科学逻辑中初中化学论文

2022-04-21

摘要:对于初中的学科进行分析了解到,科学是其中不可分割的一部分,起着至关重要的作用,关乎到学生整体素质的发展。但在传统教学方式的影响下,导致了科学这一学科课堂过于枯燥,无法满足初中时期学生对于课堂的需求。今天小编为大家推荐《科学逻辑中初中化学论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

科学逻辑中初中化学论文 篇1:

科学教学中利用“问题解决”培养学生思维能力研究初探

[摘要]思维过程就是不断发现问题、分析问题和解决问题的过程。问题解决就是要把问题的给定状态转化为目标状态。科学教学中利用“问题解决”培养学生思维能力,要求教师为学生创造具体环境,启发和激发学生独立提出问题,形成多向思维的意识,寻找在不同条件下的多种解决问题的途径,从而学会思考,养成思考的习惯,培养优秀的思维品质。

[关键词]科学教学;问题解决;思维能力培养

[文献标识码]A

[作者简介]杜冰(1979—),男,山东枣庄人,本科,杭州师范大学东城实验学校教师,中学一级。

“思维能力”是指通过分析、概括、比较、抽象、系统化和具体化等过程,对感性材料进行加工并转化为理性认识及解决问题的能力。我们常说的概念、判断和推理是思维的基本形式。学生的学习活动是以思维为核心的,因此学习能力的核心是思维能力。

问题性是思维的重要特征,思维总是在一定的问题情境中产生的,而思维过程就是发现问题、分析问题和解决问题的过程。课堂教学中笔者积极为学生创设多种不同的问题情境,启发学生从不同角度分析问题,形成多向思维的意识,探寻在不同条件下解决问题的多种途径,从而培养优秀的思维品质。下面结合笔者的教学实践,谈一谈在实际教学过程中是如何利用“问题解决”来培养学生的思维能力的。

一、分解问题,搭建“脚手架”,在“阶梯式”问题解决中培养思维的逻辑性[HTSS]

将复杂问题进行分解是指根据问题的层次结构将问题分解为一系列相互联系、具有阶梯式难度的具体问题,通过分析问题要达成的目标,将问题分解为几个连贯的子目标,通过子目标的实现使问题获得解决的一种策略。“脚手架”起源于苏联著名心理学家维果茨基的“最近发展区”理论。脚手架是一类临时性的结构,以学生已有的知识结构为基础搭建起解决问题的阶梯,使学生更有技巧地开展活动,以达成目标。利用分解策略要注意,在分解前,需要对问题进行整体结构分析,准确把握问题的起点与终点及其相互之间存在的联系,然后在起点和终点间搭建问题阶。分别完成后,要对其进行总结与归纳,使原本的问题得到解决。教师在实施过程中要根据学生的认知程度和心理特点来创设合理的“阶梯式”问题解决的情境,引导学生由浅入深,从表象至实质,步步深入,并做出科学的推理和正确的判断,最终抓住事物的本质属性,在解决问题的过程中培养学生思维的逻辑性。例如案例1:

三、多角度分析问题,在“一题多解”的问题解决中,培养思维的发散性、灵活性[HTSS]

科学教学的核心要求是培养学生的科学素养,因此在教学中要以学生对科学本质的认识为中心,从不同角度分析问题,挖掘问题的本质特征,引导学生从不同方向和途径,去寻找和发现与问题有密切联系的知识点,将待解决的问题经过某种转化,归结到一类已经认识或较容易解决的问题情境中,从而解决原问题。创设“一题多解”的问题解决情境,既有利于培养学生思维的发散性,也有助于培养学生的灵活性。例如案例4:

实验室中用氢气去还原氧化铜,在10g氧化铜中通入氢气并加热一会儿,停止加热后,冷却称量固体质量为8.4g,求生成铜的质量是多少?

解法:(1)根据未反应氧化铜质量不变求解;(2)直接求生成铜的质量;(3)根据铜元素质量反应前后相等解答;(4)根据固体减少的质量求解;(5)差量法。[HT]

在习题训练中,引导学生多角度、多方面灵活思考,从一道习题中寻找多种多样的解题途径,这对于培养学生独立思考,灵活应用知识、技能,发展和提高他们分析问题和解决问题的能力起着至关重要的作用。

四、反思问题,在“一题多解”“一题多变”的问题解决中,培养思维的批判性、严密性和灵活性[HTSS]

