发布时间:2023-09-26 14:44:01
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的5篇高中生物学科学思维范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
一、引言
思维导图是由英国学者Tony Buzan在上世纪60年明的一种思维工具,利用思维导图,人们能够将复杂繁琐的记忆性内容转换成树状图,在树状图中,记忆性的内容从一个中心开始,演化成多个主题,如二级主题、三级主题……犹如一棵大树的若干个树干一样,记忆信息形成点、线、面的延伸,以此实现大量信息的增殖,各信息之间呈现递进、交互、联系的关系,有助于学习者在短时期内记忆、提取和应用大量信息。
在高中生物学科的知识体系中,有大量需要记忆的内容,在传统教学模式下,很多教师习惯性地采用“填鸭式”、“死记硬背”的方法,要求学生强行记忆这些内容,结果反而是“学生越想记忆,却越记不住,记不牢”,整个教学环节陷入“高耗低效”的恶性循环中。而利用思维导图的优势,建构放射性、发散性思考和记忆教学情境,则能够大大提高生物教学质量和有效性。
二、对比教学实验对象和方法
(一)教学实验对象
以江西省上饶市上饶中学高一(3)、(4)班和(5)、(6)班学生为实验对象,共涉及学生200人,其中男生120人,女生80人。
(二)教学实验方法
在具体教学实施中,对(3)班和(4)班的学生采用思维导图引导式教学法,而对(5)、(6)班学生采用普通讲授法实施教学,四个班的学生在学习成绩、记忆能力等方面不存在显著的统计学差异。
三、教学实验设计和实施
(一)教学内容设计
人教版必修1第2章第4节“细胞中的糖类和脂质”。
(二)思维导图引导式教学实施((3)、(4)班)
在整个教学实施中,我采用思维导图引导式教学方法,为(3)、(4)班学生安排了3个课时的教学量,具体教学流程如下:
第一课时:首先,我在黑板的正中画了个圈,并提出一个问题:“同学们,大家能不能举出一些糖类的例子?”这个问题比较简单,学生跃跃欲试,不一会大量答案涌现,如:冰糖、红糖、蔗糖、果糖……其次,面对大家的热情,我紧接着提出另一个问题:“同学们说的这些糖类,都存在于哪些地方呢?”这个发散性的问题,也引起学生的注意,“细胞中”、“水果中”、“输液的液态物质中”……“Very good”,面对大家的回答,我随口说出一句表扬性的英语口语。最后,我利用教室里的多媒体设备,结合Inspiration软件,总结了大家的探究性成果,绘制了如下思维导图:
第二课时:经过第一课时的教学,大家对糖类和思维导图教学法有了基本认知,因此,我的教学中心由引导式转向实践式。首先,我带领大家进入学校的机房,利用机房里的多媒体设备和电脑,教授大家如何运用Inspiration软件绘制“糖类思维导图”。其次,要求学生根据我的操作过程,在自己的电脑上,学习绘制“糖类思维导图”,而我则不停地巡视,对学生提出的问题进行解答,指导他们更好更快地掌握思维导图的信息化实践绘制。
第三课时:经过引导、实践两个课时的教学,学生已经基本接受了利用软件,建构生物学科思维导图的方法,熟练地掌握生活中糖类的类型、来源等知识,在此基础上,我将本堂课的教学目标设定为“活用思维导图工具,进行发散记忆实践学习”。首先,我将全班分为六个小组,每个小组分配一个特定的记忆性任务,例如,小组1的任务为“细胞膜的结构”,小组2的任务为“ATP的来源”……其次,我要求每个小组利用Inspiration软件,结合自身任务,在机房电脑上完成思维导图的绘制,并对绘制的内容进行总结与记忆。最后,我在全班举行了一次主题为“生物知识记忆,一点也不难”的成果展会报告会,各小组展示自己的“劳动成果”,并进行现场记忆大比拼,我则根据学生成果,进行打分,汇总实验教学数据。
(三)普通讲授法教学实施((5)、(6)班)
在对(5)、(6)班学生的教学中,我同样安排了3个课时的教学量,主要采用传统的讲授法实施教学,具体的教学流程如下:
