科学思维的重要性范文

时间:2024-01-15 18:10:38

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科学思维的重要性

篇1

初中学生学习科学课,思维能力决定了其对于课程的理解程度,因此科学思维能力的培养对于科学课的学习尤为重要。本文以培养初中生科学思维能力的重要性分析为基础,总结出初中科学课培养科学思维能力的两种重要方法。

一、科学思维介绍与培养意义

1.科学思维能力简介

科学思维是以科学知识为基础达到思维最优化、科学化,是适应现代化实践方式以及现代化科技创新而创立的方法体系,是对世界的复杂性、整体性和多样性的全局把握。

科学思维能力是指以科学认知得到的以及人的大脑依赖于信息符号对于感性材料加工处理的途径和方式,其实质是通过合理地处理各种科学思维方法之间的辩证关系,从而使其达到最优化,做到科学地、历史地、全面地观察问题、考虑问题,得出符合实际的解决问题的方法。

科学思维方式是一个庞大的方法集合,其中包括科学抽象方法、思维发散法、逻辑方法、模型优化法等。

2.培养科学思维能力的重要性

(1)培养学生科学思维能力是科学课学习的重要基础

初中生在学习科学课的传统过程中,往往是老师把需要传授的知识和课程固定式思维结合起来,学生将老师的思维固化在自己的脑海中,形成模式思维。长此以往,学生容易导致对熟悉的课程和内容铭记于心,但是当遇到新的问题时就会茫然无措,不知道从何入手解决问题。这就是模式化思维与现代教学没有同步前进的结果。而科学课是对自然科学进行探索、求知过程的研究,要求学生具有独立、创新、灵活思维能力,因此培养学生的自主科学思维能力也就成为了学习科学课的重要保证。

(2)初中生习惯于单一思维,缺乏发散思维能力

初中学生在分析和解决自然科学问题的时候,习惯于单一的沿着问题的发展过程考虑问题,思维习惯固定,思维方向难以改变,因此不能够通过多角度多途径解决问题,难以进行发散思维或变换角度思维,解决问题的方法模式化,缺乏一定的灵活性与创新性,没有形成系统的科学思维方法,难以从根本上突破学习科学课的瓶颈。

(3)科学课自身特点对于科学思维能力的要求

科学课对于知识与能力的相互转化十分重视,学生思维能力的塑造是科学课的首要目的。培养科学的思维能力是科学课的基本要求,其知识体系本身特点就决定了其对于学生科学思维能力的要求。随着科学的发展,学生的视野开始变的开阔,知识与信息的来源广泛,如果缺乏科学思维对于知识与信息进行系统化的处理,难以将其应用于实践中。只有让学生拥有科学的思维方法才能够在信息时代合理地运用其来解决实际问题。

二、培养学生科学思维能力的方法

1.培养学生发散式的科学思维能力

培养学生科学思维能力首要任务的是学生思维的灵活性与发散性,即发散式思维,能够从多角度、全方位思考问题,冲破传统观固定化思维模式的单一性与局限性。

以能量的转化与守恒为例,学生在初学该章节时,对于转化与守恒这个概念就有所误解,认为其相互矛盾。既然能量可以相互转化,那么能量还能够守恒么?这是很多学生所产生的疑问。这就是学生考虑问题的时候单从某种能量自身考虑,缺乏能量的整体式思维,而且考虑问题绝对化,把转化与守恒进行绝对化思考,导致对问题难以理解。

该例子说明学生在思考科学问题时候应该从不同的角度思考问题,从个别以及整体不同的角度入手解决问题,该例中很多同学会从单一的势能或者单一的动能出发,没有考虑到能量的总体性,即思考的角度要全方位。因此可以通过教学中的看似矛盾的问题,来培养学生的发散式思维能力。

2.培养学生想象式的思维能力,充分发掘学生的想象力

想象式思维能力是科学中的一种非常重要的抽象逻辑思维能力,因为在科学课的研究中,会遇到边缘科学等许多超越现实的实验条件,现实生活中难以重现实验环境。这就要求学生抓住研究对象的主要因素,排除其他次要因素,使研究对象与实验条件理想化,从而建立理想的实验模型。

例如对于势能的理解,很多学生认为火燃烧时释放出热量这种形象化的能量才是能量,因为它可以通过人体感觉得到。而像重力势能、弹性势能等人体感觉不到的能量,学生就无法理解。因为势能比较抽象化。这就需要学生在理解势能这个概念时采用抽象式、理想式的科学思维方法。将能量作为一个整体抽象的描述印在脑海中,将无形的势能附着于有形的物体上,从而将无形的势能抽象的想象成有形的势能,从而消化对势能概念的理解。

篇2

关键词:中小学课堂教学;积极、持续的影响;批判性思维能力;批判性人格

中图分类号:G622.0 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2012)07-0004-03

批判性思维是指人们“为了决定相信什么或做什么而进行的合理的、反省的思维。”批判性思维不仅在本质上是一种能动、独立的思维能力,它还与创造性思维有着密不可分的内在关系。因此,它对个人乃至社会的发展进步均有着巨大的推动作用。中小学生正处于思想、人格发展的关键时期,如果课堂教学能够对中小学生批判性思维能力的形成施加积极、持续的影响,将十分利于中小学生批判性思维习惯和批判性人格的形成。

一、批判性思维能力的本质以及从中小学即开始培养的可能性和可行性

(一)对批判性思维本质的认识,决定了中小学培养批判性思维能力的可能性

尽管思维能力是人类与生俱来的一种能力,但是,由于社会生活的复杂性以及人类思维本身的缺陷,人类将不可避免地会遭遇到各种假象的困扰。因此,在这种情况下,批判性思维能力就是人类透彻审查自身和他人思想、观念的力量。一方面,作为高阶思维能力的批判性思维需要借助于一定的理念、承诺、努力和练习才能熟练掌握,批判性思维能力还需要持续、有技巧地进行“思维训练”才能够形成。另一方面,学界目前基本上已经认可批判性思维至少包含了对于论题、问题、命题、情境的识别和理解,以及在此基础上对于论题、问题、命题、情境的分析和评估,以及更进一步地去寻找新的论据补充、完善先前的认识(此步骤被称为推论和说明),而在这个过程中每一步都可能渗透着对自我认识活动的反思(或称为自我调节);学界还认为,批判性思维倾向更多地与人们的好奇心、联想力以及对于事物探索和检验的习惯和态度有关,而理性的好奇、谦恭、怀疑、勇气、换位思考、系统、真诚、执着、灵活等特征,则是批判性思维者普遍拥有的态度倾向。因此,批判性思维能力本身并不是一种神秘的、不可捉摸的能力。人们对于批判性思维本质的这些清醒认识,使从中小学阶段着手培养学生的批判性思维能力成为了可能。

(二)从中小学就开始培养学生批判性思维能力的可行性

任何学习活动的开展,都是在感知的基础上,运用比较、鉴别、抽象、分析、综合等思维方法来形成概念、判断和推理的过程。中小学阶段是人的身体和智力发展最快的时期。自儿童进入小学,进入正规、系统的学习活动开始,一直到整个初、高中阶段,其思维水平将经历从具体到抽象、从形象到逻辑的质的飞跃过程。其中,小学生的思维更多地依赖于具体可感的形象,而初、高中生的思维则更多地利用抽象符号进行推导。但无论在哪个阶段,中小学生对任何事物的认知,都会经历以上完整的思维过程。那么,一方面,在这个思维过程中,适当引导学生的分析、评估、推论、反思等中、高阶批判性思维技能,则非常有利于批判性思维能力的形成;另一方面,对中小学生进行批判性思维能力的培养,使他们在不断的有意识的引导或潜移默化的熏陶感染中,很早就可能知道“推理和事实的重要性,学会在论辩中尊重他人的观点,虚心采纳他人的观点、愿意换位思考……而当他们变得更加成熟的时候,他们将有能力也有意愿去扩展其智力资源,以便做出更好的判断。可见,从中小学开始培养学生的批判性思维能力,完全可行。

