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【关键词】生物教学;逻辑思维;能力培养
理化生等理科教学的主要目标是培养学生的思维力,科学的思维方法可以让学生受益终生。课程教学改革的理念是让学生在参与探究的过程中,体验、学习探究的方法和技能。在探究过程中,学习掌握科学探究的一般步骤和技能,而且在科学探究过程中培养学生科学的思维方式,如逻辑思维、辩证思维、发散思维、批判思维等,其中逻辑思维能力则是各种能力的核心,它起着对问题的分析、比较、判断、推理和结论等重要作用。那么,在新课程改革下的高中生物教学中,如何培养学生的逻辑思维能力呢?
一、利用生物科学史的经典案例,帮助学生建立成熟的逻辑思维模式
教师要吃透教材,理顺思路,才能指导学生进行学习。例如,人教版必修二《遗传与进化》,从孟德尔发现遗传因子魏斯曼预言减数分裂摩尔根定位基因在染色体上格里菲斯、艾弗里、赫尔希、蔡斯证明DNA是遗传物质沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构科学家证实DNA的半保留复制方式中心法则的提出和发展可遗传变异的三个来源及基因工程拉马克用进废退学说达尔文生物进化论现代生物进化论,围绕人类对基因的发现、本质、功能及其现代应用的研究历程,既展示了科学探究的过程和方法,又体现了个体水平、细胞水平、分子水平的遗传学知识的内在逻辑关系;既能引导学生不断提出问题,分析和解决问题,尝试像科学家那样解释和推理,又能从众多科学家表现出的科学精神、科学态度及其他优秀品质中多有感悟。特别是感悟科学家通过观察提出问题作出假设设计实验验证实验得出结论的科学探究思想方法。通过分析萨顿的假说,体会类比推理的方法;通过分析肺炎双球菌的转化实验和噬菌体的侵染实验再次体会科学的研究方法的重要性等等。细心推敲经典案例,使我们的教学能让学生感觉身临其中,建立成熟的逻辑思维模式。
二、合理设计问题,引导学生进行思维活动
思维是从问题开始的。如果把学生的大脑比作一泓平静的池水,那么教师富有针对性和启发性的课堂提问就像投入池水中的一粒石子,可以激起学生思维的浪花,活跃学生的思维,使他们的思维处于最佳状态。在教学工作中,教师应根据教学需要从不同的角度、层次和要求提出问题,引导学生思考,更好地理解学习内容。这样,就可以使学生在掌握知识的同时发展思维能力。如,肺炎双球菌的转化实验由两部分组成:一是格里菲思所做的体内转化实验,二是艾弗里的体外转化实验。对格里菲思启发最大的是哪组实验?这组实验注射的肺炎双球菌是什么类型?实验结果如何?S型菌不是已经杀死了吗,那么第四组中导致小鼠死亡的S型菌是哪来的?在一系列的问题串的引领下得出结论——可能加热杀死的S型菌体内有某种活性物质,促使转化。这种物质是S型菌体内的什么化学成分?是蛋白质吗?艾弗里利用什么方法来证明DNA是转化因子而其它物质不是。既然艾弗里已经证明DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,那科学家为什么还要做噬菌体侵染细菌的实验?赫尔希和蔡斯的实验与艾弗里的实验不论在实验材料、具体方法上都有很大的区别,可是他们有无共同的设计思路?是什么?他们选择噬菌体作为实验材料有什么优点?如何标记两组噬菌体?离心后用35S标记的一组感染实验,放射性同位素主要分布在上清液中;而用32P标记的一组实验,放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中,这样的结果说明了什么问题?释放出的子代噬菌体可以检测到32P而检测不到35S又说明了什么?这样不仅活跃了学生的思维,又使学生学到了科学的实验方法。
三、通过解题过程,进行逻辑思维的强化训练
在教学中,除了传授知识外,还特别注意教给学生“为什么要这样想”。要尽量展示解题思路及其产生的原因,纠正思维过程中存在的错误与偏见,这其实也是一种积累的过程。为了做好这一点,教师要与学生一起动脑筋去想,去做题,去亲身体会,要求学生对生物学问题进行口头分析,口头推理,准确规范地使用生物学名词、术语,从而培养学生具有一定的语言表达能力,特别是口头表达能力,使他们能清楚、准确、流畅地表达自己的解题过程,并能使表达合乎条理,层次清楚,符合逻辑。例如:一个男子把自己某一个基因传给他的孙女的概率是1/4,对否?为什么?该题许多学生都错误地给予了肯定的回答。原因在于学生没有大胆假设、小心求证的态度。事实上,如果假定这一个基因在X染色体上或者在Y染色体上,结果应是1/4或0。再如:用黄豆生豆芽,1kg黄豆生5kg豆芽,在这个过程中,有机物含量的变化是( )。A.变多;B.变少;C.先变少后变多;D.不变。学生往往会错选A,这是由于受生长发育同化作用(光合作用)大于异化作用的旧有知识的负迁移的影响,不能从题目中提取的信息“生豆芽”中概括出这是一个不能进行光合作用(不见光),相反要消耗有机物(呼吸作用)的过程。所以,必须通过强化训练,学生的逻辑思维能力才能得到极大的提高。
总之,逻辑思维能力的培养,不仅对学生学习课本的专业知识有重要的作用,而且对学生将来走向社会,走向工作岗位同样是至关重要。我们在教学过程中要时刻注重培养学生的逻辑思维能力,将这一教学目标始终贯穿于课堂教学当中。
【参考文献】
[1]钟祖荣.生物学习指导的理论与实践[M].北京:教育科学出版社,2010.