第一课时:为全班学生讲解糖类的概念,通过多媒体设备,以图片的形式呈现不同类型糖类的外形、来源、结构等内容,下课前要求学生课后记忆有关糖类的概念和应用性内容。
第二课时:用5至10分钟时间,复习上节课所学,接着,采用默写的形式,要求学生根据记忆,写出糖类的相关概念,作为一次课堂作业。下课前,将学生的作业成果全部收齐。
第三课时:对学生上节课作业的情况进行课堂点评,针对存在的问题,进行复习回顾,要求学生重点掌握糖类概念的记忆,在此基础上重新进行课堂记忆测试,并统计相关教学数据。
四、结语
通过对比实验教学后,对四个班学生的学习情况进行了定量统计和分析,结果显示:在“熟练记忆糖类概念及应用知识”指标上,(3)、(4)班学生为90.24%,(5)、(6)班学生为60.77%;在“建构完整的糖类知识体系”指标上,(3)、(4)班学生为85.21%,(5)、(6)班学生为52.11%;在“生物课程其他知识发散性记忆能力”指标上,(3)、(4)班学生为75.22%,(5)、(6)班学生为34.12%;在“教学方法兴趣和吸引力”指标上,3-4班学生为93.65%,(5)、(6)班学生为54.54%。整体上看,(3)、(4)班学生的生物知识学习能力、记忆能力及对课程的兴趣度等,都显著优于(5)、(6)班学生,因此,思维导图引导式教学方式,值得在高中生物课堂教学中推广实施。
学贵有疑。有疑,便有思维。训练学生科学思维能力,不能单纯靠提问,牵着学生的鼻子走,而应该引导学生积极思考、主动探究,提出问题并主动解决问题,从而释放学生的潜能。笔者在课堂教学中不断实践、反思,形成了构建高中生物思维课堂的一些做法。
一、巧设课堂活动,点燃思维之火
崇尚并形成科学的思维习惯是培养高中生生物学素养的具体要求之一,这就要求课堂教学要充分发挥学生的主体性,以活动为主线,以思维为核心,着力培养学生的自主思维、创新意识、批判精神。例如,在学习《氨基酸及其种类》时,教师可以先投影几种氨基酸的结构式,然后设置一系列问题:氨基酸是由哪几种元素构成?甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸在结构上有哪些异同?大家能找出各种氨基酸共同的结构吗?学生讨论、回答、补充,教师适当提示、点拨,最终共同得出氨基酸的组成元素和氨基酸的结构通式。通过一系列的活动,引导学生像科学家一样积极思考、主动探究,不但能牢固掌握知识,而且能点燃学生思维的火花,日积月累可呈燎原之势,对促进学生全面发展起到重要作用。新的教学理念尊重学生的兴趣和需要,激发和释放学生的潜能,为学生当下发展助力,为学生未来发展奠基。
二、巧取生活之源,激活思维之水
“生活即教育”。生物学是紧密联系生活的一门学科,在教学中,我们要引导学生从现实生活中发现问题,捕捉思维的灵感。例如,在学习《果酒果醋的制作》时,投影“水浒传”中武松过景阳冈时的一个片段——武松前后共吃了十八碗酒。教师引导学生思考,想一想与“酒”有关的问题。与学生一起再仔细品味这句话——前后共吃了十八碗酒!继续投影葡萄酒的说明书,查看葡萄酒的酒精度,思考为什么酿制的葡萄酒酒精度一般不会超过18度?教师可与学生一起分析:武松“吃”酒,非“喝”酒,说明“酒”是“饭”,他是吃饭的,推测出其所喝的酒的酒精度非常低。然后进一步联系生活,拓展知识:宋朝时人们酿酒后直接饮用,现在市场上出售的二锅头等高度酒是酿制后蒸馏获得的。酒精对细胞有毒害作用,过量饮酒对人体有害,一定浓度的酒精过多对植物、酵母菌等微生物也都是有害的。联系生活,提出一系列问题,引导学生仔细品味,深入思考,在思考的过程中获得、掌握知识,如果教师直接告诉学生葡萄酒的酒精度一般不会超过18度,就白白浪费了发展学生思维的一个好机会。
三、巧妙提问,展现思维之美