二、课堂教学是中小学生批判性思维能力培养的重要渠道之一

(一)批判性思维能力的培养有多种可能的渠道和途径

作为一种由逻辑技能和态度倾向要素共同构成的思维能力,人们可以借助于社会、学校、家庭等多种渠道和途径来培养。例如,从社会角度来看,当一个社会能够持久地关注人们的质疑精神,全方位地倡导、鼓励思想开放,崇尚理性的真诚、谦逊、换位思考、自信和理性的勇气等思维品质,我们就认为,这样的社会是有利于学生批判性思维能力形成的;而对于一个学校、一个家庭来说也是如此。约翰·杜威是最早对学校的反省思维(批判性思维的一种)影响因素进行系统研究的现代学者之一。在杜威看来,对学生的反省思维造成一定的影响的学校因素,包括“教师潜在的和显性的影响、学业性质的影响、教育的现时目标和理想的影响”。例如,在阐释教育的现时目标和理想目标的影响时,杜威指出:在教学中,以外在的成果为标准的做法,表现在人们只重视“答案正确”,从而使教师无法集中注意力去培养学生的思维能力;而在学生的操行方面,仅仅要求学生遵守校训、校规,而忽略了学生积极探索和深思习惯的养成,这都将不利于学生反省思维习惯的养成。而改变这种状态,就能够使学校的反省思维的影响因素逐渐形成并不断得到强化,从而有效地促进学生形成批判性思维能力,养成批判性思维的习惯。

(二)课堂教学是中小学生批判性思维能力培养的最重要渠道之一

尽管影响中小学生批判性思维能力形成的渠道和途径是非常多的,但是作为各级各类学校教育的中心环节,课堂教学无疑处在众多影响因素的中心位置。关于课堂教学为什么会对学生批判性思维能力的形成有着举足轻重的影响,我们可以从两个角度来分析:首先,课堂教学占据着我国中小学生学校生活的绝大部分时间,课堂教学对于学生各个方面的影响往往会比学校其他渠道的影响要大得多;其次,课堂教学是人类系统化、制度化的教育制度本质特征的最集中体现,在传递人类社会所积累的知识和经验方面,课堂教学与生活中其他偶然性和随意性的知识经验传递方式相比,其本身就有着无与伦比的优势,这一优势运用在批判性思维能力培养方面也是如此。因此,我们可以理所当然地将课堂教学作为学校批判性思维环境构建的最重要途径之一。

篇3

【关键词】初中科学 科学探究 比较思维 方法

科学探究不仅是科学课程的重要内容,也是学习科学、认识自然的重要方法。但现实教学中教师更愿意把它作为学习内容,这是因为教懂一个探究远比教给学生探究的思想和方法来得更直接和简单。表现在课堂中,讲探究仍是探究教学的主流。表现在教学评价中,学生只会做熟悉的题目,对于新情景下的探究就显得力不从心。归其原因主要还是在于教师日常教学中对学生缺乏方法上的引导。而在诸多方法中,“比较”尤显得突出,这是因为:

初中科学是学习物质及其运动规律的一门学科,无论是运动前后、变化前后、概念之间、对照实验中都明显存在着比较思维。加之,学习本身就是让学生在未知和已知之间建立联系,形成矛盾冲突,从而激发学生思考与探索的过程,同样也是一个比较的过程。正如俄国教育家乌申斯基说过:“比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较来了解世界上的一切。”显然乌申斯基所强调的是一种思维能力,即比较思维能力。它要求把若干同一属性的现象或人物等进行对照,找出它们之间存在的差异及存在差异的原因,并从比较中归纳出具有实质性或有意义的结论。很显然这又与探究教学的过程和目标相当吻合。正因如此,本文试图通过教学实例,阐述“比较思维”在探究教学各环节中的应用,以及如何运用比较思维来提升学生自主探究的能力。

一、在比较中引导学生学会提问

领会提出问题的途径和方法是“提出问题”这一探究环节的重要目标之一。虽说观察是提出问题的主要途径,但为什么看到同样的现象,有的学生可以提出有价值的问题,而有的学生却不能。这主要还在方法上的问题,即有没有把看到的现象与已有的认知进行了比较。在某种程度上可以这么说,是否运用了比较思维是“观察”和“看到”的主要区别。因此,教学中教师必须不断引导学生把观察到的现象进行比较,形成矛盾冲突,再根据这个冲突提出有意义的问题。并在耳濡目染中感受提出问题的方法,从而提升学生提问的能力。

二、在比较中引导学生学会猜想

进行猜想和假设的学习目标指出:能针对所提出的问题依据已有的科学知识、经验,通过思考作出猜想和假设。很显然已有的科学知识、经验和知识和猜想之间是有一定距离的,需要通过比较才能得出。再加之,作出猜想和假设很多时候就是要确定变量,而变量就是两者之间或者是同一物体前后变化间的相同点和不同点。而要寻找到相同点和不同点就离不开“比较”。这足可见比较思维的重要性和普遍性,因此教学中教师可通过比较的方法经常性的引导学生进行猜想,从而不断提升学生的猜想能力。

三、在比较中引导学生学会设计

科学是一门以实验为基础的学科,不管是教材内容中介绍科学规律发现过程的经典实验,还是课后安排的学生实验,所有实验的设计中无一例外地体现了对照原则。应该说对照实验和控制变量是初中科学实验设计方法上的重要特点,这也就注定了比较思维的重要性。这是从实验方法上讲,但本文主要还是要谈一谈比较思维在实验设计各细节中的具体应用,例如器材的选择、放大实验现象、实验设计的技巧、实验步骤的顺序等等。通过这些内容的学习让学生不断地积累实验设计所需的元素,再加上通过“对照实验”在方法上的学习,共同来提升学生实验设计的能力。实验设计是一个较为复杂的过程,学生只能借助于平常的学习,在日积月累中感受实验设计所需的元素,以及实验设计的方法。而其中很多的内容的学习,只有通过比较才能加强学生的理解和记忆,也只有通过比较才能让学生更信服。这是因为实验设计的好与坏,行与不行,简单与复杂,方便与不方便,可操作与不可操作等都需要理论与实践的比较、你与我的比中体现出来。因此,引导学生对实验设计的各个环节进行有目的的比较是提升学生实验设计水平的重要方法之一。

四、在比较中引导学生学会检验

获取事实与证据:即要通过实验或调查等手段获取数据,在处理数据的基础上得出结论、检验假设。在这过程中,分析处理实验数据由于控制变量和对照实验的原因必须借助于比较的方法。这是因为无论是概念的形成,还是规律、方法的得出,总是要依赖于归纳的方法。而归纳法的核心就是寻找事物之间的共同点,而寻找共同点的基本方法就是比较。毫不夸张的说: 探究中“处理数据”的主要手段就是比较法。从这个意义上说也是被动使用比较法最明显的环节,但不能因为常见而忽视了它的价值。

例1:影响压强的因素

教师:根据我们收集的实验数据来看,应该第几组为对照组?为什么?

学生:第2组,因为第2组和其他两组都有一个是相同 的。而1、3两组都不同。

教师:对,那1、2两组什么相同,什么不同,说明什么?2、3两组又什么相同、什么不同?说明什么?

学生:……

例2:生长素作用的两重性。在拓展生长素的作用学习生长素的两重性时,通过每一条曲线前后的比较可得出:根、芽、茎三个部位的生长都是在一定范围内随着生长素浓度的增大,促进作用先逐渐增强后又逐渐减弱,最后都表现为抑制生长。通过观察比较三条曲线可得出:同种植物的不同器官都有一个最适生长素浓度,但浓度的值各不相同,从而体现了根、芽、茎对生长素的敏感程度不同。采用这样的比较思维观察图像,生长素对植物生长具有两重性这一重要信息就被成功获取了。

根据以上案例可以看出比较方法在处理数据的重要性。基于它的常见性,教师在教学中除了引导学生比较分析得出结论,掌握比较法以外还应注意:1.为了方便比较,应利用表格、折线图等来记录、处理数据。同时向学生强调数据记录方法对比较得出结论的重要性,且要求学生在实践中进行运用。2.教学中教师要引导学生对表目的设计。即如何设计表目更便于比较和得出结论。例如影响动能大小因素的探究中表目的设计在“高度”后设计了“速度”这一列,便于区分研究的真正变量。基于这点案例1中最好增加“压力/面积”一列,便于得出“每平方厘米面积上受到的压力”这一列。

五、在比较中引导学生学会评价

新课程标准指出,科学探究的评价环节要求学生能收集更多的证据支持解释,检查解释及过程、方法上是否存在问题,必要时提出改进措施。以达成能注意与预想结果不一致的现象,并作出简单的解释;以及能提出改进工作方法的具体建议的目标。但作为初中学生,特别是农村初中,大部分学生能理解探究过程已经很不错了,要想在此基础上作出评价难度很大,必需要借助教师的引导。因此,探究教学中教师应当主动引导学生比较,拓宽学生的思路,从而对探究的过程作出评价。若是肯定,说明肯定的理由;若有不同见解,就说说具体的原因及改进措施,从而在不断的训练中逐步提升学生的评价能力。