[2]刘明凯.新课改理念下的生物课堂教学[J].中学生物教学参考,2011(1).
笔者以为,要提升学生的逻辑思维能力,有三个主要策略:一是学习逻辑知识,提高语言表达能力;二是把学生逻辑思维能力的培养和议论文的篇章教学有机地结合起来,提高学生分析问题、解决问题的能力;三是要在议论文的写作指导中,从审题、选材、谋篇布局等方面着力训练学生的逻辑思维能力。
一、学习逻辑知识,提高语言表达能力
逻辑作为一门学科,有着完整的知识体系,花大量时间进行讲授当然没有必要。但是,如果挤出一点时间,介绍一些逻辑学的基本知识,既不会占用教学时间,也有助于提高学生的语言表达能力,可以使表达更加准确、严密、合理。
学习有用的逻辑知识,要结合语言运用和写作进行。语言表达中的词语推敲、句式选择、段落调整、观点阐述、材料取舍、论证展开,无处不体现着一个人的逻辑思维能力的高低。针对学生作文中存在的逻辑混乱等问题,可以有意识地引入逻辑知识来进行分析,并加以解决,可以起到事半功倍的效果。
二、以议论文阅读教学之石,攻学生逻辑思维能力提高之玉
高中教材所选的议论文,论证严密、说理透彻、逻辑推理合乎情理,特别适合作为培养学生逻辑思维能力的范本。一方面,我们可以以此为范本,了解作家在观点论证、行文推理等方面的布局,体会作家思维的逻辑性,进而培养学生的逻辑思维能力。比如苏洵的《六国论》,在论证的严密性、逻辑性上就特别值得借鉴。全文论点鲜明,论证严密,中心突出。在分论点的设置,行文的推理,例证法、引证法和对比论证法的运用等方面,都有很多可供学习之处。教学时,我们要以此类文章为典型个例,充分引导学生学习作家是如何分析问题、解决问题的,进而提高学生的逻辑思维能力。另一方面,可借助典型议论文范文的教学,对学生进行概括与归纳、比较与分类、推理与演绎等逻辑思维能力的训练。
概括,是把事物的共同点归纳在一起;而归纳,是由一系列具体的事实概括出一般的原理,是一种推理方法。针对议论文教学,概括就是抓住文章的中心论点或者分论点;而归纳是对所学的零散、杂乱无章的议论文知识进行总结,并根据自己的判断,分门别类纳入自己的知识体系。比如,学习了《寡人之于国也》《劝学》之后,针对孟子、荀子均擅长比喻论证,就可以指导学生对比喻论证进行归纳总结,概括出比喻论证的一般特点与作用,并引导其写作时学会运用。
比较与归类,是逻辑思维训练中必不可少的一个环节,与概括归纳密切关联。通过比较,辨别两种或两种以上同类事物异同或高下;归类是在比较的基础上,了解事物间的不同点和共同点,并以此进行分门别类。在议论文教学中,既可利用典型议论文中所运用的对比手法的分析来训练,还可以将同类作品不同篇目进行比较。比如《师说》一文通过“古之圣人从师而问”与“今之众人耻学于师”、“今之众人择师教子而自己不从师”、“巫医乐师百工之人与士大夫之族”三组对比,从后果、行为、心理等方面进行比较分析,多角度多层次反复论证,批判当时社会上不重师道德的风气。比较是学生逻辑思维训练上不可或缺的一种手段,学会运用比较,掌握归类,逻辑思维的能力自然就会上升。
演绎推理,就是从一般性的前提出发,通过推导即“演绎”,得出具体陈述或个别结论的过程。教学中,老师可以指导学生通过画文章的思维导图的方式,以三段式推演、图表等形式,学习作家是如何从一般性的材料中,推出结论的。
三、在议论文写作指导中,培养学生的逻辑思维能力
