培养科学思维

培养科学思维，提升学生科学素养

初中物理课程标准指出“面向全体学生，提升学生的科学素养”，强调“物理课程的学习要以探究为核心”，要让学生亲历科学探究的过程，提升科学探究水平、培养科学素养。科学素养简单的概括为科学知识、科学思维和科学情感，其核心是科学思维方式的形成，包括逻辑思维、辨证思维、批判型思维以及发散性等思维品质，它是学生知识素养、实践水平的综合体现，反映了学生智慧发展的水平。科学探究的终极目标就是培养学生的这种理性的思维方式，从而形成科学研究的技能和方法。能够说，缺少科学思维的探究活动仅仅一种形式上的探究，“科学思维是科学探究的核心和灵魂”，科学教育的过程要真正体现科学探究的本质，就必须把发展学生的科学思维水平放到重要位置。下面结合我自己的教学实践，就如何在科学探究活动中培养学生科学思维谈几点做法。

一、在教学设计中找准切入点确立科学思维的培养目标

设计一堂探究活动课，很多教师很自然地把精力放到了活动的设计和安排上，从提出问题、实行猜想假设到设计实验收集数据、得出结论，很少考虑到学生的科学思维培养问题。而事实上，科学探究的本质应是思维的训练和发展，所以我们在探究活动的安排上，不要追求贪多求全，不要安排过多的活动，而要“追求学生在科学探究活动中思维的过程和价值”。一堂只有40分钟的课里，我们面对众多的目标，就要懂得选择和放弃，我们能够选择一个最有价值的活动深入地把它做好、做足，设计活动时预设思维的切入点，围绕思维点的解决层层展开。

如在《电动机》一课的教学中只设计了一个活动：如何让线圈转动起来。这是一个具有挑战性的任务，学生解决这个问题的过程是自主探究的过程，也是思维由浅入深的过程。能否成功的让线圈转动起来，绝不是老师的终极目标，目的在于引起学生对自己活动过程的注重，注重线圈转动起来的过程中产生的问题，注重问题的解决方法，注重自己活动过程中的思维过程，这里面蕴涵了多个思维点：发现问题：线圈为什么不能连续转动，怎么回事？作出假设：可能是电流的方向影响了线圈的转动。在课堂上，学生采取的方法不同，途径不同，效果也不同，但他们都真正实行了一次科学探究活动，当成功的使线圈转动起来的时候也就对电动机原理有了一定的了解，有些小组可能到下课也没有成功，但在这样的过程中因为分析问题，解决问题的动脑环节多了，所以科学思维就得到了较好的训练。

二、创设问题情境引发积极思维

问题是思维的发源地，没有问题就不会引起思考。在探究活动中有多少价值的提问、引导，就会引起学生多少的有效思考。能够说，“问题是整个教学过程的主线”，教学活动自始至终均应围绕着问题展开。教师要善于设计问题，

激发学生的认知冲突，引发学生的思维，使其处于积极主动的地位，从而把他们的注意力引向所研究的问题上来。通过问题情境既培养学生的探究精神和探究习惯，又拓展了学生的思维空间。

例如，在浮力教学中，教师可提出问题“为什么水的浮力有时能够浮起一艘万吨巨轮，而有时却托不起一枚铁针”，简单一句话，却能够引发学生的思考，然后进一步提出问题“究竟怎样的物体能够浮在水面上？”使学生提出可能影响浮沉的一些因素，引发学生激烈讨论。可见，学生有了问题需要就有了思维活动，注重生本，提出符合学生认知心理的问题，是发展学生科学思维的前提。

再如，学习摩擦力时，在课的开始设计一个“抓泥鳅”的活动，学生在水里怎么也抓不起泥鳅，但在黄沙箱里却很容易抓起来，接着一个“为什么”的问题就能够“一石激起千层浪”，学生不论成绩好坏，都能积极思维，参与讨论，表达自己见解。这样，通过情景设置疑问，从而引发学生的思考，继而训练学生的科学思维，思维水平提升了，学生学习科学时也会产生内在的快乐。

三、提供结构性材料锻炼思维灵活性

“材料引起活动，活动发展思维”，课堂中为学生提供恰当的自主探究材料，对提升学生自主探究活动的水平，促动思维的发展有着明显效果。所以我们理应利用实验材料特别是结构材料----这只无形的手引导学生走上认知、探究、发展之路。有结构材料应是揭示学生探究的思路和探究的方法，能引导学生思维活动，能让学生调动视觉、听觉、嗅觉等多种感官去了解事物。

例如《磁铁的性质》一课，为了培养学生的思维水平，我和学生共同准备了各种各样的磁铁、小盆、磁铁性质实验盒、铝制的吊篮、小的曲别针等有结构的材料，而且各自的材料不尽相同，这样为学生亲历探究活动提供了充分的物质保障。学生根据有结构的材料动脑设计实验，反复动手实验，动手画出实验中的现象，在获取大量事实基础上，对各种现象实行筛选，直至概括出磁铁的性质。这里“材料”看上去数量上多了，杂了，但却改变了学生跟着教师走的机械思维状态，使学生像科学家那样在众多有结构的材料中灵活选用，按照各自小组的探究方案展开研究，这个过程有利于发展学生的比较、分析、概括等科学思维水平，这样他们的思维活动会持续拓展。