六、在比较中引导学生学会表达

表达与交流达成的目标明确指出:对所提出的问题、研究的内容、观察到的事物作有条理的的、科学的概述;运用文字、符号、图表、模型等解释并概括探究的过程和结果。然而在教学实践中教师往往容易忽略这一点,从而使得很多学生在探究的过程中表现出心里知道,但表达不到位、不全面或者缺乏条理等现象。很遗憾的是学生还总以为自己的表达是正确的,这也导致中考估分中分数明显偏高的主要原因之一。因此,教学中教师要不断引导学生与学生之间、学生与教师之间、学生与参考答案之间的比较,通过比较认识到表达的正确性、科学性,认识到表达的方法,认识到表达的重要性。

总的来说,要通过比较实现有效提升学生的表达能力,教师首先应具备这样的教学态度,舍得化时间把各种表达通过各种手段呈现在学生面前。其次要注意引导和归纳,试图在方法上取得提升,而不是仅仅局限于点到点。另外,现代教育学认为,语言的准确性、连贯性和多样性体现着思维的周密性、逻辑性和丰富性。而思维必须以语言为载体,思维的发展有利于语言的表达,表达能力的提高又会促进思维的发展。因此,表达的教学不仅是通过比较掌握一些表达的模式,还要通过比较来提高学生思维的周密性、逻辑性和丰富性。

思考:

通过比较的方法,层层设置问题来引导学生主动的进行探究。既可以为学生的探究提供指导和支持,也可以使学生的思维从被动变为主动,动手和动脑相结合。又可以通过长期的练习提升学生的比较思维。这大概就是比较法在科学探究中的意义所在吧!当然在强调比较思维重要性的同时,在应用时还应注意比较思维的特征:1.比较要有可比性。可比性是指比较的对象之间的规定性,即比较对象之间有一定的内在联系,具有某些本质上的而不是表面上的共性。在运用比较思维的过程中,要结合教学实际,如果不是同一范畴同一标准的材料,则不能比较。同时,在比较的过程中,应引导学生达到举一反三、知识迁移的目的,培养学生的比较思维能力,使其能自主发现问题、解决问题。2.比较要有指向性。由于比较视角的多样性,比较的内容是异常广泛的,人们可以根据作用目标的不同从不同层面、不同方向做出比较。因此比较必须要有指向性,即有目的、有重点的进行比较。教师在教学过程中要抓住被比较对象最为本质的异同点进行比较,以达到同中求异,异中求同,以避免不管出现什么统统比较一番的做法。3.比较要有兼容性。基于思维过程的复杂性,在探究教学中还应培养学生分析与综合、归纳与演绎的能力,以此来培养比较思维的灵活性与敏捷性。另外,还应结合形象思维、逻辑思维、集中思维、发散思维、创造性思维等等多种思维形式来解决问题。使学生得以各种思维形式的训练,以此提高学生的思维能力。

总之探究教学为培养学生思维能力提供了广阔的实践空间。在探究过程的每一个阶段,通过动手和动脑相结合教学方式,一方面使学生提升了探究所需的的基本思维方法,特别是比较思维。另一方面各种思维能力提升的同时也促进了学生的自主探究,使学生从“学会” 转向“会学”。这大概就是“探究”的本质属性和核心所在吧。

参考文献:

[1]杨梅.生物教学中比较思维能力的培养[J].中小学实验与装备. 2004 (4).

[2]陈志伟.中学科学教育[M].浙江大学出版社出版.2001(4).

篇4

1问题的提出

初中科学课程标准(2011年版)指出:初中科学课程是体现科学本质的课程,科学是以多样统一的自然界为研究对象的探究活动,是建立在证据和理性思维基础上的.科学探究是创造性思维活动、实验活动和逻辑推理相互作用的过程.课标中也指出:通过科学课程的学习,应使学生养成科学的思维习惯,逐步形成用科学的知识、方法和态度去看待和解决个人与社会问题的意识.初中科学课堂学生说理能力的培养,也就是培养学生在一定证据基础上进行的逻辑思维过程.因此,说理能力的培养也是科学课程的教学任务之一.

说理能力是一种逻辑思维能力,这一能力可以通过初中科学教学得以提高,这一能力在公务员考试中得到了充分的体现,在一些单位的招考面试中也有相应的测试题.因此,说理能力也是核心素养之一.2015年,浙江省的初中毕业学业考试说明中,将原来的“分析计算题”题型改为“解答题”,在“解答题”中设置了一定分值的文字描述说理题.从中也不难看出对学生说理能力的重视.

2培养说理能力的策略

2.1认识说理重要性

无论是教师还是学生,只有充分认识到说理的重要性,才能着力践行说理能力的提高.说理的重要性不仅可从科学的发展史中得以充分体现,也在实际要求中得到了充分的体现.

2.1.1科学史中的说理

科学发展史中很多例子都可见说理的重要性,说理也是科学的本质.如伽利略对落体运动的研究.伽利略首先认识到,物体实际下落的快慢是受到许多因素影响的.把一张小纸片和一枚硬币从同一高度同时释放,硬币先落到地面.把纸片揉成一团再重新做一次实验,两者几乎同时落地.前一个实验似乎表明物体下落的快慢与物体的轻重有关,但纸片揉成团后下落会变快,这表明物体下落的快慢还跟它的形状有关.而形状的变化实质是物体下落时受到空气阻力发生了变化.――运用实验进行说理.

面对复杂的现实,伽利略的思想方法是:认识自然应当从最简单之处入手.从最简单的状态去研究,获得结果后再推进到复杂的状态,这是一种“以退为进”的思想方法.于是他建立了一种理想化的落体运动:自由落体运动.这种落体的初速度为零,而且在运动过程中没有受到空气阻力.――建立思想方法中的说理.

建立了自由落体运动概念之后,伽利略只用一个巧妙的思想实验,就否定了亚里士多德的观点.在他的代表作《关于两种新科学的数学证明》一书中,他这样写道(大意):如果重的物体比轻的物体下落得快,那么,现在,我将一轻一重的两个物体拴在一起让它们下落.这样,下落较快的物体由于被下落较慢的物体向上拖着而变慢,而下落较慢的物体则由于被下落较快的物体向下拖而变快.因此,整体的下落将比原来快的慢,而比原来慢的快.但是,两个物体拴在一起显然比原来重的物体更重,它的下落应当比原来快的更快.由同一前提竟然会推出两个不同的结果.伽利略从这个佯谬中得出结论说:只有假定物体下落的快慢与物体的轻重无关,才能消除这个矛盾.――运用严密的逻辑推理进行说理.

伽利略在理想实验之后,据说当年伽利略登上了位于比萨城奇迹广场的一个斜塔上,在塔顶向下同时掉下轻重不同的球体,结果发现它们都同时落到地面.――再次运用实验进行说理.

2.1.2实际问题中的说理

物理学家劳厄说过:教育无非是将一切已学过的东西都遗忘时所剩下的东西.学生获得科学知识的过程,就是学生说理能力培养的过程,成年后,学生会忘记很多具体的科学知识,但培养起来的说理能力却还在,而且对其工作、生活具有无比重要的意义.当我们面临具体问题的时候,要试图解决任何一个实际问题,不可能是凭空产生解决问题的方法,而是会根据掌握的实际情况,经过一系列的逻辑分析,形成的具有一定可行性的解决方法,也就是应经过充分的说理.正因为如此,目前在公务员考试中,对逻辑说理能力的考察给予了充分的重视.而且在一些企事业单位的面试中也会非常重视.如在面试中就出现了诸如以下的测试题:请问在这间面试房间内可堆放多少个乒乓球?请问面试的这幢楼可堆放多少一元硬币?这些面试题不是要求被面试者给出具体的答案,而是要考察被面试者具有的逻辑说理能力有多强.

2.2重视概念教学

物理学家劳厄说过:重要的不是获得知识,而是发展思维能力.而理性思维就是运用概念进行思维,运用公式进行计算.科学中的说理也即运用概念、公式进行思维的过程,而公式是建立在概念基础上的,概念是科学知识的细胞.因此,科学教学中要充分重视概念教学,并且应使“正确建立概念”的重要性在学生头脑中扎根.而在概念教学中,并不是所有概念都一样重要,有的概念是尤其重要的.以“质量”概念的教学为例,按找准重要概念、解构迷思概念、建构科学概念、反思概念掌握四个步骤进行概念教学.

2.2.1找准重要概念

在科学教学中涉及了体积、质量和密度这三个概念,让我们先理一理其中最为重要的概念.学生易把质量与体积混为一谈,误认为“体积大的物体就是质量大的意思”,问题就出在未能建立质量的正确概念.质量和体积都分不清,密度概念的正确建立就无从谈起了.而且在今后的学习中,还会经常涉及到质量:Q=cmΔt,G=mg,溶解度和溶质的质量分数等都是与质量有关的.鉴于以上分析,不难看出“质量”概念的重要性.