《高中语文课程标准》在表达与交流部分明确指出,“书面表达要观点鲜明,内容充实,感情真实健康;思路清晰连贯,能围绕中心选取材料,合理安排结构。在表达实践中发展形象思维和逻辑思维,发展创造性思维。”“能调动自己的语言积累,推敲、锤炼语言,表达力求准确、鲜明、生动。”
《课标》中的这几条,其实就对学生的逻辑思维提出了一定的要求,“围绕中心,选取材料,合理安排结构”,恰恰是现在许多学生最薄弱的。为此,在议论文写作教学指导中,老师首先必须在写作的各个环节尤其是审题、选材、谋篇布局等环节的指导中,着力加强学生的逻辑思维训练;然后引导学生,运用逻辑的知识,提高语言的表达逻辑性。
审题、立论是写作首先碰到的问题。学生存在的问题往往是跑题、表达不清或表达自相矛盾等。这时可以运用概念知识来加以分析,让学生明白,同一个词语在不同的语言环境中可以表达几种不同的概念,写作时,一定要注意区分同一个词语中不同的概念;词语运用的贴切与否直接影响着概念表达的是否明确。
立论则与判断紧密相关。判断要恰当,就要注意句子成分间的搭配要得当,所用词语不能前后自相矛盾,句式不能杂糅等。
选材、谋篇布局是作文成败的关键,体现着作者的正确推理能力。因此在作文指导中,对于选材和谋篇布局问题,要着重运用归纳、推理、演绎的方法,引导学生研究观点与材料之间、中心论点与分论点之间的因果联系。这样就能逐步改变作文中存在的“强加因果、牵强附会,层次不清,说服力不强”等问题。
关键词:初中生;数学语言;数学语言能力
数学是研究数量关系和空间形式的科学。《义务教育数学课程标准》指出,“动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要形式”。联合国教科文组织将有效的数学交流作为学习数学的目标之一,指出实现有效交流的前提是学习和掌握数学语言。数学语言是学习和理解数学知识的重要工具,学生对知识的理解掌握、学习能力的培养,都有赖于对数学语言的认知。初中是学生成长的关键期,重视并加强培养数学语言能力,对于提升学生数学思维、逻辑能力等核心素养有着重要而深远的影响。
一、初中数学语言的主要类型及特点
初中数学教材中数学语言内容丰富、类型多样,既包括有理数、方程、函数、概率等概念、术语,也包括乘法公式、方程式、函数表达式等符号、式子,还有角、三角形、四边形、圆、坐标等图形。按照数学内容呈现方式及其功能来划分,初中数学语言大致可以分为文字语言、符号语言、图形语言三种类型。
(一)文字语言它是指以文字方式呈现数学学习内容时所使用的语言,如定义、定理、公理及试题解答过程陈述等,这类语言往往精确、简洁、实用。如“等边三角形是腰与底相等的等腰三角形”“射线OA是∠B的角平分线”“三角形两边的和大于第三边”“四边形的外角和等于360°”等。这类语言对初中生来说相对容易,但要做到精准记忆、熟练掌握和恰当应用相对较难。在学习过程中,教师应当多指导学生阅读数学教材,开展数学语言交流,准确运用数学语言解答问题,参与数学实践活动,在理解和应用中准确把握数学语言,提升数学语言能力。
(二)符号语言它是指以抽象数字、符号等方式呈现数学学习内容时所使用的语言,如各类等式、公式、方程式等。这类语言往往与文字语言、图形语言联系紧密,表达比较抽象、简明。如“y=+2X+1”“ABCD”。这类语言对初中学生来说有一定难度,要求具备相当的理解能力,准确书写数学符号,善于用简约的符号熟练表达等量关系、逻辑关系、条件关系等,从而有利于问题的转化与处理。
