初中物理教學之思維型課堂淺析

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摘要：學生的科學思維和創造能力的啟蒙，大部分取決于初中物理課堂的教學中，雖然看似簡單的基礎教育，但是在學習過程中，除知識本身外，養成的思維方式和創造意識才是義務教育和新課改的重中之重。初中物理教學，本身的知識型理論較為簡單，甚至很多知識是常識性的，那么課堂中通過這些簡單的理論來訓練學生的科學思維能力會有很大的優勢，而創新能力源自科學思維方式，掌握科學思維方式后會自然建立學生的創新意識，這將是物理課堂教育的根本所在。

關鍵詞：初中物理；科學思維方式；課堂教學；創新意識；新課改

一、科學思維與認知基礎

在教學過程中教師要結合學生本身的認知水平和習慣所產生的常識性知識基礎，做到深入淺出地講解物理現象和引導學生通過科學的思考方式對理論有一個初步的預判。皮亞杰講過學生的認知是逐漸發展和完善的過程，通過不斷學習新的知識，進而不斷完善認知結構。所謂原始認知，是學生學習新知識的時候，產生的主觀意識形態所謂的想當然的想法，可以稱之為主觀見解，也就是學生的認知結構。這其實是一種心理組織，通過對客觀事物的感知在大腦中進行的信息整理，此時進行認知干預，便會完善認知結構。而優秀的物理課堂的教學就是一種認知干預，干預的目的不僅是讓學生掌握物理知識，同時讓學生養成科學的思維習慣。簡單的認知理論，放在物理課堂，這便是思維型課堂的心理學基礎。思維型課堂指在學習的過程中通過與主觀意識發生的認知沖突去逐步推進思維進展，從而讓學生不僅學習了基礎知識，還通過科學的思維引導，將這種知識變成自己的認知結構中的一部分。通過這種思維型課堂的反復訓練，學生便會對主觀意識有所掌握，而不是被主觀意識影響思維邏輯。結合課堂中的認知診斷和觀察個體對物理學習過程中的思維表露，教師不斷地進行調整和引導，通過每一節知識點的反復訓練，讓學生形成這種思維習慣，這便是科學的思維方式的鍛煉及養成。

二、科學思維能力與初中物理教學

縱觀整個物理學歷史，在逐漸從無到有，從零零散散的知識到枝繁葉茂的體系，都是源自人們對世界的一步步探索和了解掌握自然規律的過程。而科學的思維在這個過程尤為重要，舉個人們熟知的故事：“牛頓發現萬有引力是因為蘋果砸到了他頭上”。（我們暫且不管這個事情的真實性，且當寓言故事來簡單看其中的科學思維。）試想如果牛頓沒有經常思考的習慣，即使蘋果砸到頭上，和大部分人一樣認為這是平常的自然現象而不會再深究背后的物理理論，那么就有可能不是他發現萬有引力定律了。而在這個過程中，牛頓先是問了為什么，隨后進行了簡單的思考，進而去對相關的猜想做驗證。這其實是一個較為科學的探究過程。物理學的學習也是如此。和最初發現這些理論的科學家一樣，去探索一個現象背后的理論和知識，跟著這種思維去走一遍，不僅真正學得了知識，而且還知道根本原理，也可以在這個過程中舉一反三，在多問幾個為什么的過程中，將相關的知識都逐一理解，那么物理學習還有什么困難呢？在物理教學中，可以將科學的思維方式進一步分類為如下三種思維方式，可以更加具體地讓學生有跡可循地學習訓練：逆向思維-反問法，發散性思維-關聯法，創新性思維-假設驗證法。通過具體的方法和思維方式進行關聯，在教學中便可以更容易引導學生樹立科學思維意識，養成科學思維習慣。