2.2.2解构迷思概念

在质量教学中,教师往往会从“由同种物质构成的大小不同的物体所含物质的多少不同”引入质量概念.学生头脑中本来就误认为质量与体积没什么区别,老师这样的教学可能会给学生留下错误的认识――体积大的物体,质量就大.为了解构学生的迷思概念,在教学中我们应引起重视,并设法引起学生的认知冲突.教学中可展示一大块泡沫和一个体积为10 cm3的铜圆柱体,先让学生判断哪个质量大,并让可能答错的学生来回答,这时一般会有学生作纠正――泡沫比圆柱体占有的空间大,只表明它的体积大,而它们质量的大小并不能用眼睛看出来.为了让学生留下深刻的印象,教学中可用实验室电子秤称一下它们的质量,发现小块铜圆柱体的质量要比大块泡沫的质量大,也即这一铜圆柱体所含的铜的质量比这一大块泡沫所含的泡沫质量要大.

2.2.3建构科学概念

要完全建构质量概念,还需学生能理解“质量是物质的一种属性,它不随物体的位置、形状、状态和温度的改变而改变”.质量这一内容是安排在分子之后学习的,我们可以引导学生从微观层面进行理解.学生已经知道水是由水分子构成的,在此基础上,学生不难判断“一密闭容器内的水分子多少及质量是否会随位置、形状、温度而改变”.但对于状态变化的微观本质学生还不了解,我们不妨通过实验来突破:将用电子秤称过质量的大半瓶水放入冰箱冷冻,结冰后取出观察,并用电子秤称其质量.发现其体积变大,质量却仍未改变.教师此时可作一定的补充:水结冰时,只是水分子间的空隙发生了变化,而水分子的多少并没有改变,因此导致了体积的变化而变化,而质量并不改变而变化.

这样的教学,不仅让学生理解了质量是物质的一种属性,而且也理解了体积并不是物质的一种属性,体积会随温度、状态等的改变而改变,这在今后学生学习Q=cmΔt和G=mg等时,就不难理解我们研究的Q和G并不是它们随体积的变化,而是随质量的变化而变化.

2.2.4反思概念掌握

对于概念的重要性还应引起学生的足够关注.在学生发现迷思概念时和建立科学概念后,都可适时提醒学生,概念是不能张冠李戴的,概念有明确的界定,概念有其本质的内涵.在学生运用概念时,可能还会出错.如在学习密度时,有的学生可能还会混淆质量与体积而导致密度学习的障碍.因此,学生在错题反思时可引导学生从概念是否准确掌握角度进行反思,而且这样的反思也可作为全体学生反思的一个样板,引导全体学生今后要多关注一个反思方向――概念.这样,学生以后再学习、运用概念时,会特别关注概念的重要性和准确性.

2.3放手说理锻炼

学生说理能力体现在说理意识的强弱和说理水平的高低.在教学中要善于培养说理意识,通过多种手段培养学生根据充分证据、进行严密逻辑、运用简洁准确的语言进行说理.

2.3.1触发说理意识

很多学生喜欢科学,是因为科学中有实验,是因为爱上了实验才爱上了科学.但我们不能让学生仅停留在实验现象上,仅停留在从现象得出的结论上,还应启发学生去思考,培养学生的说理意识.如在《大气压强》一课中,很多实验都可说明大气压强的存在,

“杯中取袋”就是其中一个趣味性很强的实验.教学中可让学生先玩一玩“杯中取袋”: 将保鲜袋紧贴杯内壁,并用橡皮筋按如图1所示方法扎紧.然后,慢慢用力拉保鲜袋,保鲜袋能被拉出吗?

然后,让学生思考三个问题:(1)保鲜袋很难从杯中拉出,是什么力阻碍我们将袋子拉出? 这说明了什么?(2)为什么保鲜袋未紧贴杯内壁、未用橡皮筋扎紧时却很容易被拉出来?(3)我们用了什么方法将大气压体现了出来?通过实验活动,并思考解决以上三个问题,学生便清楚地知道了,为什么该实验可以说明大气压的存在,而且在说理的基础上还提炼出了方法:减小物体内侧的气压,从而将大气压体现出来.其中的(2)就是培养学生说理能力的一个典范,在教学中我们要看到这样的增长点存在的可能性,并挖掘出来充分运用,让学生去思考为什么这样是可以的,而不仅仅停留在这样做是可以的层面上,从而触发学生的说理意识,引领学生经常要问为什么,并努力说明其中的道理.

2.3.2放手科学探究

科学探究过程是动手和动脑相结合的过程,教师要重视学生科学思维的培养,关注他们的思维方式和行为方式,主动思考问题,自己设计实验,思考事实证据和科学结论之间的关系,逐步养成质疑、反思的科学思维习惯.在科学探究的各个要素中都可以放手让学生说理,特别是在实验设计、得出结论和反思分析等过程中.

(1)放手设计实验.在电功率大小与哪些因素有关的探究中,直接让学生理解正确的实验设计并不难,但此实验设计还能体现其他价值吗?在教学中,不妨让学生自己设计实验方案,学生的设计方案如下:方案一是通过改变电源电压以改变灯泡两端的电压(图2);方案二是通过滑动变阻器改变通过灯泡的电流,而电源电压保持不变(图3).

以上两个方案能用来研究电功率与电压、电流的关系吗?让学生在设计后进行说理,通过说理,学生发现了并未控制好变量,即在两个方案中对灯泡而言,电压与电流是同时变化的.那么如何控制变量呢?学生若设计不出正确的方案,可直接参考教材中的方案,将两个规格不同的灯泡串联来控制电流相同,将两个规格不同的灯泡并联来控制电压相同,这样一来,学生就能深刻理解控制变量的意义及如何实现变量的控制了.

(2)放手得出结论.在研究动能与哪些因素有关的探究中,不仅要在实验设计时放手,还需要在得出结论时放手.在学生得出的结论中,会出现一些不正确的结论:在物质的质量相同时,物体被举得越高,动能越大;在高度相同时,物体的质量越大,动能越大;在物体的速度相同时,质量越大的物体把物体B撞得越远;在物体的质量越大时,速度越大的物体将物体B撞得越远.若犯以上错误的学生是对变量的控制不理解,对现象与结论不能进行区分.放手让学生自己得出结论,则会发现学生中存在的问题,此时再让学生来说一说以上说法为什么是错误的,这样对实验的思路则会更清晰,也理清了结论与现象的关系.

(3)放手反思分析.在测定空气中氧气的体积分数这一探究活动中,学生测出来的值可能与理论值会不一样,为提高说理能力,可让学生分析说明测量结果偏大或偏小的原因.像这样的误差分析,是很容易出现错误的,因为测量结果偏大或偏小也就是两个不同的方向,不过,只要有严密的逻辑思维过程也就不容易错了.所以,在教学中要经常给学生这样的机会锻炼.

(4)放手学生说题.在习题教学中,我们习惯于教师为主导,往往忽略了学生的主体性.放手让学生说题,特别是说“为什么这个答案是正确的?”“为什么会想到这样做?”这样的分析说理,不仅能充分体现以学生为主体,更是突出了思维能力的培养,特别是逻辑思维能力的培养.

3培养说理能力的注意点

3.1示范性

教学中要做好如何说理的示范,特别注意说理时要有充分的证据,说理要有严密的逻辑思维过程,说理的语言要简洁、规范.

3.2全体性

教学要面向全体,说理能力的培养也要面向全体,不过,学生的思维能力的基础不同,所以对不同层次学生的要求也应不同,在教学中要关注到全体,对各个层次的学生要区别对待.

3.3全程性

在科学教学的全程中,都可对学生进行说理能力的培养,要不断改进教学,以更好地培养说理能力.