(三)图形语言它是指以几何图形、图表、图像等方式呈现数学学习内容时所使用的语言,如各类几何图形、示意图、数学表格、坐标系、模型图、实物图像等。这类语言往往与文字语言、符号语言联系紧密,表达比较直观、形象。如初中数学教材中的直角三角形、平行线、圆、平面直角坐标系、四边形。这类语言对初中学生来说相对容易且比较有趣,只要具备一定的空间能力,认真观察图表,并结合文字说明、图注等,能短时间学会并掌握,但从图形语言转化为文字语言、符号语言等相对较难。上述三类数学语言各有其优越性,往往联系紧密,且能相互转化,以文字陈述、符号代换、数形结合、图文相称等多种方式共同组成绚丽多姿、精彩纷呈的数学世界。
二、培养初中生数学语言能力的价值
按照语言学的定义,语言是充当人类最重要的交际工具和思维工具,由音义结合的词汇和语法构成的一种符号系统。数学语言既是教师向学生传递数学文化、启迪数学思维、提升数学素养的载体,也是师生之间、生生之间交流思想、表达情感的媒介,为教师与学生、学生与学生的互动架起了桥梁。在这个互动过程中,数学语言的主要价值在于:
(一)夯实数理基础初中是基础教育中从小学向高中阶段过渡的时期。学生在小学阶段已具备加减乘除等初步的数理基础,教师更加注重对学生数感、符号意识、空间观念、几何直观、数据分析观念、运算能力、推理能力和模型思想的培养。通过反复阅读文字语言,能提高学生对数与数量、数量关系、数学概念、定理、解题过程的理解;通过阅读符号语言,能增强对代数符号、整式、方程式、函数符号等的感悟;通过阅读图形语言,能提高学生空间观念、几何直观、数形结合等的感知。可见,通过对数学语言的学习和掌握,能进一步奠定学生数理基础,为高中阶段数学学习打下坚实基础。
(二)发展逻辑思维能力逻辑思维是以语言为载体的思维。在现代社会,逻辑思维能力对于一个人的成长和发展至关重要。初中数学内容本身具有一定的抽象性,不仅需要学生拥有很好的解题能力,还需要具备较强的逻辑思维能力。通过观察、比较数学图形语言,能有效培养学生的观察、比较等逻辑思维能力;通过反复阅读数学概念、术语,体悟数学试题题意及运算过程,归纳数学知识体系,能有效培养学生的分析、综合、概括、判断、推理等逻辑思维能力;通过理解、记忆、观察数学符号语言,能有效培养学生抽象、推理、判断等逻辑思维能力。因此,通过学习和掌握数学语言,采用科学的逻辑方法,准确而有条理地表达自己的思维过程,切实提高学生逻辑思维能力,才能更好地理解数学原理,对于困难的问题进行解决。
(三)提高思维品质初中阶段是学生思维从形象思维转向抽象思维的重要时期。初中数学不仅仅要简单地学会计算、识图、解题,更重要的是要培养数学思维,将具体的现实问题上升为抽象的数学问题,再通过解答抽象的数学问题,将其应用到解决具体的现实问题中。数学思维是用数学知识和技能认识问题、思考问题、解决问题的思维活动形式,而数学思维过程就是一个使用数学语言、陈述数学语言、表达数学语言的过程。能恰当运用数学概念、数学定理、数学图形、数学符号辨明数学关系,就能形成良好的数学思维品质。从这种意义上看,学习和掌握数学语言,能帮助初中学生熟悉数学概念,培养数学发散思维、逻辑思维、逆向思维、归纳思维等等,循序渐进地帮助学生提升解决数学问题的能力。