反思是对问题解决过程及其结果进行批判性思考和评价的策略,它包含对解题思路的优化,解决问题过程的清晰性和可靠性,对解决问题的方法及适用范围等多方面的评价,其中尤其以思路评价最为艰难。在案例4中,对上述5种解法再运用反思策略,引导学生对基本知识、基本技能、思维策略和学习方法进行归纳和总结,及时反馈,促进同化。解法4是初中化学计算中重要的常规思路,即利用质量守恒定律寻找减少的氧元素的质量,从而找到反应的氧化铜的质量。解法5最简洁。这样来挖掘习题,尽管只解决了一道题,但是却培养了学生举一反三、触类旁通的发散思维,而且培养了学生思维的批判性、严密性。

此外,教师在教学过程中可创设一题多变的问题解决情境,通过对题目中已知条件和未知条件进行适当的变换、增减等操作来改变题目中的信息,训练学生对问题本质的理解,提高学生对各种题型的应变能力,做到举一反三、触类旁通。这既有利于培养和发展学生洞察力与思维的严密性,又能培养学生思维的灵活性。

五、问题信息简约和整体化,在复杂繁琐的问题解决中,培养思维的灵活性[HTSS]

一些有复杂信息或涉及多步反应的问题,其无关信息会干扰学生理解,使学生难以准确把握关键信息或使学生落入陷阱。面对这类复杂问题,首先采用信息简约策略,在明确问题的起点、终点的基础上削去可能屏蔽思维的一些枝节内容,从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干,使复杂的表述简明化。其次采用整体化策略,对复杂问题从整体出发作综合分析,整体处理,不急于从局部入手探究解题途径,这样可使思路明晰、简洁。例如案例5:

某化学小组用一定量的AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液进行了如图实验,已知溶液甲呈蓝色。

混合溶液

加铜粉和锌粉过滤

溶液甲

固体乙

混合溶液实验

(1)向固体乙上滴加盐酸时[CD#4](填“有”或“没有”)气泡产生.

(2)溶液甲中一定含有哪些溶质?(写化学式)

该题目若按照书写化学方程式的途径进行解决,整个过程会非常繁琐,最后也有可能无法得出正确答案。因此,该题只需要分析题目中出现的金属的活动性顺序(金属活动性越强,越容易失电子,以离子形式存在,活动性越弱,越容易被置换成单质),并把握住关键信息“甲溶液呈蓝色”,整个问题便迎刃而解。

这样的例题训练培养了学生善于变换角度思考问题的能力,做到了“根在常规,妙在变通”,从而有利于培养学生思维的灵活性。化学计算中还有诸如关系式法、整体化学方程式法等,这些都是整体思维方法的体现。

六、问题信息引申,在“开放性”的问题解决中,培养思维的创造性[HTSS]

科学问题的难易并不取决于叙述文字的多少,而在于题目中隐含关键信息的深浅和解决问题思路的简繁与曲直。对于科学中的开放性试题,方法和套路不是万能的,当问题解决的特征信息仅存在于零星字词中时,就需要结合具体问题逐字挖掘有用信息,经多角度思考分析后进行推理、逐级引申、反复论证,直至问题的解决。在实际教学活动中,这些开放性的问题,可以引发学生独立思考,打破思维定式。因此教师要精心研究和设计一些开放性问题,鼓励学生积极探索,大胆猜想,以求达到对学生思维训练的最佳效果。如案例6是选择开放性试题:

下列科学实验,不能在绕地球飞行的宇宙飞船中完成的是[CD#4](填序号)

①用天平测物体的质量;②用弹簧秤测力的大小;③植物的蒸腾作用;④用水银气压计测舱内大气压强;⑤用灯帽盖灭酒精灯;⑥种子的萌发;⑦测定小灯泡的电功率;⑧过滤泥浆水;⑨密度计测溶液的密度;⑩显微镜观察细胞结构。

解析:这类条件开放类试题由于所给信息较多,需要从不同角度去考虑分析问题中涉及的各个知识点,从而得到正确的结论,这类题型的特点要求学生对所学知识能融会贯通。题干中的关键信息是“在绕地球飞行的宇宙飞船中不能完成的实验”,其含义就是在失重条件下不能完成的实验,就需要分析下面提供的实验中哪些原理是与重力有关的。

①失重,物体就不受重力,无法测出质量;②不能测物体的重力,但是可以测出拉力(此处是学生最易出错的);③与重力无关,飞船中植物可以正常生存;④⑤⑥和⑦⑩与重力无关;⑧需要液体自上而下流过滤纸,与重力有关,无法完成;⑨密度计是根据重力与浮力平衡的原理制成的,失重条件下没有重力和浮力,无法使用密度计。[HT]

另外还有一类是结论开放性试题:

(2013年杭州中考试题)小张将一瓶矿泉水在冰箱中放较长时间后取出,一会儿发现瓶外壁出现小水珠。用干毛巾擦净,等一会儿又出现小水珠。于是他与小吴一起对此现象进行研究,但观点不一致。小张认为这是矿泉水瓶内的水往外渗透后,附着在矿泉水瓶外壁上;而小吴则认为是空气中的水蒸气液化成小水珠附着在矿泉水瓶外壁上。请你设计一个实验证明他俩的结论是否正确。

方案一:将瓶中水换成干燥的沙子放入冰箱较长时间后取出,观察外壁有无水珠出现,若有水珠出现,则证明小吴观点正确,没有水珠则证明小张观点正确。

方案二:向塑料瓶中灌入一定质量的水,用天平称出质量[WTBX]m1。然后冷藏一段时间,拿出来后发现容器外壁有小水珠,待恢复到室温后,擦干外壁,再称其质量为m2,若m1=m2,则小吴对,若m1>m2[WTBZ]则小张对。

其他合理方案也有很多。[HT]

开放性试题使学生思路大开,从中体验到了创新的乐趣,培养了思维的创造性。

参考文献:

[1]王后雄.化学问题解决的策略研究[J].化学教学,2008(1).

[2]凡建伟.化学教学中创设问题情景的策略[J].中国教育技术装备,2008(10).

[3]尹文静.科学探究中的问题表征及其解决策略[J].现代中小学教育,2008(8).

[4]顾晓怿.在问题解决中培养学生的思维能力[J].高中数理化2013,(12).

作者:杜冰

科学逻辑中初中化学论文 篇2:

初中科学教学中培养问题意识的策略探究

摘要:对于初中的学科进行分析了解到,科学是其中不可分割的一部分,起着至关重要的作用,关乎到学生整体素质的发展。但在传统教学方式的影响下,导致了科学这一学科课堂过于枯燥,无法满足初中时期学生对于课堂的需求。因此,在课程改革的不断推动下,为了能够实现素质教育,在此基础上不断地提升学生的思维能力以及学习能力,初中科学教师应当注重对于教学方法的选择,培养学生的问题意识,展开相关的教学,以此完成教学任务。本篇文章主要以初中科学教学中培养问题意识这一内容为中心,展开相关的分析与探讨,结合教学实践提出有效的策略,实现学生整体学习情况的改善。

关键词:初中阶段;科学学科;问题意识;教学策略

引言

科学知识对于学生各个人成长非常重要,在科学知识的带领下,学生的心灵会得到保护,对世界产生一个全面地了解。正确的世界观的形成与科学这一学科的教学息息相关,是学生成长路上的指路灯。在进行具体初中科学教学期间,教师应当注重对教学方法的选择,烘托教学气氛,为学生创造有效的教学情景,调动学生对初中科学知识学习的热情。与此同时,在学习期间,注重对学生问题意识的培养,结合教学实际确定切实有效的教学方案,在教师与学生的共同努力下,實现对学生问题意识的培养。

一、初中科学教学中培养学生问题意识的重要性

科学学科教学内容能涉及到的范围比较广,涵盖面也很大,涉及到生活、生产的各个领域。对于问题意识的培养,首先,有了问题的指引,学生会自发地产生对初中科学知识学习的兴趣,在问题的带领下,从不同的角度分析科学知识,让学生对科学问题产生一个整体的认识。其次,在进行初中科学教学期间,教师关注学生的改变,注重对问题意识的培养,带领学生分析问题的重点、难点,从学生的角度出发,为学生创造有效的学习氛围,在这样的环境下,活跃学生的思维,使他们能够更加有深度的去思考问题,培养他们分析问题解决问题的能力[1]。

二、传统科学教学法中存在的一些问题

分析科学这门学科的特点了解到,其具有一定的逻辑性,而初中阶段的学生心理尚不成熟,对世界的许多未知事物充满了好奇心,枯燥单一的教学方法,会影响他们对科学学科学习的兴趣及热情,无法激发学生的学习欲望。除此之外,分析现如今的初中科学教学情况了解到,教师仍然在课堂上,向学生们进行灌输式的教学,学生处于被动地位,教学内容过于枯燥乏味,导致课堂氛围紧张难以活跃。甚至在这一过程中,一些学生会因此而产生恐惧心理,为教学的开展创造了难题。在课程改革不断深入的背景下,虽然一些学校也为了教学质量的提高,做出了一定的改变,不论是教学理念还是教学方法都在创新,但这些改革的效果甚微,课堂表现力不足,约束了学生的个人发展,严重制约了课堂整体情况的改善。