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1创造性临床思维及其目前在临床带教中的培养现状

医学科学是一门实践性很强的科学,同时也是一门对科学思维要求较高的科学。医学科学在临床带教中的一个重要体现就是临床思维的培养。临床思维是指将所学的基础理论知识融会贯通于临床实践中,对具体临床现象进行分析和思考,最后作出符合实际判断的能力[2],这种能力是临床医生独立解决临床问题的基本保证。

临床医学的实践表明,临床医学是一门十分复杂的科学,疾病的实际表现多种多样,尤其是随着社会和环境的变迁,这种复杂性愈来愈明显,如果想成为一名优秀的医生,就需要通过疾病的表象看本质,不仅要具备一般的符合科学的临床思维,还要具备所谓的创造性临床思维。顾名思义,创造性临床思维就是在常规临床思维的基础上更高一层的思维,它要求临床医生不能仅仅停留在观察一般临床现象,而是要洞察到临床疾病的本质。

创造性临床思维是临床医学教育的重要培养目标。然而,据我们观察,目前很多医院实习医生对临床思维没有明确的概念,更谈不上创造性临床思维的培养,例如:有些实习医生只是机械性跟着老师管理病人,开医嘱,不能将所学的知识运用于实践中,对临床相关基础理论和专科知识掌握不全,不能很好的发现问题,对病人治疗过程中出现的新问题不能提出自己独到的见解,等等。出现上述现象个人认为主要有以下几个原因:①临床思维的懒惰性。由于现在大多数学生都是独生子,在家里娇生惯养,什么事情都由家人来安排,养成了思维上的惰性,对于观察到的现象,只知其然,不知其所以然,有些甚至把实习阶段当成了消遣的好时光,把学本领长技能想当然地认为是上班以后的事,这些都是大错特错。此外,现代科技的高速发展使得临床诊疗对于高技术医疗设备的依赖性日益增强,一定程度上也助长了医学生思维的懒惰性;②临床思维的被动性。由于我国传统教学模式的缺陷,以教师为中心的教学体系常常是使学生处于一种填鸭式的被动接受状态[3],绝大多数学生在临床教学中仅仅是被动执行老师的医嘱而很少问为什么,对于病人治疗过程中遇到的问题往往不加任何考虑就去问老师,这种被动的临床思维不利于创造性临床思维的培养;③临床思维的混乱性。临床疾病的诊治是一个严谨的过程,正确的诊治需要一个严谨的临床思维。然而,在临床实习中很多学生的思维都是杂乱无章的,面对问题的时候缺乏层次性和逻辑性,遇到诊断稍微困难些的疾病往往会觉得无从下手,只好以某某待查作为初步诊断。

2培养创造性临床思维的重要性和必要性

随着社会的进步和医学科学的迅猛发展,创造性临床思维的重要性日益突出。很多时候,一个正确的创造性临床思维不尽可以减轻病人痛苦,挽救病人生命,还可以避免资源的浪费,从这个意义上说,创造性临床思维无疑具有巨大的社会效益和经济效益。因此,当代合格医生除了应具备与时展相适应的知识结构外,其创造性临床思维的能力同样要跟上时展的步伐。此外,由于社会发展和生存环境的变化,新的医学科学问题层出不穷,疾病的发生发展具有多样性与不可测性,只有加强医学生创造性思维的培养,才能使他们勇于面对疾病的挑战,深入研究疾病发生发展的本质,使临床科学不断发展。

总体上来看,目前我国大多数院校对医学生创新性临床思维培养的重视程度还不够。虽然医学教育改革已取得较大的成绩,但仍有许多工作需要进一步深入。当前形势下,医学科学的迅猛发展对以学生的素质提出了更高的要求,而由于医学教育的逐步普及,医学生大量增加,导致医学生就业压力显著增加,这就要求我们在医学生的培养中,必须重视对他们的创造性思维的培养,这不仅有利于医学生未来自身的发展,有利于我们国家医学教育的发展,某种程度上也有利于和谐社会的创建。

3创造性临床思维的培养方法

3.1拓宽知识面

广博的知识面是创新性临床思维的基本要求。①这是临床思维的自身特点决定的。临床思维的研究对象是具体的人类疾病。由于人体是一个极其复杂的有机整体,因此人类疾病也具有复杂的多样性,临床表现也是千变万化,这就决定了疾病的认识过程也是极其复杂的过程,这个过程需要决策者要具有广博的专业知识。②这是创造性思维的基本要求。创造性临床思维来源于发现疾病的新情况,不能发现新情况就谈不上对新情况的创新性思考,更谈不上疾病的圆满的解决。新情况的发现需要对疾病本身的相关知识有着熟练的掌握,它需要扎实的知识储备作基础。但现实情况是,现在的医学生往往过分追求医学科学的新进展而常常忽略对基础知识的学习,导致根基不牢,无法发现疾病的新情况。③这是社会发展的需要。随着社会的发展,疾病的概念已超出了简单躯体概念,它还包括社会的和心理的因素[4]。因此,作为一名医生,除了专业知识的学习外,还要主动了解其他学科的知识,包括自然科学和人文社会科学知识、生活知识和社会经验等。这些知识对于培养学生的创造性临床思维具有重要意义

3.2引导学生进行正确的临床思维的锻炼

创造性临床思维是相对于常规临床思维而言的,正确的常规临床思维是创造性临床思维产生的前提,引导学生进行正确的临床思维的锻炼对于培养学生创造性临床思维具有重要意义。根据我们的经验,主要有以下途径:①做好临床教学查房。我们坚持每周主任查房制度,查房时针对具体的患者,系统辩证地对疾病进行分析,讲解疾病的特点,讲清楚其诊治依据,让学生不仅知其然.还要知其所以然,逐步养成独立思考的习惯。②重视典型病例的讨论。典型的病例有利于学生理论联系实际,将所学知识融入到实际病例中去思考。每次讨论前,要要求学生对于病例的相关资料作好充分的书面准备,学生担当讨论的主角,老师参与其中,在这种师生互动中激发学生学习的热情,认清疾病的特点和本质,逐步养成正确的临床思维。③引入循证医学概念[5]。循证医学是一种理性医学,它强调了客观数据的重要性,早期引入循证医学的概念对于培养学生的理性临床思维,养成正确的临床思维习惯具有重要意义。

3.3营造有利于培养创新性思维的环境氛围

任何事物的发展都离不开良好的环境氛围,创造性临床思维的培养也是如此,良好的环境氛围是培养医学生创造性临床思维的必要条件。作为教学医院和科室,我们要积极创造有利于激发学生创造性临床思维的条件,具体有两方面:①在临床病人管理方面要给与学生更大的自。从查房到开医嘱均由学生独立完成,老师所起的作用仅仅是在最后的把关,这样做可以让学生感觉到自己的价值体现,能充分调动学生的临床积极性,激发创造性临床思维;②在教学查房方面,要加强教学互动。教学查房是临床带教的重要环节,在此过程中要重视创造教学互动的学术氛围,老师可以告诉学生自己关于某病的看法,学生也可以通过积极的思考告诉老师自己的想法,在这种师生互动的学术探讨过程中,容易突破传统思维,产生创造性想法,久而久之,养成创造性思维的习惯。

综上所述,创造性临床思维的培养对于现代医学生而言既有其重要性,也有其必要性,我们一定要重视临床带教过程中创造性临床思维的培养。培养创造性临床思维需要做大量的工作,但最根本的就是要处处本着以学生为主体、以学生的发展为根本的临床带教理念不放,最大限度地调动学生的临床工作的积极性,最大程度地激发学生的创造性临床思维,只有这样,才能培养出高素质的现代医生,才能使得我们国家的医学教育事业蓬勃发展。

参考文献

[1] 金仕琼、刘学年.医学生创造性思维培养及制约性因素探讨中国医学伦理学,2003,17(4):56-57.

[2] 张福奎.临床思维.中国医刊,2007,42(1):76.

[3] 黄炯强、雷建、胡明.实习医生临床思维中存在的问题和对策探讨.实用全科医学,2005,3(6):540.

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【关键词】: 小学数学教学 数学思维 培养 重要性

一、小学教学中数学的意义

人们通常认为数学只是简单的加减乘除,是一门理科性质的学科,仅重视了表面的数字运算,却忽略了数学与其他学科知识间的逻辑联系。在数学学习中,我们不难发现,要对数学学习内容理解、掌握,必须要有很好的观察能力、想象能力、推理能力。而掌握了这些能力,可以为培养其他学科所需的科学素质及逻辑思维能力打下良好的基础。所有的学科不是独立存在,而是相互联系的。以下是我对学习数学重要性的几点看法。

1.培养逻辑思维能力。逻辑思维指对事物观察、概括、推理,然后采用逻辑方法,正确表达自己意见的能力。逻辑思维能力不仅在数学学习中体现出来,也是学习其他学科所必备的。

2.开发非智力因素。非智力因素指兴趣、情感等与智力无关的心理因素。兴趣体现在激发学生解决问题的求知欲,从而产生较高的学习动机。这在其他学科中也需要,只有具备良好的动机,加上浓厚的兴趣,才可能对一门学科有兴趣,这就成为学好学科知识的首要条件。