(四)养成交往习惯交往是人类特有的存在方式和活动方式,是人类适应社会的必备素质。培养学生的交往习惯不仅仅体现在学生社团活动、集体活动等方面,而且需要贯穿到学科教学活动中。准确识记、熟练运用、精确表达数学语言,让师生、生生进行数学交流交往,能有效激发学生参与群体交流活动的欲望,提升学生学习数学的兴趣,养成良好的交流交往的习惯。在日常教学中,我常常组织学生进行同桌交流、小组讨论、合作学习、数学实践活动等,通过这些方式,明显感到一些不喜欢数学的学生爱上数学,性格更加开朗大方,取得不错的数学教学效果,体现了数学的育人价值。
三、初中数学语言能力培养的策略
苏联数学教育学家斯托利亚尔说过:“数学教学也就是数学语言的教学。”日常教学中,笔者针对初中学生畏惧数学语言、学不好数学语言、不能准确驾驭数学语言等问题,通常采取如下策略:
(一)培养学生数学阅读习惯与语文相比,数学同样需要阅读。在课堂中,组织学生开展数学阅读活动是十分必要的。一方面,阅读数学教材,领会数学概念的内涵、关键词及基本特点,如三角形的概念,让学生体会“三条边”“首尾连接”“封闭图形”等关键词是缺一不可的,提高学生对概念学习的精确性认识。另一方面,阅读数学故事,如埃及数学家测量金字塔的高度,让学生体会到数学测量方法的意义;如田忌赛马的故事,让学生体会到概率的重要性;如阿基米德鉴定黄金冠,让学生体会到数学等量代换的乐趣。数学阅读中,不仅让学生体会数学的趣味,更需要让学生用数学语言讲述数学内容、数学故事、数学原理,充分提高学生运用数学语言的能力。
(二)开展课堂数学交流活动初中数学教学必须充分发挥学生的学习主体作用,引导其参与到课堂数学交流中来,改变“教师一讲到底”的传统。在课堂教学中,经常开展“你讲我听”“一对一问题辩论”“数学任务合作学习”“沟通寻找生活中的数学问题”等数学交流活动,让学生或用文字语言,或用符号、图形语言,讲数学题意、讲解题方法、说数学原理、找数学答案等,使学生成为数学课堂学习的主人,从而让数学课堂精彩纷呈、趣意盎然。
一、对数学的认识
在数学的海洋里我们可以自由探索自己心目中的数学世界,正是这种自由探索才是数学美的体现。我认为,数学学习应该是一种有广泛的思维空间和实践空间,是生动有趣的学习活动,学生是可以用心去体会感悟的。
1.数学来源于生活。数学是生活的一部分,它是在这个现实世界中生存的,离开了现实生活这个世界,数学将是一片死海,没有生活的数学是没有魅力的数学。同样,人类也离不开数学,离开了数学人类将无法生存和发展。为了使学生切实体会到数学源于生活,我提倡学生从三年级开始写数学周记,记录课堂中生活中发现的数学问题如何解决问题,学生的周记中体现着他们对数学的发现、应用和理解。
2.数学是一种文化。数学是思维与线条的文化。数学是研究现实世界中的数量关系与空间形式的一门科学。由于实际的需要,数学在古代就产生了,现在已发展成一个分支众多的庞大系统。数学与其他科学一样,反映了客观世界的规律,并成为理解自然、改造自然的有力武器。
作为21世纪的数学教师,不能只让学生学会做各种各样的“习题”,而是要让学生去体会到数学的一种社会价值,并且从生活中去体会一种数学思想。数学里包含着丰富的哲学道理和人文精神,教师在教学的过程中应当积极发掘数学中蕴涵的宝贵的东西。应结合一定的教学情境,培养学生良好的思想品德及优良的学习习惯,教书的同时一定要育人,把育人放在首位。
二、对数学感受和体验