斯滕伯格在《思维教学:培养聪明的学习者》一书中提出,培养学生思维的三种教学策略。教师要根据教学目标,选择有助于学生灵活性、独创性和批判性等良好思维品质形成的教学策略。培养学生的分析性思维能力时,教师选用的策略是引导学生学会比较、分析、评价等,例如,提出“基因工程的工具酶有哪几种”,这类问题针对的往往是直观、基础的知识,这种策略最适合呈现新信息,但要避免“满堂灌”。培养创造性思维能力时,教师选用的策略是引导学生学会创造、想象、设计、展示、假设以及预测等,例如,提出问题“细胞内DNA复制是否需要DNA连接酶”,这个问题不仅复习了DNA复制过程,又检测了学生对该知识点的掌握情况。引导学生思考DNA分子两条链都作为复制模板是如何合成子链的,组织学生讨论,在困难处适当点拨,对学生思维能力的培养大有益处,但教师要注意把控方向、时间等,否则学生讨论会偏离教学目标。
四、巧借现代手段,绽放思维之花
多媒体强大的信息量可调动学生视觉、听觉等多重感官的参与,充分调动学生思维,较好地提高学习效率。当学生思维受阻时,多媒体的形象性和直观性能使学生的思路及时得到疏通;而且能激发思维点,使学生灵活、合理地运用知识,多途径、多渠道地解决问题。教师通过运用合适的现代教学手段,促进学生进行有效的思维活动,可绽放思维之花,同时也能培养学生解决问题的能力。需要注意的是,多媒体只是一种教学辅助手段,不能喧宾夺主,不能掠夺了学生的思维空间。例如,在学习《基因工程的工具》时,教师提出一系列问题:汰渍洗衣粉“有汰渍,没污渍”——里面加了什么原料?雕牌洗衣粉“只选对的,不买贵的”——怎样才叫对的?奥妙洗衣粉“没什么大不了,我有我奥妙”——你的奥妙究竟是什么?立白洗衣粉“不伤手、无残留”——为什么不伤手?洗衣粉会残留什么有害物质?然后投影酶制剂的制作过程,引导学生思考:1.酶的化学本质是什么?2.使用加酶洗衣粉,对水温有何要求?3.酶能直接添加到洗衣粉中吗?如何解决?4.加酶洗衣粉为什么能减少对环境的污染?
五、巧用激励评价,结出思维之果
思维发生在大脑中,为了考察学生是如何思考的,课堂教学中教师必须设计一些活动,通过活动评价思维。及时、合理地反馈学生思维的质量,可有效促进学生思维品质、思维能力的提高。教师可以参考马扎诺以及他的同事们在《学习模式维度》一书中对不同思维技能表现层次的描述,来评价学生的思维。需要注意的是,既要评价思维结果,也不能忽视思维评价过程。在《学生成果评价》中的通用量规很好地描述了可被观察的策略和技能。电子文件夹是评价思维发展的好方法,可在文件夹中用word分别保存不同学生的思维过程评价,用Excel进行数据处理和分析。这样的文件能够保存很长时间,可长期跟踪学生思维的发展、变化,也可以很方便地传给学生或其父母,便于他们掌握学生的思维情况。这样通过系统的训练,可明显提高学生的思维能力和思维品质。例如,我就“同一个体的骨骼肌细胞和胚胎干细胞中表达的基因相同吗?”这个问题,在高一、高二和高三年级提问过同一个学生。他高一时是这样回答的:由于存在基因的选择性表达,同一个体的骨骼肌细胞和胚胎干细胞中表达的基因应该不一样;高二时的答案是由于胚胎干细胞能分化成多种细胞,所以其中表达的基因种类更多;高三时的答案是两种细胞中基因数目一样,部分基因在两种细胞里都有表达,部分基因只在一种细胞里表达。如与呼吸有关的酶在各种细胞中都表达,而另外一些基因选择性表达。同一个问题在不同阶段答案不同,高一时回答机械,生搬硬套所学的知识;高二时能根据新、旧知识之间的联系进行归纳,说明他的思维能力有了一定的发展;高三复习时,他对问题的理解很深刻,回答非常好,这说明其思维品质的广阔性与深刻性等方面得到很大的提升。经过系统训练,可明显提高学生的思维水平。需要注意的是,对于学生不同阶段问题的回答,即使有不足,也要像对待玫瑰花上颤动欲坠的露珠那样小心地对待。只有尊重学生、相信学生,才能充分发挥学生的主观能动性,促进学生潜能发展和潜能实现。总之,在教学实践中,教师要深入领会思维课堂的实质,改变教学模式,运用适当的教学策略,精心设计贴近学生思维水平的问题和活动,激活学生的思维,并使用评价量规,来有效提升学生的思维能力和思维品质,从而释放学生的潜能。
参考文献:
一直以来中学物理学科上课以教知识为主,每节课教师要按计划完成既定的知识目标,每到考核教师时,通常也是以其学生掌握知识的多少和程度来评价的。这使得教师在学生的思维方法指导方面不重视,致使学生解决问题时思考的角度单一,思维不灵活,不能充分挖掘问题的潜在条件,不能把已知的条件和已掌握的知识重组,从而获得解决问题的思路,总之,学生学习存在诸多思维障碍。
一、中学生常见思维障碍
1、思维定势
例如图1所示滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重)。求:(1)滑轮组的机械效率;(2)若用该滑轮组将重600N的重物匀速提升2m时,拉力做的功。
解答:(1)动滑轮上绳子股数n=3,
η= = = =80%
(2)W′有用= G′h′=600N×2m=1200J
W拉= = =1500J
分析:学生错解第二问是犯了思维定势的错误,认为不同滑轮组的机械效率不同,而同一滑轮组的机械效率一定相同。事实上,在增加同一滑轮组提升的重物时,将增大有用功在总功中所占的比例,既增大机械效率。正确解法:由题意nF=G+G动,则G动=nF-G=3×200N-480N=120N,提起600N的物体时的拉力 =G+G动= =240N,拉力 做的功W拉= nh′=240N×3×2m=1440J。
2、解决问题时脱离实际
例如在一次考试中,有一名学生在计算热机效率的问题时,由于中间过程计算错误,得出热机的效率为80%,学生意识不到自己错了,让错误的答案留在试卷上,说明学生没有考虑热机的实际效率,热机中蒸汽机的效率只有6%-15%,汽油机的效率为20%-30%,柴油机的效率为30%-45%,不可能达到80%,从而没能发现自己的错误,不能及时纠正。
3、分散思维欠缺
例如八年级物理上学期经常考查的一个知识点,在探究凸透镜成像规律时,依次把点亮的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,但是无论如何移动光屏都找不到清晰的像,可能的原因是__。答案是:蜡烛可能放在了等于一倍焦距的地方了,即当u=f时,不成像;也有可能就是放在小于一倍焦距的地方,即当u
二、 培养学生的思维能力
我们知道,教材没有提供明确的思维训练内容,没有系统的思维训练练习,也没有安排思维训练的课时。而中学阶段是学生思维高速发展的阶段,如果让学生自由发展,不利于中学生更好更快的掌握学习方法、学习内容。教师有目的的加以指导和给予适当的训练,会促进学生细维能力的发展。因此我建议从以下方面来培养学生的思维能力:
(一) 在课堂上注重知识的同时,更要注意学生思维能力的培养。
学生的思维能力往往是在思考问题,解决问题的过程中得到培养和发展的。因此,首先在教学过程中,教师要善于创设问题,启迪思维,提出的问题要在学生的最近发展区,否则不能调动学生思维的积极性,只有使学生在他们已有的知识基础上,对提出来的问题能进行创造性比较、分析、综合,最后得到正确的结论,这样的问题才能启动思维,提高他们的思维能力。其次,要给学生留出充分的独立思考和小组讨论的时间,根据问题的难易和学生的思考、讨论状态控制时间,不能以教师的指导代替学生思考或小组讨论,学生自己的努力思考、讨论解决问题的过程就是获得知识培养思维能力的过程。随着学生发现问题,提出问题解决问题能力的不断提高,学生的思维能力才能随之得到发展。例如物理学科常用的思维方法有 :1.理想模型法2.累积法3.临界法4.特值法5.类比法 6.控制变量法 7.综合分析法8.图象分析法9.假设法等。掌握这些思维方法一方面促进学生思维能力的发展,另一方面加深了对学科知识的理解。
(二) 利用导学案,每天给学生留一个思维游戏。
最新的《生物新课程标准》指出:“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的,以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程,是科学教育的重要领域之一。”这在客观上为学生操作能力与创新思维的发展提供了广泛的平台。虽然高中生物在课程安排上多是以细胞为基础在微观的世界讲述的,内容相对于高中生来讲比较抽象,但如果生物教师在授课的时候能够改变常规的教学手段,注重培养学生创新思维的发展,长期坚持下去,不仅会提高课堂教学质量,更会让学生树立创新意识,形成探索精神。