3.培养科学文化素质。无论学习什么学科,都不能以自己的妄想来断定结果。没有事实为依据的知识,只能误导学生。因此要用科学的观点来学习新的知识。

二、培养学生的数学思维的重要性

学生的数学能力受到先天素质、家庭教育、外界因素等的影响。有的学生学习能力强,依据自己的理解及老师的讲解,能很快地掌握知识,他们不仅能很快地解决问题,而且会有自己的独特的理解,能凭借原有的知识去掌握新的知识。有的学生只能通过死记硬背来记住知识,没有自己的理解,学习起来也就相对费劲,他们的思维无条理,混乱,面对没见过的题目,无从下手。对于这种情况,在教学中只有注重培养数学思维才能解决根本问题。因此,认识培养数学思维的重要性是必需的。

1.数学思维能力与知识、技能紧密结合。教学过程不是简单地传授知识,还是全面培养学生各种素质的过程。学习知识的过程,就是运用各种思维解决问题的过程,在学习中不注意培养数学思维,就无法较好地理解所学的知识,有可能养成死记硬背的习惯。

2.判断能力体现了数学思维能力。学习的根本任务是让学生学会对身边的事情进行真假判断,对教材上的内容、老师的讲解质疑。学生要用自己的数学思维提出自己的观点,发表有个性的见解。

3.数学思维能力体现了学生的综合素质。总结能力即灵活地运用所学知识概括自己观点的能力,它要求学生首先具有推理思维能力和发散思维能力。另外,总结能力是综合素质的表现,所以数学思维能力也体现了学生的综合素质。

三、培养学生的数学思维的几点建议

小学数学课程新标准的基本要求是培养学生的数学思维能力。数学思维能力包括丰富的空间想象能力,较强的归纳推理能力,善于发现、观察问题。在小学数学教学中,应把培养学生的数学思维能力贯穿在教学各环节中。我们可以通过以下几方面来培养学生的数学思维。

1.从具体到抽象认识来培养数学思维。在学习数学基础知识时,应重视概念定理的学习,由于此方面的知识比较抽象,小学生不易理解,学习起来也较吃力。在教学过程中,教师应从具体实物着手,再逐步脱离具体实物,转入抽象定理,培养学生的抽象思维能力。这样才能加深学生对概念的理解,以便更好地运用相关定理。

2.在教学关键点上培养数学思维。在学习新知识或复习时,都应结合具体的内容来教学。对每节的知识点,教师设置相关的问题让学生思考,间接引导学生对每节的知识进行回忆、分析、理解、推论,以做出正确的回答。最后,还要对每章的内容做总结。这种落实到教学关键点上的特殊的思维培养方法是值得研究的。

3.联系生活实际培养数学思维。理论来源于生活实际,教师应利用自己的生活经验,多讲些生活与数学联系紧密的例子,让数学理论知识从课本走进生活,使得理论知识更具体生动。引导学生运用数学理论知识,解决生活中相关问题,从而培养学生的数学思维,使学生的数学思维能力在学习中增强,从而实现教学的根本目标。

小学数学教学的目的不仅在于让学生掌握知识,而且在于学习方法,培养数学思维能力,以及良好的品质,促进学生全面发展。良好的数学思维能力,不仅在学习数学时有很大的作用,而且是小学生良好综合素质的体现。因此,培养学生的数学思维能力尤为重要。

参考文献:

[1]韦志初.发挥例题习题功效培养数学思维品质[J]

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【关键词】计算思维 计算机程序语言 抽象思维 教学模式

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)12-0011-02

一、引 言

计算思维是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念,也是当前计算机教育重点研究的重要课题。在国外计算思维得到美国教育界的广泛支持。美国计算机协会(ACM)2008年在网上公布对CC2001(CS2001)进行的中期审查报告(CS2001InterimReview)(草案)中,明确将“计算思维”与“计算机导论”课程绑定在一起,并明确要求该课程讲授计算思维的本质;2008年,美国国家计算机科学技术教师协会(CSTA)在网上了得到微软公司支持的《计算思维:一个所有课堂问题解决的工具》报告。[1]

在国内,计算思维在教学和培训中的应用与推广正在逐步展开,一些计算机教育者在教学过程中推进计算思维能力的培养。中国科技大学陈国良教授、桂林电子科技大学董荣胜教授、中国科学院计算技术研究所所长李国杰、自动化所的王飞跃教授、国防科技大学的朱亚宗教授等多位计算机知名专家学者在这方面都做了一些有益的探索。在基于计算思维的课程教学改革方面,何明听在软件工程课程中引入计算思维的关注点分离方法,并指出:作为最重要的计算思维原则之一,关注点分离是计算科学和软件工程在长期实践中确立的一项方法论原则。[2]廖伟志等就如何在课堂教学中引导学生利用计算思维去解决离散数学中的相关问题进行了探讨。[3]李芳等结合教学实践及目前人才市场的需求,探讨了当前图像处理课程教学中存在的问题,并从教学内容、教学方法、实践教学等几个方面,阐述了计算思维在该课程教学中的实践及应用。

尽管在教学过程中引入计算思维取得一定的成绩,但对于什么是计算思维的研究还不够,如计算思维的基本组成部分及特征与表现是什么?如何在计算机程序课程教学中培养计算思维能力仍处于一个摸索阶段,还没有形成一套完整的方法体系。

二、核心概念定义

1.计算思维

计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。就像读、写、算一样,计算思维是每个人的必须具备的基本技能。[4]

2.计算机程序语言

计算机程序语言通常是一个能完整、准确和规则地表达人们的意图,并用以指挥或控制计算机工作的“符号系统”。它是一组用来定义计算机程序的语法规则,是一种被标准化的交流技巧,用来向计算机发出指令。能让程序员准确地定义计算机所需要使用的数据,并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。[5]

三、计算思维的基本组成部分

当今是信息时代,“计算思维”的提出源于计算机这个工具的普遍程度,利用“计算思维”求解不同领域的应用问题也是必然、有效的,将对人们的行为方式产生深刻影响,它的基本组成部分包含三个方面。

1.抽象思维是计算思维的一个组成部分

计算思维中的抽象思维是指利用计算机理论知识从众多事物中抽取出共同、本质的特征,而舍弃非本质特征的一种思维方式。这种方式化使问题复杂度降低,容易理解,问题更容易处理。例如在面向对象程序语言中,类的设计体现了抽象思维应用。

2.矛盾论的哲学思想也是计算思维组成部分

在处理问题时,计算思维采用分离各个因素,分清主次的方法。由于各个因素混杂在一起会导致问题的复杂性大大增加,所以把不同的因素分离开来,分清主次,分别处理,问题的复杂性就会明显降低。在计算机算法与程序语言中采用这种方法,例如面向对象程序设计中的封装和类,把解决的问题分离成各个独立的部分。业务逻辑同特定领域问题的关系通过侧面来封装、维护,这样原本复杂的应用可以通过程序实现。

3.实践论的哲学思想也融入计算思维中

计算思维的实践论是指实践是检验计算思维认识正确与否的唯一标准。计算思维的认识方式对科学实验具有反作用,在实践中认识、完善、发展计算思维理论。例如在算法的优化与设计过程中,最优化算法的提出不是基于直观或经验,而是采用计算机理论知识和数学理论知识及其它相关知识反复实践后构造出的一种最优算法。

四、计算思维的特征表现

计算思维不是计算机科学独有,随着信息化的推进,利用计算思维能更好的推动科技进步,具体特征表现为以下三个方面。

1.计算思维的普遍性

计算思维是一种科学思维,与理论思维、实验思维一起构成人类的三大思维。计算思维并不是一种新的发明,而是早已存在的思维活动,是每一个人都具有的一种技能,而计算思维的方法将有助于人们运用计算机解决各自领域的问题。计算思维普遍存在,只是每个人的思维科学性、能力的高低有所不同。

2.计算思维的重要性

虽然计算思维不是计算机科学所特有的,但正是由于计算机的出现,让理论上的实现过程变成了实际上可以实现的过程,并实现了全过程的自动化,充分显示出计算思维的重要性。[6]从而促使人们对计算思维的研究和探索,充分意识到计算思维方法的重要性,大大拓展了人们认识世界、改造世界以及解决领域问题的能力范围。在教育界,特别是在高等院校,有理由将计算思维纳入教学改革的范畴。

3.计算思维的层次性

每个人都具备计算思维,但程度不同,层次不同。计算思维具有分级(分层)性,其层次可以分为四层:高级计算思维、中级计算思维、初级计算思维、基础级计算思维。高级计算思维内容涵盖研究生基础课、专业课,中级计算思维涵盖本科计算机基础课、专业课,初级计算思维体现在大学计算机基础课程中,基础级计算思维指的是具备计算机基础理论知识。[7]层级之间没有明显的边界,仅仅是为了说明计算思维能力的高低。

