疑中求變，思中求進(jìn)

鄭立勇

【摘 要】科學(xué)思維的是科學(xué)素養(yǎng)的核心部分，不管是社會(huì)，還是我們平時(shí)的生活都要求我們的教育要重視思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生的思維水平?？茖W(xué)家是最會(huì)用他們敢于質(zhì)疑的精神和縝密的思維思考問(wèn)題的人。科學(xué)教材中就有一個(gè)個(gè)這樣鮮活的實(shí)例和榜樣，教師要在自己的教學(xué)中不斷的引導(dǎo)，不斷的設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生能體驗(yàn)到科學(xué)家的思維方法，從而提高自己的思維水平。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)史;思維;培養(yǎng)

“一個(gè)民族要想站在科學(xué)的最高峰，就一刻也不能沒(méi)有理論思維。”恩格斯給予思維很高的評(píng)價(jià)?？茖W(xué)家們就是靠他們的思維創(chuàng)造了一個(gè)個(gè)自然界的奇跡，那么作為科學(xué)老師如何把我們科學(xué)家的一個(gè)個(gè)有關(guān)思維的傳奇故事演繹給我們的學(xué)生，并從中鍛煉他們的思維能力，學(xué)習(xí)他們敢于質(zhì)疑和挑戰(zhàn)權(quán)威的精神，這就要看我們的老師如何把握好科學(xué)中科學(xué)史的教學(xué)了。

一、通過(guò)科學(xué)史的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析與綜合的思維方法

案例1：《魏格納的大陸漂移假說(shuō)》的教學(xué)。

同學(xué)們，給你一張世界地圖，你能發(fā)現(xiàn)什么嗎？德國(guó)著名的地球物理學(xué)家魏格納，在他30歲那年，有一天，他意外地從一張世界地圖上面發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要規(guī)律。

魏格納從地圖上發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸輪廓很相似，覺(jué)得很奇怪，是不是他們?cè)染褪呛显谝黄鸬?，后?lái)才分離了，就像被撕裂的報(bào)紙？假如原先是連在一起的，后來(lái)才分離了，那么大陸是會(huì)移動(dòng)的嗎？魏格納為了證明自己的假設(shè)進(jìn)行了艱苦的實(shí)地考察和研究，并寫了《海陸的起源》一書(shū)，提出了大陸漂移的觀點(diǎn)。他認(rèn)為大陸的分布不是固定不變的，海洋是開(kāi)合的，大陸是漂移的。同學(xué)們，聽(tīng)到這些，你是不是覺(jué)得很神奇，接下來(lái)，我們就來(lái)當(dāng)一回魏格納，看看他是怎么提出大陸漂移說(shuō)的。

問(wèn)題探究：魏格納是怎么提出大陸漂移說(shuō)的？

提出問(wèn)題：發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的大陸輪廓很相似，覺(jué)得很奇怪，是偶然的巧合，還是非洲大陸曾經(jīng)與南美大陸是一個(gè)整體，后來(lái)因?yàn)槠渌蚱屏哑品珠_(kāi)的？

建立假設(shè)：假如原先是連在一起的，后來(lái)才分離了，那么大陸可能是會(huì)移動(dòng)的！

尋找證據(jù)：如果你同意魏格納的“假設(shè)”，請(qǐng)為他尋找足夠的證據(jù)。

證據(jù)1：大西洋兩岸的海岸線相互對(duì)應(yīng)，特別是巴西東端的直角突出部分，與非洲西岸呈直角凹進(jìn)的幾內(nèi)亞灣非常吻合;

證據(jù)2：大西洋兩岸的美洲和非洲、歐洲在地層、巖石、構(gòu)造上非常對(duì)應(yīng)，古生物群具有親緣關(guān)系，表明當(dāng)時(shí)這些大陸曾經(jīng)相連接。

得出結(jié)論：魏格納為了證明自己的假設(shè)進(jìn)行了艱苦的實(shí)地考察和研究，并寫了《海陸的起源》一書(shū)，提出了大陸漂移的觀點(diǎn)。

魏格納認(rèn)為：全球的陸地在2億年前還是彼此相連的一個(gè)整體，后來(lái)，由于受到力的作用，才不斷分離并漂移到現(xiàn)在海陸分布的位置。

在魏格納的探究過(guò)程中，讓學(xué)生參與探究，為了尋找驗(yàn)證自己的假設(shè)，應(yīng)該去尋找一些什么樣的證據(jù)，而這些證據(jù)又說(shuō)明什么。通過(guò)這一分析，最后得出結(jié)論，使學(xué)生的分析綜合思維能力得到了培養(yǎng)。

二、通過(guò)科學(xué)史的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生推理的思維方法

科學(xué)推理是根據(jù)一個(gè)判斷或者一些判斷得出另一個(gè)新的判斷的思維形式。

案例2：《牛頓第一定律》的教學(xué)