一、 充分营造有利于学生实现创新思维的课堂环境
在高中生物课堂上,教师营造轻松、和谐、民主的课堂环境,对于学生实现创新思维具有很重要的现实意义。试想,如果教师在上课的时候,由于学生的理解速度慢、反应速度慢,在课堂上大动肝火,只会让学生更加的小心翼翼,唯恐出错,学习状态处在高度的紧张中,学生怎能实现创新思维呢?轻松、和谐、民主的课堂环境有利于学生心情舒畅、思维敏捷,使各种智力和非智力的创新因子都处于最佳的活动状态。并且在课堂上,教师还要鼓励学生对问题与看法提出质疑,引导学生审视其观点,让其自己得出正确的结论,这样才会有利于学生的创新思维处于活跃状态。
在课堂授课的时候,教师要帮助学生树立起学习的自信心,要善于为学生提供发现问题、自己解决问题的机会与条件,能够让他们在学习中获得成就感。例如我在讲授《植物对水分的吸收和利用》这一课时,对学生提出问题:“如何测定成熟植物细胞的细胞液浓度?”同时鼓励学生从不同的角度回答,这样学生的思想不会受到限定,再加上轻松、和谐、民主的课堂环境,他们会想到配制不同浓度的蔗糖溶液来测定细胞液浓度等,在无形中有利于创新思维的形成。
二、认真对待生物实验教学,培养创新观察、实践能力
著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁教授曾经指出:“对人类来说,毕竟百分之九十的科学活动是实验,而且科学中最重要的基础是实验,对那些特别擅长动手的学生来说,应认为擅长动手是一件非常荣幸的事,因为有这种能力,他们就很有可能在适当的学科中从事很有意义又很重要的事业,取得扎扎实实的进展。”
高中生物作为一门以实验为基础的学科,学生所学到的各种理论与知识都是在前人在大量实验的基础上总结出来的,因此他们还是无法感受到真正的理论与知识,由此,生物实验课就显得尤为重要。在实验课程中,教师一定要强调学生的亲身感受,让他们动手来验证前人理论的正确性,充分发挥好学科优势,引导学生学会观察,善于观察,这样对于他们创新思维的发展大有裨益。例如在“叶绿素的提取与分离”实验中,学生通过实践操作,有效锻炼了他们探究、分析、归纳的能力,为他们以后的学习打下了基础。
三、转变学生的学习方式,提倡探究性学习与实际生活相结合
转变学生的学习方式主要是指改变以往“以教师为中心,课堂为中心、课本为中心”的传统模式,将学习的主动权放给学生,重视学生的主动性、独立性,着重培养他们对问题的探究能力,对资料的处理能力。例如我在给学生讲《消化和吸收》这一课时,并没有直接讲消化和吸收过程,而是从口腔开始,然后引申到牙齿、舌和唾液腺导管,并且让学生思考食物在口腔中有什么变化,进而探究馒头在口腔中的变化活动。通过这种渐进循环的方式引导学生主动探究与学习,并且在授课的过程中让学生自己找课本的难点与重点,学会对知识的归纳,更有利于学生自主学习能力的形成,为实现创新思维的发展提供了重要的外部条件。
探究性学习与实际生活相结合要求学生在学习的过程中要根据自己不断增长的知识,逐渐地培养和发展他们适应未来社会生活的基本素养,让他们能够在实际的生活中利用生物知识解决一些问题,从而激发他们的学习兴趣。
四、给予学生自主学习、解决问题的时间
由于课程时间的紧张与考试压力等实际问题,很多生物教师讲完课后进行的练习时间往往压缩在课后,这样,学生的学习效果也就可想而知。并且当学生遇到不懂的问题时,教师讲授的过程中没听明白,也没时间问,最后只能不了了之。
问题作为思维的开端、学习的起点,从提出到解决,是学生个体积极开展思维活动的过程。这就要求教师要少讲课,讲主要的、重点的,留给学生读、思、议、练等所必备的时间和空间,而不是教师“独占”。在授课的时候,教师要习惯性地对学生提出一些问题,在讲课的过程中促使学生不断提高创造性解决生物问题的能力。例如讲到遗传病色盲时,教师可以问:“小明是色盲,小明的外公也是色盲,但是小明的爸爸、妈妈、妹妹都是正常的,这是为什么呢?”由于教师给予了学生自主学习、解决问题的时间,他们通过课本,通过彼此之间的讨论,就会得出一个模糊的答案。这时,教师再从“色盲基因存在于X染色体上,随X染色体遗传给后代“的知识点出发,应用演绎推理的方法得出结论,这样就可以让学生的印象加深,为实现创新思维的发展创造了有利的外部条件。