（一）逆向思維-反問法

逆向思維尤其適合在概念和規律性的知識點學習中應用，往往會產生事半功倍的效果，而逆向思維的簡單執行方法就是反問，多問幾個為什么，例如，在教學“電生磁”這節知識點的時候。靠近導線的小磁針在導線通斷線時候會發生擺動，那么可以引導學生來思考為什么會產生這個現象呢？學生因為之前學了相互作用力的知識就會想到，小磁針受到了力的作用，再由控制變量法得知，發生變化的是導線通電與否，所以可以得到，電流流過導線，周圍會產生磁力。這樣便深入淺出地運用逆向思維的方式，將電生磁的知識生動形象地講解完成，學生因此也會慢慢養成這種思維方式。學生學習了發現問題和解決問題的途徑和方法，非常有利于對自然科學的學習。

（二）發散性思維-關聯法

進一步學習這個知識點，通過發散性思維進行講解，這時候教師可以先讓學生思考，生活中還有哪些電生磁的例子？將問題簡單化，讓學生回想腦海里還有什么現象是通了電會動的，然后根據學生的回答，老師挑選學生答對的例子進行詳細講解。例如，電動機轉動是因為電流通過線圈產生磁場，與永磁體發生相互作用力從而形成了轉動的效果，從而得知通電線圈所產生的磁力更大，而且可以產生穩定磁場，同時可以做實驗得出通電大小和線圈圈數的不同所產生的轉速也不同，自然有這些變量肯定會影響所產生磁場的大小。再比如前面學到的電流表，是不是也是通電之后，電流表產生了轉動，其根本變量與產生結果之間是不是也只是通電否和指針擺動與否，而擺動幅度的大小，就是電流的大小，學生會進一步想到，所產生的磁場強度與電流大小有關。這一步已經涉及到高中物理知識了，再如果多問幾個為什么，會探索到本科電氣工程專業電機學的知識，考慮到學生的接受度和教綱范圍由此可以停止更深的引導。但是好學的學生會得益于這種思維方式繼續學下去，繼續思考下去，這不正是我們物理教學和基礎教育的目的么？這不就是達到了自主學習的目的了么？這不就是新課改的要求所在么？由此可見在物理教學中，科學的思維方式培養是多么的重要。

（三）創新性思維-假設驗證法

下面我們還是跟著“電生磁”的知識點，引入創新性思維-假設驗證法，既然可以電生磁，可以先問學生，電是哪里來的呢，學生會想到是發電站發出來的，那么為什么發電站可以發電呢。這時候就可以利用多媒體等視頻直觀的教學手段，展現多媒體在物理教學中的優勢。播放一段發電站發電的視頻，讓學生了解到發電站之所以可以發電是因為有一個叫發電機的裝置，而發電機的結構造型以及裝置，和電動機幾乎無異，此時聰明的學生便會意識到也就是提出假設，是發電機的轉動生的電。學生繼續思考為什么發電機轉動會生電，此時給出結論，因為轉動會讓線圈切割磁感線，并不是線圈在磁場中的其他運動產生的，“電生磁”和“磁生電”這兩節課在人教版課本中，是一前一后的知識點。而通過創新性的思維方式，使得學生大膽假設，從而得出近乎于現有理論的認識，雖然不是非常準確的概念和理論，但是通過學生自己思考到這一步的時候，教師再進行教授成熟的物理理論時，學生便無理解上的困難了，而是知識點上的規范和標準稍加修正。

（四）培養科學思維能力的意義

通過一節課的知識點，簡單進行了三個思維方式的論述，可以看出來，在具體的思維過程中，這三種思維方式是你中有我，我中有你的，所以我們統稱為科學的思維方式。掌握了這種思維方式后，可以看出來，初中物理課堂就不再是以教為主的課堂了，而是以學為主的課堂。思維型的課堂，不僅對簡單知識點可以有著“拋磚引玉”的作用，即通過一個知識，學得其他知識點；通過淺顯知識，理解深入的知識點；通過生活簡單例子，學習到專業的物理理論知識。而且對較為難的知識，有著降級化的處理效果，即教授較難的知識點時，可以先引入基礎知識，然后讓學生通過科學的思維方式引入當堂課所要教授的知識內容，這有著出其不意的教學效果。同時結合物理實驗，讓學生手腦并用進行學習和自主探討，通過“為什么—假設—實驗—結果驗證”的流程，進行反復的思維訓練。對于沒有條件做的實驗，可以通過互聯網等現代教育手段，展現出實驗效果。這就需要教師在課堂外下功夫，只有通過教師多下功夫，學生才能輕松理解，這才是減輕學生負擔的正確方法，將主要問題放在課堂上解決，將學習死板知識變成“登上山頂的一顆草莓”，而登山的本來目的就是體驗這個過程，物理課堂的主要目的，也應該是體驗整個課堂的思維訓練過程。知識永遠是學不完的，也不是一勞永逸的，只有科學的思維方式，對學生以后的學習乃至整個人生才是畫龍點睛的作用。