要想研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，最好的方法是當(dāng)力失去時(shí)，物體又是怎么運(yùn)動(dòng)的呢？

實(shí)事上，我們無(wú)法用實(shí)驗(yàn)顯示物體不受力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樽匀唤缰胁⒉淮嬖谕耆皇芰ψ饔玫沫h(huán)境，怎么辦呢？

但我們可以探究在水平面上不同阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，當(dāng)阻力不斷減小時(shí)，小到零時(shí)物體又會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？

通過(guò)教師不斷的提問(wèn)引導(dǎo)，學(xué)生在思索過(guò)程中體驗(yàn)到了科學(xué)家的推理思維。推理思維不能強(qiáng)制的告知，需要學(xué)生們?nèi)ンw驗(yàn)，去感受內(nèi)化為自己的一種思維能力。

三、通過(guò)科學(xué)史的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生臻美的的思維方法

所謂臻美就是在研究科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，按照美的規(guī)律對(duì)尚不完美的東西（科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律、科學(xué)假說(shuō)、科學(xué)模型、科學(xué)理論等）進(jìn)行加工、修改以至重構(gòu)的思維方法。

案例3：《原子結(jié)構(gòu)模型》的教學(xué)片段

知識(shí)回顧：物質(zhì)是由分子或原子構(gòu)成的。同學(xué)們，你們有沒(méi)有想過(guò)原子里面的結(jié)構(gòu)又會(huì)是怎樣的呢？如果你是那時(shí)候的科學(xué)家你會(huì)怎樣去研究呢？

介紹：1803年道爾頓提出了原子的實(shí)心球模型，認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。

師：原子真的是實(shí)心的嗎？如果不是，你有新的證據(jù)嗎？

生：原子中有電子，應(yīng)該不是實(shí)心的。

師：那你認(rèn)為原子的內(nèi)部會(huì)是怎樣的？

生1：像雞蛋，電子就像中間的蛋黃。

生2：像火龍果，電子就是火龍果中黑色的籽。

生3：像均勻鑲嵌著葡萄干的面包，葡萄干帶負(fù)電，面包帶負(fù)電，整體才不顯電性。

介紹：1904年湯姆生提出了棗糕或西瓜模型，原子是一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。

師：湯姆生的棗糕或西瓜模型是不是最完美了呢？湯姆生的學(xué)生盧瑟?？刹贿@么認(rèn)為，他否定了他老師的原子模型，提出了行星繞太陽(yáng)模型（核式結(jié)構(gòu)模型），你知道他的證據(jù)是什么嗎？

生：α粒子散射實(shí)驗(yàn)。

師：如果真如湯姆生所說(shuō)的話，α粒子穿過(guò)金箔的現(xiàn)象會(huì)是怎樣的？

生：α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)差不多。

活動(dòng)：用小彈珠去隨意射擊遮上黑色布的圓盤（圓盤中間放有一顆大彈珠），根據(jù)小彈珠的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)判斷圓盤中的彈珠的分布情況。

學(xué)生體驗(yàn)之后再來(lái)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出行星繞太陽(yáng)模型（核式結(jié)構(gòu)模型）：原子中心有一個(gè)帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，就象行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。

師：盧瑟福從α粒子散射實(shí)驗(yàn)到核式結(jié)構(gòu)模型提出，你有什么疑問(wèn)嗎？

生：α粒子散射實(shí)驗(yàn)并不能看出核外電子的運(yùn)動(dòng)情況。

師：非常好，這也就是為什么后來(lái)又有玻爾分層原子模型。

隨著科技的發(fā)展，后來(lái)又提出了電子云模型，這些都是在盧瑟福核式模型的基礎(chǔ)上不斷完善、不斷修正。

【思考與討論】從以上原子結(jié)構(gòu)模型的建立及演變過(guò)程，我們可以發(fā)現(xiàn)什么？

【分析】我們可以發(fā)現(xiàn)建立模型往往需要有一個(gè)不斷完善、不斷修正的過(guò)程，以使模型更接近事物的本質(zhì)。

科學(xué)的目的在于求真，在于對(duì)自然界客觀現(xiàn)象背后的規(guī)律做出真理性的描述?？茖W(xué)家認(rèn)為通過(guò)科學(xué)特有的探究過(guò)程，人們可以獲得有關(guān)自然界真的知識(shí)，如果一個(gè)理論后來(lái)終于被經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步證明是錯(cuò)誤而被拋棄，那是因?yàn)榭茖W(xué)家在科學(xué)研究活動(dòng)中的失誤或不正確地運(yùn)用科學(xué)方法而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。只要人們不斷地正確使用科學(xué)方法，就一定會(huì)不斷建立關(guān)于自然界的真知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳志偉.中學(xué)科學(xué)教學(xué)論「M」科學(xué)出版社，2012

（作者單位：浙江省溫州翔宇中學(xué)）