总之,新课改下高中生物教学与学生创新思维的培养之间的关系互相联系、互为前提,二者有机地统一于一个开放型的教学过程中。教师在课堂授课的时候要运用多种教学方法,合理有效地利用各种课内外资源,大胆地进行创新教学,这样才能培养学生的创新思维。
参考文献:
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2012)21-023-2
思维品质是思维能力强弱的标志,在当前江苏高考语、数、外一统天下,而物理高考要求又奇高的形势下,重点培养学生良好的思维品质,开发高中学生的思维潜能,提高思维品质,是发展智力的突破点,是提高中学物理教学质量的重要途经,具有十分重要意义。“授之以鱼,不如授之以渔”,拥有良好的思维品质,可以让学生的物理学习事半功倍,而且也有利于学生其他科目的学习。在物理教学过程中,笔者非常重视培养学生的思维品质, 本文就高中物理教学如何培养学生思维品质的深刻性、灵活性、逻辑性、独创性四个方面,结合教学实践与思考,作了探讨。
一、善抓本质,培养学生思维的深刻性
思维的深刻性就是善于透过纷繁的现象发现问题本质的思维品质。它是一切思维品质的基础,它集中表现在具体进行思维活动时善于深入地思考问题,抓住其本质和规律,从而圆满地解决问题。物理是一门具有严谨科学性的学科,学生具备思维深刻性是学好这一学科及正确答好高考物理试题的必备素质。2012年的江苏高考物理试题突出体现了对学生思维深刻性的考查。例如单选题第三题水平拉力的功率问题,学生非常容易上当,认为拉力是恒力,而实际是变力。
可见,要简明扼要地解决问题最主要的应分析问题的实质,找出问题的关键所在,既要抓住题目“题眼”作为思维突破点,又要选点准确,使思路畅通,问题解决显得敏捷而迅速。
如何在高考复习中,培养学生思维的深刻性,教师可根据知识间的内在联系,由浅入深,由表及里,由简到繁,由易到难去设计多层次练习题。
二、注重发散思维训练,培养学生思维的灵活性
思维的灵活性是指善于根据事物发展变化的具体情况,审时度势,随机应变,及时调整思路,找出符合实际的解决问题的最佳方案。思维的灵活性要求学生在遇到难题时,能多角度思考,善于发散思维,又善于集中思维,一旦发现按某一常规思路不能快速达到目的时,就要立即调整思维角度,以期加快思维过程。笔者在教学过程中比较注重发散性思维的训练,以便提高学生思维的灵活性。
在当前的物理教学中,普遍存在着比较重视集中思维的训练,而相对忽视了发散思维的培养。发散思维是理解教材、灵活运用知识所必须的,也是迎接信息时代、适应未来生活所应具备的能力。在教学过程中,用多种方法,从各个不同角度和不同途径去寻求问题的答案,用一题多解来培养学生思维过程的灵活性。一题多解可以拓宽思路,增强知识间联系,可以使学生学会多角度思考解题的方法,从而培养了学生思维的灵活性。
高中阶段,物理课堂上有很多进行发散性思维训练的机会。笔者在学生全面掌握相关知识后,在物理复习课堂上通过设置一串问题来对学生进行发散性思维训练,例如:悬挂着的一小球在一水平拉力作用下转过一定角度,如果拉力是恒力如何计算拉力做的功?重力做的功?小球的速度?如果小球是很缓慢的运动,又如何计算拉力做的功?如何判定拉力的功率和重力的功率变化?有几种方法?这一串问题的答案所涉及到的知识包含功和能的全部知识点,所以学生要想解决这串问题,必须把思维发散开去,不仅要能回忆起相关知识,还要能够把思维集中起来,才能得到问题的答案。对大部分学生而言,较难一下子得到比较完整的答案。笔者让学生一一进行补充,把他们的答案集中起来就相对完整了,学生实在想不到时,教师就进行引导,最终攻克问题,使学生思维的灵活性得到训练。
三、注重方向性思维训练,培养学生思维的逻辑性