小学数学是数学教育的基础,是孩子们一生中学习数学的开始。如何在孩子们面前展示出一个五彩缤纷的数学世界,把抽象、枯燥的数学变得生动有趣,让孩子们发自内心的爱数学,主动地用数学。我认为关键是要加强数学与生活的联系,把抽象陌生的数学变成具体的感受和体验,让数学知识生活化。小学生的学习带有浓厚的感彩,对熟悉的生活情景,感到亲切,有兴趣。只有当数学不再板起面孔,而是与孩子们的生活实际更贴近的时候,他们才会产生学习的兴趣,才会进入学习的角色,才会真正感受和体验数学的魅力与价值,增进理解和应用的信心。在教学中,要注意从学生熟悉的生活原型入手,唤起他们已有的生活经验和感受,使学习成为学生发自内心的需求。例如:在教学北师大教材一年级上册《比高矮》这部分内容时,我是这样导入的:课前教师故意把黑板擦放在黑板上方的边框上,一上课教师故作惊奇的说:“咦,黑板擦怎么跑那么高,谁愿意帮我把它拿下来?”上来拿的学生由于个子矮,够不着,他就跳起来很吃力地够着拿,还是够不着。老师微笑着说:“还是让我来拿吧。”老师动手拿下了黑板擦。并问:“同学们,刚才为什么他很费力也拿不到,而我这么容易就成功了呢?”学生纷纷发言:因为老师个子高,学生个子矮;说老师个子比他高,他比老师个子矮;老师你都长到黑板那儿了,所以一下子就够着了……。老师根据学生的发言,马上叫刚才拿黑板擦的那位学生上来站在老师身边,再次比高矮,并引导学生用完整的语言表达。教师总结:看来在生活中,我们经常需要知道谁比较高,谁比较矮,才能根据不同的情况来处理问题,今天这节课我们就一起来学习比高矮。这样的导入设计很新颖,体现了新理念、新教法,让学生在一片欢笑声中理解了比较高矮的重要性。在具体感受和体验中感受到了学习的快乐,激发了学习的兴趣和情感。
[关键词]抽象逻辑思维能力 创设情境 认知冲突 促进思维发展
高中物理教学的主要任务是使学生在掌握必要的知识基础上,开发他们的智力,培养他们的创新能力特别是提高学生抽象逻辑思维能力是非常必要的。能力是指能顺利地完成某种活动的个性心理特征,智力是个人身上经常地、稳定地表现出来的认知特征。智力的核心是思维能力,而思维的核心是抽象逻辑思维。按照思维结构的发展阶段来看,抽象逻辑思维是发展的最后阶段,这个阶段又可分为初步逻辑思维,经验型逻辑思维和理论型逻辑思维。显然,培养思维能力,特别是抽象逻辑思维能力是开发智力的关键。
首先,随着社会的不断发展,今后无论是升学、就业,再学习乃至终身学习,我们更需要具有抽象逻辑思维能力。高中物理是一门严密的、有着公理化逻辑体系的学科,对高中学生抽象逻辑思维能力的要求,较初中学生有了一个很大的飞跃,这就是目前教学中存在的所谓初、高中物理“台阶问题”的实质。另外,从高中学生心理的年龄特征来看,从初二年级开始的抽象逻辑思维由经验型向理论型水平的转化,在高中二年级将初步完成,这意味着他们思维趋向成熟,可塑性将变小。因此,在高中一、二年级如何提高学生抽象逻辑思维能力,以顺利地完成从经验型向理论型水平的转化就尤为重要。
其次,从生理学角度看学生在15岁前后已完成大脑总重量的96%的发育过程,为培养学生抽象逻辑思维能力奠定了必要的物质基础。从心理学角度看,高一学生已经具备了向理论型抽象逻辑思维能力转化的基础。同时,经过初中阶段的学习,他们在语言、文字、数学、物理等各方面都有了必要的知识基础,为在高中着重提高抽象逻辑思维能力提供了可能。事实证明,抽象逻辑思维能力较强的学生,其他方面的能力都比较强。因此,高中物理教学改革应把如何提高学生的逻辑思维能力放在首位。那么如何提高学生的抽象逻辑思维能力呢?