三、思維型課堂的教學啟示

思維型課堂很顯然會讓學生學得更加輕松也更加高效，但是要求教師在課前做一些充足的準備工作，讓教師首先體會到這種科學的思維方式，才能夠很好地引導。

（一）提高自身的科學素養，加強科學思維的精神認知

通過了解學生本身的認知基礎，結合物理學課本的教學大綱并提出一套科學思維方式的備課指南，然后在課堂上有效實施，這一過程對大部分教師并不是經常熟練使用的，在課堂上也沒有意識到科學思維方式對解釋物理現象的重要性，不怎么關注學生的物理素養和科學素養習慣的養成。想在物理課堂上有效的實施科學思維方式的訓練，這就要求教師不僅要熟知學科知識點，而且要持續加強學習前沿的科學思維方法的教學思路，將科學思維方法合理運用進教學設計中。

（二）結合課改教學理念，關注培養思維能力

筆者在多年的教學實踐研究中發現一個普遍的規律，經常發問為什么的學生也就是善于獨立思考的學生，物理成績優異或有大幅度的提升，這些學生能夠學會科學思維方式并靈活應用，感受科學思考對學習知識和解決問題的高效性，使他們更加對物理學感興趣，更加喜歡思考物理現象背后的理論。反之，一小部分學生，在物理學習過程中喜歡背誦物理概念，他們往往不喜歡思考，在開始階段也考出不錯成績，但往往到較難的知識點時，因為他們沒有理解知識背后的原理，記憶容易混淆和困難，不會舉一反三，在考試中成績會逐漸下滑。對這一部分學生，往往是科學思維方式教學的重點對象，這就要求教師要適當地對這部分學生進行開小灶，多加引導和訓練，進行循循善誘，讓他們感受到科學思維方式的重要性和樂趣，真正掌握這一方法。作為新課改和新時代的教師，要緊跟科學教學方法，不斷提升和改進教學思路，轉變傳統的記憶式教學方法，利用從思維層面培養的教學方法，完成初中物理教育改革的真正目的。

（三）激勵學生獨立思考，培養科學思維習慣

教師在課堂上進行思維引導過程中要多對學生進行正面激勵和善意的鼓舞，尤其對于剛剛接觸物理課程的學生。常言道：“鼓勵是一股清泉，激活前進的動力”，尤其啟蒙階段的學生，剛剛開始接觸抽象的理論難免會有厭倦心理和思維誤區，這時候作為教師，不僅要科學引導，讓學生思維更加全面，更重要的是教師一定要善于鼓勵學生，給學生信心，培養他們對物理學的興趣，更好地去享受在思維探索的過程中的樂趣。

四、結束語

科學思維方式是學習過程和研究過程中必不可少的一種方法，更是一種能力。在養成這種思維習慣的時候，不能排斥其他思維方式的發展，也不可一概而論，因材施教還是不能省略。在自然科學里面，尤其物理學里面，科學思維方式和其他學習方法是相輔相成的，共同影響，共同促進的。學生慢慢通過物理課堂養成科學思維習慣，對學習其他課程以至于今后的工作和生活都是一種很好的習慣。所謂“少年強則國強”，在初中階段如果培養了科學的思維方式，不僅對學生的影響是深遠的，對國家未來科學事業也有不容小覷的作用。

作者:郭全洲 單位:甘肅省天水市武山縣第四中學