三、培养初中生的科学课堂问题意识的有效策略

(一)创建问题情境,形成问题意识环境

对于初中科学教学而言,问题意识的培养,作为教师不仅要分析现在教学中的问题,更要丰富教学内容,改变教学方法,为课堂寻找更多的资源。一些学生并不了解什么是问题意识,那么教师应做好引导,为学生建设有效的问题情境。例如,在进行浮力这一知识点的学习时,创建问题情境联系生活实际提问学生,在生活中会遇到哪种现象与浮力所表现的情况相同?将问题带给学生,让学生展开思考,与生活实际相联系。学生在这一过程中积极的参与,融入到教学情境中,提高对初中科学知识学习的兴趣[2]。

(二)建立良好的教学氛围和师生关系

在进行科学教学期间,教师与学生之间的有效互动,也能够起到推动初中科学教学质量提高的作用,教师在讲授中既可通过分析和比较、归纳和演绎、综合和概括,又可通过讲重点、讲关键、讲难点、讲思路、讲规律、讲方法等多种形式来促进学生掌握知识、认识知识的价值,并将其内化为一种学习的动力。另外,在一个愉快轻松的学习氛围下,学生也会更加轻松的面对知识,主动地参与到活动中。基于此,培养学生的思维会起到很好的效果,那么教师要主动地打破现在的困境,改善教学环境,结合教学内容,为学生营造一个有效的教学环境,在面对问题的时候可以更加轻松的进行思考,勇于表达自己的观点。例如在进行凸透镜成像这一内容的学习时,为了培养学生的问题意识以及学习能力,围绕凸透镜成像的原理,结合人眼成像这一内容展开探究,为学生的想象力发展提供平台,实现学生整体实力的提高。

(三)多角度培养学生的问题意识

要想实现最终学生问题意识的形成,应当从不同的角度出发,进行全方面的努力。首先,教师应当与生活实际联系起来,因为初中阶段的学生并没有形成清晰的问题意识,没有了解问题意识对于个人成长的重要性,导致这一情况的主要原因包括了学生眼界的局限,还有在学习过程中内在动力的缺乏等原因。科学知识来自于生活,要想学好这一学科,教师应当引导学生对生活中的现象进行观察,从生活出发展开思考,映射到课堂中,才能够实现学习能力的提升,以及问题意识的形成。例如,生活中常常会碰到汽化液化的现象,包括了衣服晾干的过程,洗澡时的蒸汽等等,只要学生认真观察,就能够与书本上的知识联系起来,明白其中的原理。其次,教师更要引导学生养成对问题质疑的能力,进行积极的提问,在进行教学期间,针对教师所提出的问题表达自己的疑惑,在提问的过程中弄清问题的答案,梳理问题的思路,呈现出更好的教学效果。如果学生在思考问题时遇到了瓶颈,教师可以做出适当的引导,通过多个问题的共同加持,培养学生的问题意识,找到问题解决的突破口,激发学生对科学知识学习的兴趣[3]。

结束语

总而言之,初中科学教学属于基础课程,也是教育改革的重点,对于学生核心素养的培养起的至关重要的作用,影响了学生的个人成长。通过对科学学科的学习,形成探究意识以及问题意识,能够根据所学的内容深入分析,不断质疑,并通过自身的努力找到答案,进而实现学生科学核心素养的提高,包括了提出问题,思考问题解决问题三大能力,只有具备了这三种能力,才能够有效地掌握学习技巧,面对各种问题不恐惧、不退缩,实现个人能力的提高。

参考文献:

[1]李纬.初中科学的问题化教学模式设计[J].课程教育研究,2018(45).

[2]董丹丹.浅议问题化教学在初中科学教学中的运用[J].课程教育研究,2018(48).

[3]杨建刚.问题化教学在初中化学课堂中的应用探析[J].科学咨询(科技·管理),2019(9).

作者:朱春红

科学逻辑中初中化学论文 篇3:

走出沼泽,营建绿洲

摘 要:初中学生在科学学习中由于思维走偏而导致解题错误,这种现象被称为思维误区。本文对思维误区的成因进行了分析,并对走出思维误区的有效策略进行了研究,目的在于培养学生良好的思维品质,提高解题能力。

关键词:思维误区;成因分析;有效策略

在近几年的教学实践中,对学生学习中出现的错误进行总结,就会发现学生的错误有许多是因为某些主客观条件下,学生的思维在某个环节上出现了问题,而导致思维走偏了,我们把它称为思维误区。这些误区往往对学生思维能力的提高起着很大的阻碍作用,严重制约了学生的学习。因此,探讨思维误区的形成原因及策略,有助于形成良好的思维品质,培养科学的思维方法,提高学生的解题能力。