思维的逻辑性是指思考问题时,条理清楚,推理准确,有因有果,严格遵循逻辑规律。思维逻辑性强的考生答题时分析论证问题层次分明,推理严谨,无懈可击。例如2012江苏高考多项选择题第九题是一道讨论带电粒子在有界磁场中运动的落点范围的题目,学生普遍觉得抓不住要领,解题没有方向。其实该题考的就是高中学生的正向和逆向逻辑思维能力,对于逻辑思维能力强的学生只要抓住该题的要领——粒子运动的最小直径,然后再进行正向和逆向思维问题就马上解决了。因此教学时,笔者很注重学生的顺向性和逆向性思维训练,以不断提高培养学生的思维逻辑性。
逻辑思维是借助于概念、判断、推理等思维形式所进行的思考活动,是一种有条件、有步骤、有根据、渐进式的思维方式,是高中学生学习能力的核心。因此,在高中物理教学中老师必须着力培养学生的逻辑思维能力。
首先,尤其要重视寻求对学生正确思维方向的训练,逻辑思维具有多向性。1.顺向性。这种思维是以问题的某一条件与某一答案的联系为基础进行的,其方向只集中于某一个方面,对问题只寻求一种正确答案,也就是思维时直接利用已有的条件,通过概括和推理得出正确结论的思维方法。2.逆向性。与顺向性思维方法相反,逆向性思维是从问题出发,寻求与问题相关联的条件,将只从一个方面起作用的单向联想,变为从两个方面起作用的双向联想的思维方法。
其次,要重视指导学生寻求正确思维方向的方法。培养逻辑思维能力不仅要使学生认识思维的方向性,更要指导学生寻求正确思维方向的科学方法。为使学生善于寻求正确的思维方向,教学中应注意以下几点:1.精心设计思维感性材料。思维的感性材料,就是指用以实物直观或具体表象进行思维的材料。培养学生思维能力既要求教师为学生提供丰富的感性材料,又要求教师对大量的感性材料进行精心设计和巧妙安排,从而使学生顺利实现由感知向抽象的转化。2.依据基础知识进行思维活动。高中物理基础知识包括概念、公式、定理、定律等。学生依据上述知识思考问题,便可以寻求到正确的思维方向。3.联系旧知,进行联想和类比。旧知是思维的基础,思维是通向新知的桥梁。由旧知进行联想和类比,也是寻求正确思维方向的有效途径。联想和类比,就是把两种相近或相似的知识或问题进行比较,找到彼此的联系和区别,进而对所探索的问题找到正确的答案。4.反复训练,培养思维的多向性。学生思维能力培养不是靠一两次的练习、训练所能奏效的,需要反复训练,多次实践才能完成。由于学生思维方向常是单一的,存在某种思维定势,所以不仅需要反复训练,而且注意引导学生从不同的方向去思考问题,培养思维的多向性,最终提高学生的逻辑思维能力。
四、注重实验教学,鼓励学生猜想,培养学生思维的独创性
思维的独创性表现为思路开阔,灵活新奇,独特,有丰富的想象,善于联想,长于类比;在心理上还表现为有强烈的创造愿望。知识的发展有待于创造,只有运用创造性思维,才能推动知识发展。从近几年江苏物理高考命题中可看出,试题涉及的物理知识点,由原来的比较注重纯理论性考试,到现在的部分试题取材于社会生活及工业生产中的实际问题的创造性考试。例如2012江苏高考第13题计算题,是一道圆柱体发电机模型题目,实际上就是在考学生的独创性能力。该题就能力测试而言,由着重考查学生从现有知识、原理出发,分析、判断、推理解决“老”问题的能力,向考查考生“现场自学”能力、知识迁移能力和创造想象能力到运用新观点、新方法创造性地解决“新”问题能力方向发展。因此,笔者在物理教学中,特别注重培养学生的自学猜想能力和思维独创性能力。
如何培养学生思维的独立性和创造性,笔者认为老师在教学中要创造性地使用教材和借助形象思维注重实验教育参与,培养学生思维的独立性和创造性。例如传统的物理习题中巩固型、难题型习题较多,这类习题对学生掌握基本知识是十分必要的,但不利于培养学生的独创精神。教学中要多注意设计型实验习题的练习,如按要求设计多一些实验来证明某一物理规律或测定某个物理量等等。这种设计型实验习题对培养学生科学猜想能力、思维的独立性能力都是有一定帮助的。练习中,教师应鼓励学生发挥自己的聪明才智,对于有创见的想法、独特的解法,应予以肯定和鼓励。