从思维发展来说,学生在学习与生活中产生的新需要和原有思维结构之间的矛盾,是思维活动的内因或内部矛盾,是思维发展的动力。作为中学生,其主要活动是学习。而学习是在教师指导下有目的、有计划、有系统的掌握知识技能和行为规范的活动,是一种社会义务,从某种意义来说,还带有一定的强制性,对学生思维发展起着主导作用。主要表现在学习内容、学习动机和学习兴趣对思维发展的影响上,即学习内容的变化,学习动机的发展和学习兴趣的增进,直接推动着学生思维的发展。学生思维发展的过程包含“量变”和“质变”两个方面。学生知识的领会和积累,技能的掌握是思维发展的“量变”过程;而在此基础上实现的智力的或思维的比较明显的、稳定的发展,则是心理发展的“质变”。教师的责任就是要以学生对学习的难易度为依据,选好教法,以适合他们原有的心理水平并引起他们的学习需要,成为积极思考和促使思维发展的内部矛盾,在教学活动中不断创造条件促进学生思维发展中的“量变”和“质变”的过程。同时,应该看到这两个过程是紧密联系的,缺一不可的,在教育教学过程中并不能立刻直接引起学生思维的发展,它必须以学生对知识的领会和掌握技能为中间环节,而智力、思维的发展又是在掌握和运用知识、技能的过程中才能完成的。没有这个“中介”,智力、思维是无法得到发展的。教师教学的着重点应放在通过知识运用来武装学生的头脑,同时给予他们适当的方法,引导他们有的放矢地进行适当的练习,促进他们的思维或智力尽快地提高和发展,不断地发生“质”的变化。这也就是学生思维结构的“质变”过程或称“内化”过程。具体到教学中如何培养思维能力这个问题上,我国一些心理学家经过研究与实践,提出了“培养思维品质是发展思维能力的突破点,是提高教育质量的好途径”的观点,因为智力是存在层次的,它是由人的思维的个性差异确定的,这种差异体现为个体思维品质,包括敏捷性、灵活性、深刻性、独创性、批判性五方面,是思维能力的表现形式,因此可确定个体思维能力的差异性。而思维品质的客观指标是容易确定的,从而使定量研究成为可能,研究思维品质的发展与培养,有利于克服传统教学的一些弊病;思维品质的发展水平是智力正常、超常或低常的标志。其中思维的深刻性,思维活动的抽象程度和逻辑水平,以及思维活动的广度、深度和难度是一切思维品质的基础。根据目前高中物理课程的设置情况和物理课的教学特点,应遵循由浅入深、循序渐近、个个击破的教学原则,思维能力培养可分阶段完成。
1、学生由初中进入高中,由于知识台阶较大,加之一开始就遇到受力分析、力的矢量运算、运动规律、动力学等问题,学生会感到困难重重,束手无策。
因此,在高一第一学期的教学中,教师除按要求培养学生的识记、理解和简单应用能力外,应着重培养学生的学习兴趣和良好的学习习惯。刚上高一的同学,自学能力较差,课前预习和课后复习的任务难以落实,每节课给学生适量的阅读时间,教师指导学生阅读课文,以培养学生的阅读理解能力,同时为减少课堂的单调呆板气氛,可采用启发、演示、讨论等多种方法教学,以调动学生思维,活跃气氛,激发学习兴趣;将主要概念、定律、定理等内容通过听写方式让学生记忆,这样既控制了学生的注意力,又培养了学生的手脑并用和速记能力;课堂上设置一些课堂作业,让学生在限定时间内完成,以培养学生的独立思考和速算能力。
2、通过第一学期的学习,大部分学生都适应了高中物理的教学特点,达到了正常的学习状态。
这时,教师的教学重点应放在按教学大纲的要求实施教学。在吃透教材,把握重点、难点基础上确立每堂课的能力培养目标。在这一阶段的教学中教师应做到以下几个方面
(1)创设情境。
我们知道动机是实现一定目的原因。大脑思考必须要有动机,没有动机的思考只能是本能的重复和再现。而创设情境是激活学生学习动机的好方法,能激发学生的学习兴趣,使其积极开展思维活动。因此教师要充分利用物理模型、实物、录像等一切条件,或利用日常生活和生产实践中某些物理学现象,为学生创造一种有所感的境界。
①导入新课时应充分调动学生的学习兴趣诱发学生思维动机,如:在讲《探究平抛运动的规律》时,可以运用多媒体视频录像放映水平匀速飞行的飞机投弹的全过程,然后设疑激趣,提出问题:炸弹的运动形式是什么样的?这种运动具有哪些特点?学生在思考后会得到:曲线运动,而且它始终在飞机的正下方。接着教师又问:为什么呢?然后教师反问置疑:“你若是飞行员驾驶着飞机在执行军事任务,发现有一固定军事目标,在距它多远处投弹才能击中目标呢?”这样学生的参与意识就会更加强烈,也为后面的飞机投弹问题,做了一个铺垫。最后在学生用实验探究出平抛物体的运动规律后,又用多媒体课件展示问题:用枪水平射击一个玩具,设子弹从枪口水平射出的瞬间,玩具同时由静止开始自由下落,子弹能否射中玩具?为什么?