一、形成思维误区的原因分析

1.分析能力的欠缺

(1)对概念本质理解不清

概念的建立是一个由感性认识到理性认识的上升过程,学生由于受知识水平、社会阅历等方面因素的局限,在思维上往往达不到“去伪存真、由表及里”的整理加工过程,结果造成理解上的错误。例如:在理解ρ=m/V这一公式时,许多同学套用数学的思维模式,忽视密度的特性,而单从数学角度认为ρ与m成正比、与V成反比;在理解R=U/I这一公式时,也存在类似的问题,认为当电压等于零时,电阻也等于零。

(2)对阅读理解能力欠缺

初中科学涉及的内容广,有相当多的文字阅读题,学生在阅读时常出现以下现象,导致思维错误。读不细:阅读时,类似于看小说,一晃而过,不假思索,不重视将现象与概念联系起来,造成答题错误。读不懂:由于受语文水平的影响,有的学生无法读懂某句话或某段文字所表达的中心思想,阅读能力差致使他们盲目审题抓不住题目中的主要信息,结果造成答非所问。

案例:怎样鉴别空气、氧气、二氧化碳三瓶气体?

[错解]氧气可使带火星的木条复燃,二氧化碳可以灭火,空气不能使火焰熄灭。

[分析]上面的错解,错在是从性质上来说明,不是回答如何鉴别(怎样进行,发生什么现象,结论为何),答非所问。

[正解]将燃烧的木条分别插入三瓶气体中,使木条燃烧更旺的是氧气,使木条火焰熄灭的是二氧化碳,木条火焰没有变化的是空气。

(3)对隐含条件把握不定

学生运用物理知识解决实际问题时,常常是多条件的,有些条件题目明确给出,学生自然十分重视;而有些条件是隐含在字里行间或隐含在物理过程当中。例如:用力推一木箱而没推动,分析摩擦力与推力的大小关系。此题隐含了物体处于平衡状态的条件,如忽视了这一隐含条件,就会得出推力小于摩擦力的错误结论。

2.思维定势的影响

思维定势就是人脑多次受到某种外界信号刺激作用而形成的一种固定的思维方式。学生在用某种思维模式多次解决某类问题而形成思维定势后,当面临解决相类似的问题而具体条件稍有改变时,就会表现一种要套用以前思维模式的倾向,使思维误入歧途。例如:在做有关溶液稀释的计算题时,常强调:加水的质量=稀溶液质量-浓溶液质量,而学生在解具体题目时,往往把它等同于:加水的体积=稀溶液体积-浓溶液体积,导致答案错误。请看下列题目:

用98%的浓硫酸(密度为1.84 g/cm3)配制成10%的稀硫酸(密度为1.07 g/cm3)1000毫升,需浓硫酸和水各多少毫升?学生先根据稀释前后溶质质量不变,经过列式计算得出浓硫酸的体积是59.3毫升,在计算水的体积时,得出用1000毫升-59.3毫升=940.7毫升的錯误算式,造成学生答错的原因是受思维定势的影响,而学生没有注意此问题的条件已发生了变化,在溶液稀释前后,只有质量守恒而体积并不守恒。

3.经验思维的误导

日常生活现象都可由科学知识来解释。但是,当学生对生活常识有了错误的理解时,随之而来的就是对相关知识的曲解。这种先入为主的不当生活经验妨碍了思维的灵活性,不利于智力的开发。例如对惯性的理解,生活经验告诉我们:汽车速度越大,就越不容易刹车。学生往往有这样的错误概念,即认为物体的惯性与它的速度有关,速度越大,惯性就越大。

尽管教师再三强调,惯性是物体固有的属性,只与其质量有关,与其运动状态无关,但一旦碰到具体问题时,经验思维仍在起作用。

4.环境因素的影响

学生思维误区的形成从一定程度上看,还与学生所处的社会环境有关,由于社会中某些不良因素对学生的刺激和生活用语的不科学性,使学生不能形成正确的思维。例如:生活中的“纯净物”是指纯洁、干净的物质,而“纯净物”的科学定义是指只有一种分子构成的物质,由于对概念理解的错误,导致思维偏差。再如:日常生活中,往往把“质量”说成了“重量”,如一袋米的重量是20千克,某人的体重是50千克,这种错误的日常用语严重影响了学生对概念的理解,极易导致思维混乱。

二、走出思维误区的有效策略

在教学中,了解学生思维误区形成的原因固然重要,但更重要的是帮助他们走出思维误区。“授人以鱼,不如授人以渔。”教学实践表明,培养学生科学的思维方法,能提高他们的思维能力,形成良好的思维品质,有效避免走入误区。

