談如何通過科學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力

毛學(xué)輝

摘要：抽象的科學(xué)規(guī)律和科學(xué)概念往往是科學(xué)教學(xué)中的難點。如何在科學(xué)教學(xué)中很好地通過科學(xué)方法的指導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力是科學(xué)教學(xué)的核心之一。本文通過常見的幾種科學(xué)方法摸索如何提高學(xué)生抽象思維能力。

關(guān)鍵詞：抽象思維 科學(xué)方法

【中圖分類號】G633.7

在初中科學(xué)六冊內(nèi)容里，有很大一部分教學(xué)內(nèi)容是需要學(xué)生具備一定的抽象思維能力。因此這些內(nèi)容往往是初中科學(xué)的教學(xué)難點。從學(xué)生心理發(fā)展的規(guī)律來講，學(xué)生的大腦正處在從其形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變的階段。形象思維是借助于具體形象來展開的思維過程，亦稱直感思維。抽象思維是運用概念、判斷、推理等來反映現(xiàn)實的思維過程，抽象思維也稱邏輯思維。大部分學(xué)生難以解決的內(nèi)容：例如浮力、運動、力、電路等方面的問題。這些方面往往是因為學(xué)生只是應(yīng)用其本身的形象思維去判斷問題所呈現(xiàn)的情景，過多依靠了學(xué)生自己的直覺。 像浮力、運動、力、電路等方面問題情景的疏理往往需要學(xué)生能表象中分離出本質(zhì)的信息，再應(yīng)用科學(xué)的規(guī)律進(jìn)行分析和判斷。但是讓學(xué)生從形象思維轉(zhuǎn)變到抽象思維，讓學(xué)生憑直覺來判斷轉(zhuǎn)變科學(xué)分析不是一蹴而就的事情。熟練應(yīng)用科學(xué)方法則有助于學(xué)生對思維難點的疏理和分析。在長期間的教學(xué)中，體會到科學(xué)方法的教學(xué)指導(dǎo)不應(yīng)該是簡單的方法介紹，而是能讓學(xué)生熟練應(yīng)用各種科學(xué)方法。

科學(xué)方法有控制變量法、理想模型法、實驗推理法等方法。在科學(xué)教學(xué)中充分讓學(xué)生熟練運用這些科學(xué)方法，有助于學(xué)生對科學(xué)規(guī)律和科學(xué)概念的理解?？茖W(xué)方法不只是單純的以知識的形式傳遞給學(xué)生。在實際的教學(xué)中，教師不應(yīng)該僅僅介紹科學(xué)六冊教材中有哪些內(nèi)容分別使用哪些科學(xué)方法，而是在教學(xué)過程中更多地作為主要的教學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生熟練應(yīng)用。其實，科學(xué)方法的應(yīng)用往往成為學(xué)生理解抽象內(nèi)容的關(guān)鍵。下面介紹幾種常見的科學(xué)方法在教學(xué)中深層次的應(yīng)用：

1、理想模型法

理想模型法就是在用科學(xué)規(guī)律對實際事物進(jìn)行研究或揭示物理現(xiàn)象在某種特定 條件 下遵循的某種規(guī)律時 。能再現(xiàn)事物本質(zhì)和內(nèi)在特性的一種簡化模型。運用理想實驗方法 ， 可以簡化和純化研究對象及其所處狀態(tài)和發(fā)展變化的過程 ，大大方便了對物理問題的處理 ；因此在教學(xué)中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)理想模型法的一些特點，以及如何把具體的實物模型化。對于教師反復(fù)分析過的模型或者情景，學(xué)生往往都能很好地了解。對于新模型或新情景學(xué)生就不能學(xué)會利用理想模型的方法來分析問題，對于事物就停留在形象思維層面上，解決問題最后也是靠學(xué)生自己的直覺。以下題為例：

小明為了在取書時不把書架弄亂，設(shè)計了一個“方便書架”，每本書都加上一個鐵支架小明取書時，作用在按壓塊上的力始終與按壓塊垂直，鐵支架從圖甲狀態(tài)勻速轉(zhuǎn)動到圖乙狀態(tài)的過程中，小明所用的力的大小______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