四、动手之前先动脑提升思维严密性

动手之前先动脑，围绕着要探究的问题，重视并引导学生制定探究活动的方案，是展开探究活动的重要环节。动脑是为了动手的顺利实行，是提升学生思维水平的有效途径。因为受知识经验和水平的限制，学生考虑问题往往缺乏周密性，围饶某个问题制定活动计划时，学生提出解决问题的方法往往是粗糙的、片面的、不完善的，缺乏科学性，实验前的动脑能让学生的思维从模糊走向清晰。

教师要引导学生通过完善方法来发展学生的思维，掌握科学探究的方法。在探究前准备不光是待会儿要用到的各种材料，在某种水准上来说，更重要的是让学生在动手前经过一番自己的思考，“先做什么？后做什么？”“要哪些材料？”“实验时该注意些什么”……这样，让学生动手和动脑紧密结合起来，变传统的实验技能模仿为学生主动的设计实验，从注重技能的形成到注重思维品质和综合实践水平的养成，在动手动脑中切实提升学生的科学素养。

五、动手之后更动脑发展思维抽象性

探究活动开始后，课堂气氛异常热烈，这时教师要让学生做好探究记录，这不但是重要的科学方法，更有利于学生的思维发展。学生通过实验观察、小组讨论，把观察到的现象转换成文字或图形记录，这就要有思维的过程，特别是要把现象和结论联系起来，他们还要经过度析、归纳等抽象思维的过程。如在做热传导的实验时，教师要求学生把现象记录下来，同学们一边观察一边画了金属条和金属圆片热传导时的速度和方向。虽然是简简单单的箭头，但是很形象地表示出了固体热传导从高温向低温传递，以热源为中心向四周扩散的规律，也能协助学生建立思维从形象到抽象的过程。

交流和讨论是学生在观察和实验的基础上形成科学解释的主要过程，学生思维的活动往往是在交流和讨论中最为激烈。所以应注重学生交流汇报，通过小组交流、大组汇报等不同形式，引导学生表述时说出前因后果，对探究结果做出解释。并且引导他们学会在分析的基础上综合，在分析、综合的基础上比较、抽象、概括。如在教学《滑轮》一课时，引导学生理解了定滑轮后，引导学生讨论使用定滑轮的好处。在学生为使用定滑轮是否省力而争执不休时，教师即时地启发学生用弹簧秤实行实验，并引导他们分析不省力的原因。在理解了动滑轮后，再依次引导他们分析动滑轮是否省力？能省多少力？并用实验验证。在此基础上，再引导学生分析两种滑轮的优缺点，最后讨论做个怎样的装置工作起来既方便又省力。这样一次又一次的激起学生的兴趣，促使他们积极的分析、验证、综合，最后得出准确结论，从而提升学生的科学思维水平。

六、在交流中质疑增强思维批判性

语言是思维的外壳，“通过语言能够促动思维发展”?。所以学生讨论、交流、回答问题时往往是他们思维活动最活跃之时，也是培养他们思维水平最好之时。但在现实教学中我们的老师总还习惯于让学生在探究活动中获取某一个科学结论，学生一旦得出了某一个科学结论，也就宣告本次探究活动结束。有时为了学生能尽快获得结论，老师则想方设法把学生的思维往老师所想的一面引导，而至于学生在探究过程中提出的一些其他问题，则常常采取回避的态度。而这样往往会忽视结论背后学生的思维，所以我认为不要看见“结论”见好就收，而应突

出思维过程。在科学探究过程中，教师要有计划地组织学生实行大胆质疑辩论，并允许学生在课堂上大声争论，发表自己的见解，为了科学真理，学生间能够争得“面红耳赤”，使学生在平等、民主、自由的气氛中放松地实行深层次交流沟通。通过对科学问题的研讨，使学生能够辩证地看问题，批判性地接受知识，应用原理，从而增强识别力，提升判断的准确性。由此可见，增强研讨和辩论是培养学生思维批判性的好方法。

如一位教师在教学《声音的产生》一课，在研讨声音究竟是怎么产生的？这个问题时，有学生提出：“声音是由振动产生的。”教师没有见好就收，而是组织学生讨论，马上有学生反对：“我认为声音是两个东西碰出来的。”有的学生插嘴说：“反正物体和物体要相互挨在一块才行。”一个学生提出独特的反对意见：“敲击一下音叉，它却会响很长时间的。”有的学生说：“风声怎么没看见振动呢？”这时一个学生站起来说：“空气振动看不见，你能够看一下树叶呀，它在风中振动呢。”研讨逐渐发展成争论，全班形成两派：一些学生认为是因为振动，一些学生认为是吹、敲、碰等发声方法。最后，经过辩论，认为是发声方法的那一派理解到各种发声方法无非是使物体振动，振动才是根本原因。这些看似平凡的反思、质疑必将促动学生思维中批判性的增强。

提升学生的科学思维水平，是一个长期的过程，以上策略仅仅我在教学中的几点体会。教无定法，贵在得法，只要我们根据教学内容，围绕科学素养这个目标，带着“发展学生科学思维”的理念指导学生展开探究活动，相信我们的物理课能更切实有效地提升学生的科学素养，为孩子终身的幸福奠定坚实的基础。