1.巧思巧解,培养学生思维的敏捷性

思维的敏捷性是指思维活动的速度,在处理和解决问题的过程中,能够积极思维,正确判断并迅速地得出结论,而巧妙的构思和解答,往往能提高解题的速度。

案例:边长为10 cm的正方体金属块浸没有水中,它的上表面与水面平行,距水面5 cm,求正方体金属块上、下表面所受水的压力之差。

[通法通解]要求出正方体金属块上、下表面所受水的压力之差,可根据液体的压强公式p=ρgh,求出水对正方体金属块上、下表面的压强,再根据公式F=pS,求出水对正方体金属块上、下表面的压力,最后求出压力差。

解:金属块上表面所受水的压强向下,则

p下=ρgh=1.0×103 kg/m3×9.8 N/ kg×0.05 m=490 Pa

金属块下表面所受水的压强向上,则

p上=ρgh=1.0×103 kg/m3×9.8 N/ kg×0.15 m=1470 Pa

金属块上表面所受水的压力向下,则

F下=p下S=490 Pa×0.01 m2=4.9 N

金属块下表面所受水的压力向上,则

F上=p上S=1470 Pa×0.01 m2=14.7 N

上、下表面所受水的压力之差为

F上-F下=14.7 N-4.9 N=9.8 N

[巧思巧解]浸在液体中的物体前、后、左、右四个表面对称地浸在液体中的同一深度,前、后两个面所受压力大小相等,方向相反,相互平衡;左右两个面所受压力大小相等,方向相反,相互平衡。即这四个面所受压力的合力为零,而上、下两个面所受压力大小不等,合力(压力差)方向向上,这就是物体所受的浮力。因此,金属块所受浮力即为本题所求。

F上-F下=F浮=ρ液gV排=1.0×103 kg/m3×9.8 N/ kg×

0.001 m3=9.8 N

2.变换引申,培养学生思维的深刻性

思维的深刻性是指思维的抽象程度,逻辑水平以及思维活动的深度。它集中表现为善于抓住事物的本质和规律,能深刻地理解概念和深入地思考问题。由于受知识积累、生活阅历、心理条件等因素的影响,中学生的思维常常缺乏一定的深度,教师在教学中应有目的地进行培养。

案例:两物体叠放如图所示,物体A的小底面积为S1,大底面积为S2,重为G;物体B是正方体,侧面积为S3,重也为G,置于木板C上,已知S1

[通法通解]两种情况下A对B的压强分别为p甲=FA/S1=G/S1,p乙=FB / S3=G/S3

两种情况下B对C的压强均为p甲′=p乙′=(GA+GB)/S3

则p甲′=p乙′>p甲>p乙

[构造思维1]在分析和计算压强时,受力面积是两个物体的接触面积。本题图甲中,物体A小底面积小于正方体上底面积,物体A小底面积为受力面积;图乙中,物体A大底面积大于正方体上底面积,物体B上底面积为受力面积。

[构造思维2]比较对C的压力和压强时,除了要考虑B对C作用面积外,还要清楚是A、B两个物体的重力产生的压力。

将相似的问题变换条件:

[变题1]如下图所示,形状相同的两块砖,长、宽、厚之比为4∶2∶1,其密度之比ρ甲∶ρ乙=5∶4,如图那样叠放在水平地面上,求甲对乙的压强p甲与乙对地面的压强p乙之比为多少?(解略)

[变题2]如下图所示,A、B叠放在水平地面上,已知A重10 N,B重30 N,A对B的压强与B对地面的压强之比为3∶2。则A与B的底面积之比是多少?(解略)

将相似的问题引申推理变换:

[变题3]纪念碑的质量为100吨,立在一块基石上,基石高1米,密度为2×103 kg/m3,如果地面所能承受的压强不能超过6.86×104 Pa,问基石的底面积至少应多大?(解略)

[变题4]如下图所示,已知A、B两长方体密度分别为ρA、ρB,底面积分别为SA、SB,叠放在水平地面上,A对B的压强与B对地面的压强相等,求两物体高hA与hB之比。(解略)

将相似的问题由定性判断变换为定量计算:

[变题5]两物体叠放如下图所示,物体A的小底面积为20 cm2,大底面积为60 cm2,重为20 N;物体B是边长为5 cm的正方体,重为20 N,置于水平面上,求:甲、乙两种放置时,物体A对物体B的壓强和物体B对木板C的压强。(解略)

通过对原型题及其变型题之间的无穷变化的解剖和训练,使学生能够掌握一种用联系的眼光去看待一个个看似孤单零散的题,从而学会用一种凌厉的思维去击穿每一个无从下手的难题,学会用灵活多变的方法优化解决每一个问题的方式。

3.反思寻异,培养学生思维的独创性

思维的独创性是指完成思维活动的内容、途径和方法的独立程度。它集中表现为善于独立思考、思维不循常规、标新立异、勇于创新。教学中,要鼓励学生的独创性活动,对于学生的每一点独创表现应给予充分肯定,热情鼓励,这样才能迅速发展学生的创造性思维能力。

案例:将四个阻值分别为150 Ω、75 Ω、75 Ω和15 Ω的导体并联后,其总电阻R为多少?