五、计算机程序语言类课程中的反思

在传统的计算机程序语言教学过程中,教师非常注重语言语法规则的讲解。面对程序设计语言中繁杂的语法规则,部分学生丧失了学习的兴趣,而且动手能力普遍较差,这也是计算机专业人才培养质量无法达到市场要求的重要因素之一。如果在计算机程序语言类课程教学中融入计算思维的理念,在教学过程中将教学重心从语言语法规则的讲解转移到计算思维的培养;在考虑问题时,能主动地、自主地、习惯地采用计算思维解决计算机应用问题;[8]构建以教师为主导,学生为主体,教学内容为载体,计算思维培养为目标的创新型教学模式。将会激发学生对计算机程序语言及计算思维的学习兴趣,有助于构建师生双方主动参与的互动型课堂,形成和谐的师生关系;有助于让学生体会计算之美、编程之美,将极大提高学生认知能力及动手能力;有助于提高人才培养质量。

六、总 结

计算思维是人类的普遍思维,在信息化社会中起到重大作用。将计算思维理念引入计算机程序语言类课程教学中,系统构建培养计算思维能力的创新型教学模式。将有效解决目前在计算机专业课程教学过程中遇到的问题,为课程教学改革提供新的思路与视角。有助于提高教育教学水平,促进计算思维在国内的进一步研究与传播。

参考文献

1 牟琴、谭良.计算思维的研究及其进展[J].计算机科学,2011(38):10~15

2 何明听.关注点分离在计算思维和软件工程中的方法论意义[J].计算机科学,2009(4):60~63

3 廖伟志等.计算思维在离散数学课堂教学中的应用[J].计算机科学,2008(11)

4 陈国良、董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教育,2011(1):7~11

5 计算机语言[EB/OL].http:///showdoc-19317.

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6 卢俊岭等.基于计算思维的算法设计与分析课程改革[J].计算机教育,2011(22):36~39

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由于很多省份的中考不考生物,所以初中生根本不重视生物的学习,再加上很多学校仍以应试教育为主,因此学校领导和教师也不重视生物学的教学。在这样的情况下,搞好生物学教学,提高学生学习生物的兴趣,是有很大难度的,因此,初中生物学教学要想真正的“破茧重生”,就必须使学生认识到学习生物的重要性,同时结合学科特点,培养学生学习生物的兴趣、调动学生学习生物的热情。结合我近几年的摸索,下面谈一下我的一些做法或观点。

一、让同学们认识到学习生物的重要性

虽然中考不考生物,但是并不代表高考不考,在高考科目中,理科综合是由物理、化学和生物三科组成,其中生物占到90分。而初中生物所学的很多知识,是学好高中生物的基础,因此,从考大学成就自己的梦想这个角度来看,学好生物是非常重要的!因此,在生物学开课伊始,我就明确的告诉学生这些基本情况,从而引起全体学生的重视,使其认识到学好生物的重要性,进而激发学生学习生物的兴趣。

二、让同学们认识到学习生物的实用性

生物学是一门实用性很强的学科,它所涉及的知识与我们的生活息息相关,即使不想考大学,学会生物学知识,会给我们的生活实践带来很大的好处。例如,了解了植物根、茎、叶、花、果实、种子等六大器官的结构与功能,对花卉、蔬菜等的科学种植,高产、优产带来非常大的好处;学会了免疫学的相关知识,对疾病预防不无裨益;了解了人体的基本结构,对强身健体益处多多……因此,在教学过程中,多结合一些与生活实践相关的实例,潜移默化的引导学生认识到生物学的实用性,进而认识到学习生物学的重要性,从而培养学生学习生物的兴趣。

三、结合实际教学,激发学生的学习兴趣

根据初中学生好奇心强、求知欲强、思维活跃等特点,我充分利用生物学本身内容丰富、实践性强等特点,努力挖掘各种趣味性因素,创设情境,以各种各样的教学形式诱发、激励学生的学习兴趣与求知欲望,充分调动学生学习生物的热情,使他们由被动的“要我学”转变为主动的“我要学”,从而搞活教学,争取良好的教学效果。例如,在学习《果实的结构》内容时,我就布置学生提前带来家里有的一些果实,然后剖开,通过观察各部分的结构,指出哪些结构是果皮、种皮、胚芽、胚轴、胚根、子叶等。再如,在学习“显性基因遗传和子代性状”时,提出了“为什么有的父母都是双眼皮或一单一双,可子女却是单眼皮?”这个问题的提出,引起了学生们的好奇心,他们开动脑筋思考、积极发言讨论,从而活跃了课堂气氛,使他们积极参与到教学过程中来,最终收到了事半功倍的教学效果。

篇9

关键词:直觉 思维能力 培养

0 引言

学生思维能力的培养,其培养的切入点,就是直觉思维。笔者执教以来,一直重视对学生直觉思维的培养,在教学实践中收到了良好效果。现将对学生直觉思维的培养作一浅论如下:

1 直觉思维在创新思维中的重要性

基于无数次自然或社会实践而掌握的认识的基础上,简缩的思维过程而产生的有一定跳跃性的推测、猜想、假设及判断,这就是直觉思维。它是创新思维的基石(亦是它的一部分),是人类意识与动物意识的原始区分,是人类认识自然规律、法则和利用规律、法则的起点。

有人曾把人类杰出的具有非凡创新思维能力的科学家爱因斯坦的思维模式拟为:经验—直觉—概念或假设—逻辑推理—理论。可见直觉在科学创新中起着选择、预见的作用。通过直觉提出新成果的概念或假设,经过实验(践)检验确定后,成为建立科学论点的出发点。如果没有牛顿在苹果树下对苹果从树上落下的直觉判断、思考,就不会有“万有引力”定律的产生,牛顿力学体系的大厦就将无法建立,而现代文明就回复于中世纪的黑暗中。

2 直觉思维培养的可操作性

由于直觉思维在教学中体现出它的直观性,并对映于我们文明社会的各种成就,就可以举出许多事例来启发,引导学生进入创新思维的培养中。教学中可遵循如下操作模式:现象—直觉判断(思维)—概括、推理、求证—结论(完成)。

我在讲授《建筑力学》中的几何不变体系时,联系现实生活中电线杆用一钢缆固定于地面这一现象,直觉判断电杆、钢缆、地面组成一个三角形,根据学生在初中平面几何中所学到的“三角形的稳定性”原理,可得出它们三者构成了一个牢固的稳定体系,进而推出几何不变体系的三个组成规则:二元体规则、两刚片规则及三刚片规则。这样,以往教学中不易于学生理解的授课难点,通过我对学生直觉思维的启发以及深入浅出的讲解,使学生变得易于接受起来,收到良好的教学效果。

一切思维都是由直觉开始,一切都是由已知的结论而进行的教学操作,学生的思维模式转换就容易而自然,因而达到了思维训练的目的,而且对知识的学习、加深、乃至拓宽都能得到多方面的受益。

3 可作为培养发散思维及集中思维的方法

一个创造性活动的全过程,伴随其思维过程要经过发散思维—集中思维—发散思维,并需多次循环才能指导活动的完成。在教学活动中培养学生抽象、概括、判断和推理等集中思维的能力的同时,更为重要的是对发散思维的启发,笔者认为非逻辑性的发散思维及引发它的直觉思维,是创造性活动的土壤和关键。

如前所述,由于直觉思维具有直观可操作的特点,且教学的主要职责是对学生进行引导与启发,我便在教学中通过培养学生的直觉思维,对学生进行“发散思维—集中思维—发散思维”模式的针对性训练。我在指导学生进行沿程阻力系数测定的实验时,有一组学生测出的“ ”值与实际值相差较大。我检查他们的实验数据时,发现测压管读数有误,但并不急于向他们说明原因,而是要求学生对此进行非逻辑性地寻找原因。归结起来,通过直觉可判断有如下几个原因:实验操作有误,读数有误,甚至可能是因为上游水箱里的水位不恒定,造成管内水流为非恒定流等原因。经过学生认真计算、查找、判断,并与其他组同学的数据相比较,最后找到了真正原因:测压管读数有误。

虽然学生还仅限于用自己现有的知识进行直觉判断及创新思考,但所有的培训对以后的创新工作影响深远。而直觉思维在整个过程中起到了贯穿作用。

4 是培养创造性人格、习惯的最佳手段

法国生理学家、诺贝尔奖金获得者贝尔纳曾说:“所谓的创造力教学,指的是学生要真正有被鼓励展开并发表他们想法的机会,如此才能发展他们富于创造力的才能”。在教学中,教师的教学思维方法,直接影响学生思维模式的形成。有这样一个例子:上物理课关于磁铁南北极的教学中,一个学生举手向老师提问:“如果从磁铁的中间剖开,那么是否南北极可分开?”听毕教师哈哈大笑:“××同学提出了一个愚蠢的问题,任何磁铁分开后,仍形成二个各有N、S极的磁铁。”满面通红的学生在同学们的讪笑中坐下。暂且不论教师这种回答是否真正科学(现代科学一直未放弃寻求发明单极磁铁的努力,它将给工业带来一场革命),起码这位同学的思维在形成创造性人格上遭受的是打击而非鼓励。

