学生思维能力的培养(论物理概念教学学生思维能力的培养策略)

概念是指人脑反映客观事物本质特征的思维形式。通过实践，人们摆脱了客观事物的许多非本质特征，提取出它们独特的属性。概念形成的过程如图1。

2培养学生思维能力的物理概念教学方法

在传统的物理概念教学中，教师过分追求学生对概念的记忆和教学速度，忽视学生是否真正理解概念，在概念教学中忽视对学生高级思维能力的培养。在新课程改革背景下，物理概念教学应采用多种教学方法和策略，让学生真正掌握物理概念，构建完善的物理知识结构，进一步培养学生的高级思维能力。

2.1利用前概念变化培养学生的高级思维能力

前概念反映了学生在科学概念形成之前根据生活经验所构建的认知结构，是人脑中一种不易被发现的顽固的认知结构。在物理概念的学习中，前概念的存在必然会阻碍对学生对物理概念的理解。在传统教学中，物理概念经常灌输给学生。学生只需要记住对的物理概念。当然，学生不会注意到对科学概念与他们自己的前概念在认知结构上的差异。然而，在对，当面对复杂的问题时，学生会不自觉地使用前概念。正确的科学概念没有真正掌握。为了避免前概念的影响，最好利用前概念转换来培养学生的高级思维能力，使学生从对对物理概念的初步看法转变为有意识地监控物理概念的形成，重构认知结构图。

运用前概念转化培养学生的高级思维能力主要有两个步骤：(1)创设前概念与科学概念之间的认知冲突情境。所谓认知冲突情境，是指现实事物中出现的无法用学前概念解释的新现象，使学生对对现有的知识结构体系提出质疑。学生的认知结构必须由学生自己主动建构。任何前概念的转变都必须由学生来完成。研究表明，学生前概念转化的关键是利用学生前概念与科学概念之间的认知冲突。(2)引导学生在由前概念向科学概念转变时进行元认知监控。这远远不足以造成前概念和科学概念之间的认知冲突。如果学生在由前概念向科学概念转变的过程中不能实时进行元认知监控，那么前概念仍然不能正确转化为科学概念。教师应引导学生自觉监控对转变过程，找出前概念与科学概念的正确联系和区别。

2.2运用概念变体培养学生的高级思维能力

概念的形成必须首先理解事物的本质属性，排除非本质属性，区分事物的关键特征。只有当所有这些关键特征相交于同一点时，概念才能真正在头脑中形成，并成为认知结构的一部分。在物理概念的教学中，简单地陈述物理概念的对形象的本质属性不能使学生学会。学生不能主动将新概念重构到自己的知识结构中。教师应通过与学生互动，运用概念变异策略，在一个空间内划定学习对图像的关键属性，创造一个变异空间，让学生自己关注这些关键属性，同时了解不同关键属性之间的差异，明确概念的内涵和外延，形成清晰的概念，自己构建认知结构，培养学生从简单记忆到网格布局的高级思维能力。

从心理学上讲，概念变体是改变事物的非本质属性，如事物的视角或呈现方式，并在这个过程中保持事物的本质属性稳定，使个体能够充分理解事物的本质属性。具体的变异方法有四种：(1)对将所研究的事物与其他事物进行比较，通过对的比较，事物显示出其本质属性。(2)类比。当一些相似或相同的属性出现在不同的事物上时，这些事物可以属于同一个范畴，而这个相同的属性就是连接这类事物的纽带。学生将通过类比确定他们的共同属性，并通过这个链接将这些东西相互联系起来。建立一个网格认知结构。(3)区分事物的某一方面是否是事物的本质属性，然后将这一方面的要素从事物的整体属性中分离出来，改变这一属性，保持事物的其他属性不变，并监控事物是否因属性的变化而变化。根据结果，可以区分该属性是否为本质属性。(4)融合。事物的概念是与所有方面的本质属性相结合的。

2.3利用概念图培养学生的高级思维能力

概念图有三个特征：层次结构、交叉结构和图式。正是由于这三个特点，在物理概念教学中运用概念图可以培养学生的高级思维能力。概念图的层次结构意味着主题概念在概念图中处于中心位置，次要概念和低层概念依次向外扩展。因此，学生必须对对所学的概念进行比较和分析，以确定哪些概念在中心，哪些应该在某个子概念下，然后将它们排列成一个垂直的知识结构系统。概念图的层次结构特征培养了学生的发散思维，深化了思维深度。概念图的交叉结构特征是指概念之间的相互联系，可以是直接的。它也可以是间接的，并且通过概念图中的连接线和连接词来联系。概念图的跨结构特征训练学生监控新知识和现有认知结构中的概念之间的联系，综合这种联系，构建新的知识结构，形成网格布局，并扩展知识的广度和相关性。寻找一个新的维度来连接概念。概念图的图式特征意味着主题结构以生动的视觉图形显示。概念图的图式特征训练学生通过概念图反思大脑中的认知结构。这时，概念图不仅是思维的支撑，也是思维的结果。学生可以通过概念图来监控对自己的认知结构，也可以利用概念图进行自我评价，从而理清自己概念中不清楚的地方，调整自己的学习节奏。

3个教学案例

例如，当与学生一起学习惯性的物理概念时，笔者要求学生根据自己的理解画一张概念图。一个成绩好的学生花了一些时间制作了如图2所示的概念图。从整体结构来看，他对对前后所学概念的理解和处理相当到位。当然，对的系统认识还有一点不足：他在“力”与“加速度”、“质量”与“加速度”的联系中使用“变化”是不恰当的，这也是正常的，因为牛顿第二定律还没有学过，所以可以认为是他后续研究的最新发展领域，也是深化学习需要理解的问题。