[分析]大多数学生根据1/R=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4,求得R=10Ω。但有个别学生突破思维定势的束缚,将R2和R3均看成各由两个150 Ω的电阻并联,将R4看成由十个150 Ω的电阻并联,从而很快算出R=R1/n=150 Ω/15=10 Ω。绝妙的解法!明显的具有独创性。其实,我们只要放开思路,不落俗套,即可将原题简便算出,何必非要墨守成规呢。

4.分析推理,培养学生思维的逻辑性

思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果,要使学生思维过程合乎逻辑的发展、遵循逻辑的规律,教师应首先注意讲课的逻辑性,使学生在潜移默化中得到熏陶。为此,上课时采用“逻辑式”板书,就是板书的内容能反映出推理过程以及相关知识结构的逻辑联系,这种板书能留下思维的“脚印”,使思维过程变得具体、实在。对于综合性较强,难度较大的题目可引导学生标出分析过程,根据学生思维过程所出现的问题,出一些有训练逻辑思维价值的习题,注意培养学生的分析推理等逻辑思维能力。

案例:将一株植物在黑暗环境中放置48小时,然后将一片叶的主脉切断(如下图),在阳光下照射4小时,将此叶片脱色处理后,再用碘液处理,结果a部呈棕褐色,b部呈蓝色。这个实验证明了光合作用需要()

A.光B.CO2C.水D.叶绿素

[分析]首先根据现象“a部呈棕褐色,b部呈蓝色”和“淀粉遇碘变蓝”的原理分析出b部有淀粉产生,a部无淀粉产生,进一步推理出b部发生了光合作用,而a部无光合作用,再考虑到叶的主脉被切断,而水在植物茎中的运输是自下而上的,a部因缺少光合作用的原料之一水而无法产生淀粉。这个实验证明了光合作用需要水。故选C。

5.调整角度,培养学生思维的灵活性

思维的灵活性是指思维活动的灵活程度。对于一个待解决的问题,教师在教学中要善于抛砖引玉,启发学生寻求变异,从不同角度、不同层次、不同方面去思考,一旦发现按某一思路不能达到预期目的,就要适时迅速调整思维角度,机智地解决问题。

案例:在Na2S、Na2SO3、Na2SO4组成的混合物中,已知O元素的质量分数为22%,则S元素的质量分数为多少?

[分析]此题所给条件较少,只知道O元素的质量分数为22%,Na元素的质量分数未知,按照常规思路,从表面看好像无法计算S元素的质量分数,但实际上只要我们及时变换思维的角度,仔细观察组成混合物的各物质的化学式,不难发现混合物的各成分均含有Na2S,因此将Na2S看作一个独立的整体,故可将混合物的化学式看作Na2SOx,则由O元素的质量分数为22%,可知Na2S的质量分数为:1-22%=78%,而在Na2S中S的质量分数为:

所以此混合物中S元素的质量分数为:78%×41%=32%。

6.反道而行,培养学生思维的可逆性

一般人的思维是从“因”到“果”,而在实际中要由“果”寻“因”的问题也不少。例如:不少的学生总认为抛出去的物体受到重力和抛力共两个力的作用,其原因除受“抛”字的干扰外,更主要的是不善于进行逆向分析或逆向论证,假如抛力存在,这个抛力的施力物体是谁呢?反过来想一想问题就迎刃而解了。可见,提高学生分析问题的能力必须注重思维的可逆性的培养。善于从矛盾的对立面进行思考,联想相反的事物,是培养逆向思维能力的有效途径。

案例:如下图所示,S闭合后,两个灯泡均不发光,但电压表的指针确有明显的偏转,该电路的故障可能是()

A.L1被短路了

B.L2的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触

C.L1和L2的灯丝都被烧断

D.L1的灯丝被烧断或没接好

[分析]导致灯泡不亮的原因有很多,由于图中L1和L2串联,只要其中任意一只灯泡处断开,两只灯泡均不会发光,但电压表的指针却会因灯泡故障的不同而有所不同,本题中电压表并联在L1两端,如果是L1处断开,电压表指针应有明显偏转,如果是L2处断开,电压表指针应无偏转。而如果L1被短路或L1、L2处同时断开,结果都是电压表指针无偏转。综上所述,应选D。可见确定一个物理量的变化,必须找出引起其变化的原因,即找出该物理量与其他物理量之间的因果关系,将会使问题的讨论简捷、准确。