很多學(xué)生第一次看到這個杠桿模型的時候，有一些學(xué)生甚至沒有和杠桿聯(lián)系起來。還有一些學(xué)生沒能很好地分析出杠桿的五要素，并錯誤回答所用力大小的變化情況。本題中的書架可以進(jìn)行模型化處理，從中分析出杠桿五要素。杠桿模型的五個要素：動力、阻力、支點、動力臂、阻力臂都需要由它們的定義來找出。對于新模型或新情景學(xué)生就不能學(xué)會分析，只能憑直覺判斷不能進(jìn)行有效抽象分析。這其中與學(xué)生沒有建立模型的觀念和掌握相應(yīng)模型化技能。因此在教學(xué)過程中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)用理想模型法進(jìn)行熟練應(yīng)用，并樹立事物分析時的模型意識。

2.實驗推理法。

實驗推理法它以大量的可靠的事實為基礎(chǔ)，以真實的實驗為原形，通過合理的推理得出結(jié)論，深刻地揭示規(guī)律的本質(zhì)，是科學(xué)研究的一種重要的思想方法。推理熟練應(yīng)用對于學(xué)生加強(qiáng)抽象思維的嚴(yán)密性和完整性具有很重要的作用。推理也有助于學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)更深入的理解和學(xué)習(xí)。在教學(xué)中時時滲透推理思維，對于學(xué)生抽象思維能力的培養(yǎng)應(yīng)該有積極的影響。學(xué)生學(xué)會敢于科學(xué)推理，拒絕接受式科學(xué)知識學(xué)習(xí)，樹立學(xué)生良好的科學(xué)價值觀。

學(xué)生在學(xué)習(xí)牛頓第一定律的時候，對于運動是改變物體運動狀態(tài)的原因而不是維持物體運動原因的理解存在主觀上形象認(rèn)識錯誤。在教學(xué)中充分利用伽利略斜面實驗對實驗與推理想結(jié)合的方法進(jìn)行方法教學(xué)，讓學(xué)生的主觀判斷和實驗推理發(fā)生思維沖突以激發(fā)學(xué)生深入的思考。

在探究空氣能傳聲的實驗中，逐漸將真空罩內(nèi)的空氣抽出，聽到罩內(nèi)的鬧鐘的聲音逐漸變?nèi)?。很多學(xué)生在回答本實驗本身可以得出什么結(jié)論時，答案往往都是聲音在真空中不能傳播。由于無論怎樣抽氣是不可能將真空罩內(nèi)的空氣抽完的，因此實驗中并沒有真正做到真空，也不能得出聲音在真空中不能傳播的結(jié)論，而只能說明聲音的傳播需要空氣等介質(zhì)。

聲音不能再真空中傳播這個結(jié)論是需要在實驗的基礎(chǔ)上推理得出。由此，學(xué)生才能深刻體會到推理方法在科學(xué)中的重要性。

3. 類比法

類比法就是在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的，看不見、摸不著的科學(xué)量時，因為有一些比較相識的概念比較難以理解，所以相互類比彼此的相同之處和不同之處。在科學(xué)教材中常見的類比有：電流類比水流，電壓類比水壓，電路類比水路，電源類比水泵，，導(dǎo)線類比水管，研究聲波時類比水波。

在學(xué)習(xí)串聯(lián)和并聯(lián)電路的過程中，學(xué)生對于串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流特點理解存在困難。及時利用類比法把水流和電流的相識之處進(jìn)行形象地類比。在分析電路的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生應(yīng)用水流的類比思維也有助于學(xué)生理解抽象的難點。在速度概念的教學(xué)中提到，速度是指單位時間內(nèi)物體通過的路程 ，描述物體運動的快慢。在學(xué)習(xí)功率概念的時候為了方便學(xué)生更好地理解，可以利用速度和功率的類比。同樣地在學(xué)習(xí)電功率的時候，也可以利用類比法實施教學(xué)過程。通過類比學(xué)生能較好地對這幾個概念的區(qū)別和聯(lián)系握清楚 。

科學(xué)方法還有很多種，例如轉(zhuǎn)換法、控制變量法、等效替代法等等。每一種科學(xué)方法都能幫助學(xué)生在抽象理解問題的方面起到重要的作用?？茖W(xué)方法的熟練應(yīng)用才能培養(yǎng)學(xué)生活躍的科學(xué)思維和較高的科學(xué)素養(yǎng)。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)應(yīng)用方法的能力應(yīng)該說是科學(xué)教學(xué)三維目標(biāo)中最重要的一環(huán)。在實際的教學(xué)過程中，如何更有效地實施科學(xué)方法的教學(xué)過程還需要教師們不斷地摸索。