②在课堂小结时,可以采用悬念式结尾,给学生留下值得回味的问题,让学生带着疑问结束新课,以引起他们不断探索新知识的兴趣。例如,在高一学习《机械能》时,我利用课件创设了“荡秋千”游戏情景,随后提出了这样两个问题:1)秋千摆动的幅度为什么越来越小,很快就停下来?2)如果你在荡秋千时不依靠其他外界力量能不能越荡越高呢?同学们在课后进行了认真的思考和讨论,提出了许多有创造性的意见。
③调动学生的学习兴趣,诱发思维动机,并不完全体现在导人新课和课堂小节上,而是要贯穿于教学的全过程,针对学生实际和教学内容,提出思考性问题,以激发学生思考。这些思考性问题,尽管学生一时还不能全部解答,但都能激起其认知的冲突,活跃思维,诱发兴趣,这对培养学生的创造力是有积极作用的。
多年的教学实践告诉我,实际情景的创设有利于学生空间想象力的培养,用直接经验丰富教学内容越容易与学生已有的现实生活紧密联系,教学效果就会越好。
(2)设置认知冲突,促进思维发展
教师在教学过程中要创设能引起学生产生认知冲突的教学情境,诱导出学生的错误概念和想法(当然要注意方式以免打击了学生的积极性),并创设新概念与学生头脑中的旧概念发生矛盾、冲突的问题情景,以其无力解决“冲突”动摇其顽固的想异构想,让学生感到必须修正原来的错误观念或模糊认识。以此为契机和动力,指导学生形成与科学观念一致的新概念。
例如,在“超重和失重”的规律课教学中,我取一个旧饮料瓶,在靠近底部处开一个孔,先用手按住小孔,往瓶内注水,然后放开手指后,可看到水从小孔射出。如果放开小手指后,让瓶子自由下落,让学生思考小孔的水流情况,这样有意制造冲突,引起学生注意,积极思考答案,比教师直接阐明效果好得多。然后再通过实验验证我们的想法,为此教师提出物体超重、失重、完全失重的概念和规律。为了解释上述的现象,我让学生用手掌托着两本较重的书,先让手缓缓上下移动,体会一下书对手掌的压力,跟静止时是否相同?然后手突然竖直上升或竖直下降,再体会手掌受到的压力,接着让两本书叠放在一起让它们一同下落,让学生讨论上本书对下本书的压力如何?在学生明了后,我很快地把水从孔射出的现象变换成以上两本书的模型,即设想将水从小孔射出处切成上下两部分,这样学生很快弄明白了水不射出的原因,同时我又提出如果将瓶子竖直向上抛出、水平抛出、斜抛出问题等让学生思考,这样在教学的过程中使学生的思维得到较好的发散。
要制造矛盾,就必须要设计好问题。首先要注意设计的问题必须合乎学生的实际,由浅入深,循序渐进。否则,矛盾不但解决不了,还会使学生的积极性受到挫伤。其次,在课堂上要善于诱导学生质疑,尤其是启发他们从无疑中生疑,发展求异思维。比如在分析动态电路时,可以先问电路是什么原因发生了变化,是外部电路还是电源电路;接着再问,由于电路的变化,电路的物理量有什么变化特征,哪些物理量的变化比较易于分析,哪些物理量的变化需要进一步分析,怎样分析?最后再问怎样分析动态电路这一类问题?设计问题应体现整体与局部的关系,充分领会“牵一发而动全身”的意思。如果提出的问题学生回答不起来,或者受初中所学内容干扰,就产生了认知冲突,产生疑惑,从而产生对新知的探求欲望。这些问题看来很小,却能小中见大,使学生从无疑中生疑、知疑,达到小疑有小进,大疑有大进,久而久之,必然会促进学生思维能力的发展。
(3)启迪创造意识,促进思维递进
创造性思维的标志之一,就是要敢于凭借已知的知识,探究未知的问题,形成思维的连续活动。为此,物理教学中应特别注意为学生创造条件联想,使他们学会联想,思维层层深入。教学中的“一题多解”,变换题目类型和形式,改变条件或结论,对问题进行推广或限制,对错题,病题的识别和诊断等等,都是培养学生创造性思维能力的重复手段。教学实践证明,在将学生思维不断引向深入的过程中,可采用纵向思维和横向思维二种方式。纵向思维就是顺着已知的问题向纵深发展,连续考虑,探本溯源。教学上的主要表现就是教师连续地向学生提问,使前一个问题作为后一个问题的前提,后一个问题是前一个问题的继续或结论。这样每一个问题就成为学生思维的阶梯,许多问题形成一个问题链,使学生在明确知识内在联系的基础上获得知识,抽象逻辑思维能力得到更大的提高。
(4)分析综合,归纳提高