直觉思维的培养,其教学实质就是启发、引导学生的独立性、冲动性、幻想性,并不仅仅受认识因素的影响。在指导水工专业的毕业设计时,有一学生问我:“可不可以把溢洪道和泄水隧洞合二为一,这样可减少程量,节约资金。”我当众表扬该同学肯动脑筋,肯定了他的想法,但同时指出“任何工程设计方案的提出,必须经过周密的研究,进行细致的技术、经济比较工作,只有这样才能做出一个技术上可行,经济上合理的优秀设计方案。”虽然以该同学现有的知识还不能对它们进行全面的技术经济比较工作,但至少该同学的创造性思维得到了肯定。在我的鼓励下,该同学不仅以积极良好的态度对待以后的设计,而且还不断突破有限的教材知识,使之创造力得到了充分发挥。

教师要积极鼓励学生对问题进行推测和猜想,培养他们良好的“直觉”习惯,并引导学生对问题作出正确的证明。同时教师也应带头示范动用直觉思维提出多种不带结论的设想,使学生受到熏陶,产生潜移默化的效果。从而达到培养创造性人格、习惯的目的。

综上所述,直觉思维的培养是启发式教学要求中的一个重要步骤,而学生思维习惯的形成对教学会起到事半功倍的促进效果,学生对学习知识也会从被动变成好奇、兴趣和主动。这正是我们教育工作者所愿看到的。

参考文献

[1]李世芬.大学生创造性思维能力培养方法与探讨.长春大学学报.2004.05.

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本文主要是在立足小学生思维特点的基础上,提出在数学教学中发展形象思维的教学策略,结合教学的案例,浅论小学生形象思维的培养。

关键词:形象思维 教学策略 案例 效果分析

一、形象思维的概述

(一)形象思维的概念

我国思维科学的开拓者钱学森先生认为,人类思维可以分为三种:抽象(逻辑)思维、形象直感思维和灵感(顿悟)思维。并建议把形象思维作为思维科学研究的突破口。那么什么是形象思维呢?本文所谓形象思维就是小学生运用头脑中积累起来的,有关数理知识的表象进行的数学思维的过程。

(二)形象思维的作用

1、形象思维的发展是进行智力早期开发的基础

脑学科研究表明:学龄前儿童脑的结构、神经系统发展迅速。3岁儿童大脑重量已可达1011克,到7岁时可达1280克,已接近成人的脑重量,神经纤维在继续增长,髓鞘化基本完成,整个大脑皮质达到相当成熟程度。在儿童5—6岁时,脑的结构就基本成熟,但未达到承认水平。[1]因此,儿童的早期教育应该大力发展形象思维,丰富儿童的语言、词汇,逐步发展抽象思维。这样才切合幼儿智力心理发展的特点,才能充分发挥其智力潜能。形象思维的充分发展不仅是儿童智力的基础,也同样是成人智力的一个重要基础。

二、传统教育对小学生形象思维的培养

在普通心理学论术的影响下,认为儿童时期的思维是从具体形象思维为主向抽象思维为主的形式过渡,由于年龄特点而初步发展起来的形象思维,在这种理论的影响下,就被“过渡”了。传统教育一直没有真正重视右脑的开发,形象思维的发展。形数结合是数学科学的基本特点,但形的教育远没受到重视,连平面几何这种左右脑并用的课程,也只强调发展逻辑思维的一面,这些都不利于儿童智力的全面发展。在评课中,绝大多数公开课的教学过程都突出反映学生的逻辑抽象思维的水平。但是如果有哪堂课的教学过程突出形象思维了,就容易被评为“过程不够严谨”这样的评价。[3]

在小学教育中,逻辑思维的重要性是大家所熟知的,抽象、逻辑这些字眼总是出现在数学上,而数学的特点是形与数的结合。数学家华罗庚有一句名言:数缺形时少直观,形少数时难入微。近几年来,形象思维引起了人们的重视但又没与能力挂钩。人们一再的强调要具有创新力。创新思维是抽象思维和形象思维新颖的、灵活的、有机的结合。其实,每个人都具有一定的创新力,特别是在中小学阶段人的创造力强。那么为什么越大就越没有创造力呢?我认为这与我们的基础教育有关,重“抽象”轻“形象”。

三、在数学教学中发展形象思维的教学策略

数学形象思维的三种基本形式:数学表象、数学直感与数学想像,它们之间存在深刻的辩证联系。即数学表象和数学直感是数学想像的基本成分或材料,但数学直感与数学想像互为表里,互相渗透,数学想像是数学直感形成的过程,而数学直感又表现为数学想像的结果。[4]

数学想像

想像是在头脑中对已有表象经过结合和改造而形成新形象的心理过程。[7] 数学形象不仅是形象思维的主要形式之一,它的重要性还在于它是创造思维的重要成分,不论是数学中的直觉还是灵感,没有想像的展开是不可能实现的。正如爱因斯坦所言:“想像力比知识更重要,想像力是科学研究中的实在因素,是知识进化的源泉。”数学的想像有着各种不同的表现形式。按照想像的内容特点来分,可分为图形想像和图式想像;根据想像的独立性和它的产物的新颖性的程度来分,可以分为再造性想像和创造性想像两类。在小学教学中,发展学生的想像力,着重注意下列几个方面的训练。

1、在学习新的数学知识时,要引导学生借助生活题材大胆展开想像。例如,在教学“千克、克的认识”一课时,教师可以问学生:“你们知道鸡蛋有多少千克吗?”“火车有多少克?”再请学生借助生活题材提问并解决问题。像这样的问题可以吸引学生的注意,让学生感到有兴趣而且在不知不觉中渗透了千克和可之间单位换算的问题,重要的是使学生开动脑筋展开想像。

2、在解题时,引导学生通过想像,由题设条件的语言表述构思出相应的图形,数形结合建构数学模型解决问题。例如,有甲、乙、丙、丁四个数,甲数比乙数大7,甲数比丙数、乙数比丁数都大5,甲、乙两数的积比丙、丁两数的积大140,求甲乙两数的积。这道题要直接求很困难,若用方程解则涉及到一元二次方程,超出小学的知识范围。因此,引导学生通过想像将“数”化为“形”,画一个长方形,长为甲,宽为乙,把长方形的面积想像为甲、乙两数之积,阴影面积为丙、丁两数的积,空白面积为甲、乙两数的积比丙、丁两数的积比丙、丁两数积大的140。解:由图可知140-5×5=115 115=5×23=5×(丙+丁)所以,丙+丁=23根据已知条件:丙-丁=7 丙=(23+7)÷2=15 丁=15-7=8 这样甲、乙两数的积也就不难求了。

四、问题与讨论

通过以上的论述,我们已经知道了锻炼学生形象思维的重要性,并且通过对数学教学案例的设计、实践和分析,也掌握了一定的锻炼学生形象思维的方法。但是还要注意以下几点:

(一)形象思维方法和抽象思维方法是两种不同思维的方法,但两者又存在密切的联系,相互补充、相互结合,这样能使人脑左右两半球协调发展,是发展思维、提高学生的聪明才智的很好途径。

(二)注意以直观的活动引入新知,形象思维是唤起直觉整体体验的桥梁,要注意通过直观的演示活动使学生首先产生一种直觉的整体体验。

(三)注意以生动的比喻疏导思路。让学生在具体解题过程中潜移默化地领会某种思路方法,这是符合儿童的思维特点的。如果对解题的某种思维方法打一些形象的比喻,那就能较快的使学生掌握它,并有意的把它作为一种工具去解其他的题。

(四)注意对学生进行合适的评价。这点非常重要,正确合适的评价能促进学生形象思维的发展。

参考文献:

[1]朱智贤.儿童心理学[M].北京:人民教育出版社,1980.142.

[2]溫寒江,连瑞庆.发展形象思维与培养创新能力的理论研究[J].教育研究,2001,(8):46.

[3]邓吉先.小学数学教学要发展形象思维[J].基础教育研究,1994,(1):28.

[4]成尚荣.学会数学的思维[M].南京:江苏教育出版社,2001.119.

[5]梁宁建.基础心理学[M].杭州:浙江教育出版社,2004.164.

[6]溫寒江,连瑞庆.开发右脑[M].北京:高等教育出版社,1999.81.