生的发散思维。

素质教育推行这几年来，已经向传统的教学提出了更高的要求，但只要我们坚持以学生为主体，以培养学生的发散性思维为重心，定能提高科学教学质量，摆脱题海战术，真正实现轻负担高效率，从而为提高初中生的整体素质做出应有的贡献。

参考文献：

[1]陈蓉.学生发散性思维的培养策略分析.中学物理教学参考，2019，48（12）.

作者简介：

邱亦斌，浙江省绍兴市，诸暨市马剑镇中。