7.一题多解,培养学生思维的广阔性

思维的广阔性是指思维发挥作用的广阔程度。它集中表现为思路宽广,善于全面地考查问题,能用多方面的知识经验去寻求解决问题的方法。

案例:请根据如图给出的入射光线和出射光线的传播方向,在方框中填入适当的光学元件,并完成光路图。

[分析]此类题目可引导学生进行探索,针对题中给出的两条光线,进行创造性的构想,多次设计,最后画出元件和光路图。本题答案不是唯一的,平面镜、凸面镜、凸透镜、凹透镜、凹面镜、三棱镜均可。

教学实践表明,选择典型的题目,引导学生从多角度、多方位寻求解题方法,能使学生的思维成辐射状展开,从而培养思维的广阔性。

8.推敲质疑,培养学生思维的批判性

思维的批判性是指敢于破除迷信,善于大胆质疑,古语说得好,“学而不思则罔”。教师在教学中要设置一定的情境,鼓励学生独立地提出问题,勇于发表自己的见解和设想,不被错误的观念束缚了思维。

有些时候,大多数学生都产生了同样的某种错误的看法,但他们又不认为自己是错误的,或者班里有几种不同的看法,但他们各自坚信自己的看法是正确的,这时教师就应设法进行适当的引导,使他们对自己的某些看法是否正确产生疑问,或者认识到自己的错误。这对促进思维能力的发展,起了很好的作用。

例如:在学习“运动和力”一节时,先做一个实验,用力推小车,小车由静止变为运动。有的学生通过这个实验认为,物体只有在力的作用下,才能运动。并联想到一只足球,不用力踢它,能飞向空中吗?教室里的课桌椅,不用力推它,它能动吗?其他同学也同样认为,没有力的作用,物体怎么能动起来呢?因此物体的运动需要力的维持。但也有个别学生提出疑问,当物体做匀速直线运动时,根据牛顿第一运动定律,物体没有受到力的作用,不也能运动吗?这时物体的运动并不需要力的维持。那又如何解释呢?这时教师可作适当的引导:“刚才小车从静止变为运动,或从运动变为静止,是什么发生了变化?”让学生在质疑中,通过争论和分析,理解“力是物体运动状态改变的原因。”

在课堂教学上这种建筑在一定的事实与分析基础上的设计,乃是学生“批判性思维”与“灵感”的闪现。教师应当即给予大力的肯定与表扬,这种“科学的质疑”思维能力,无论是对学生在校学习,还是对他们以后从事任何科学工作,无疑都会起到解放思想,激励创造精神的积极作用。

总之,传授给学生科学的思维方法,培养学生的思维能力,与知识的传授同等重要,它对学生来说,是一把终身受用的万能金钥匙。学生需要学到基础知识,更需要学到思维的方法。科学知识是无限的,学生在学校学习的时间有限,更多的知识需要学生在没有老师的情况下自己学习。作为教师,不但自身的教学符合思维规律,在教学中,还要运用这些规律有意识地加强对学生的指导和训练,用科学的教学方法来培养学生科学的思维方法,只有这样,才能避免思維走入误区,提高解题的正确率。

三、回顾思维误区的实践思考

经过一段时间的实践,笔者体会到培养学生科学的思维方法,一是学生解题过程中的错误明显减少,提高了解题的能力。不仅对于科学的学习,对于其他学科的学习,也是受益匪浅。二是全面提高了学生的思维水平,对于开发学生的智力,发展学生的创造能力十分有益。三是帮助学生树立大胆探索,勇于进取的精神。笔者欣喜地发现,由于学生思维能力的增强,学习的自信心提高了,学习科学的兴趣普遍浓厚,敢于提出问题,勇于展示自己。

笔者认为,要帮助学生走出思维误区,还要充分发挥形象思维的作用,而实验是培养形象思维的重要途径,通过演示和学生实验,可有效地启发学生从感性知识上升到理性高度, 从现象到本质,从宏观到微观,不断把思维引入情境,使学生思路畅达,对发展学生的思维品质有着特殊重要作用。因此,我们教师在教学中要加强实验教学,为科学思维方法的形成奠定基础。

参考文献:

[1]王棣生.中学物理创新教法:思维训练方案.学苑出版社.

[2]王棣生.中学物理创新教法:素质训练方案.学苑出版社.

[3]邓均,蒋大凤.海淀题链:解题思维能力发散训练.初二物理.东北师范大学出版社.

[4]张泽士.初中化学解题思路与方法.安徽教育出版社.

(作者单位 浙江省杭州市萧山区高桥初中)

作者:徐越琴

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