如何培养中学生的逻辑思维能力？
1思维能力概述
“能力是指人成功完成一项活动所必须具备的人格和心理特征，是成功完成一项活动的必要条件的总和”。培养学生传授知识的能力是物理教学中的一项重要任务。随着现代科学技术的飞速发展，以传授知识为主的教学方法已经不能满足现代教育的要求，所以在物理教学中必须重视学生能力的培养。
1.1思维能力的含义
所谓“思维能力”，是指对问题进行深入思考，准确把握事物本质和规律关系，不被表面现象和各种干扰所迷惑的能力。【2】这种能力越高，学习新知识就越积极有效，运用所学知识解决实际问题的能力就越强。
在培养学生思维能力方面，初中物理课程标准有明确的要求，即“物理课程要改变过分强调知识传承的倾向，让学生体验科学探究的过程，学习科学研究方法，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。" [3]
1.2基础教育在培养思维能力方面的现状与分析
随着新课程标准的发布，素质教育的口号被明确提出，教育领导也聚集了各类教育人才，为中国教育寻找出路。一些老师也意识到，原来的灌输式教学需要改革。然而，新的教学模式现在流于形式。即使采用了探究式教学模式和研究性学习，通常也是老师给学生的思维定义了一个框架，学生很难跳出这个公式。传统的填鸭式教学模式和枯燥的教学方法仍然是主体，学生思维能力的发展受到严重阻碍。如何实施真正的素质教育，还有很长的路要走。
2000年参加工作以来，我做过物理老师，班主任。在七年的教学中，我系统地调查了常德三中学生思维能力的现状。2006年6月，我总结了常德三中学生思想现状及相关原因，以高三279班、282班、283班为调查样本，将调查指标分为五个等级。
调查时间:2006年9月-2006年6月+2006年6月。
调查地点:常德市第三中学
调查方法:批改作业、问卷调查、师生座谈。
调查对象:高三279班、282班、283班。
调查结果:
表1学生思维能力的表现
很强
强烈的
普通的
矛盾
非常糟糕
楚279
8%
15%
40%
20%
17%
楚282
4%
10%
40%
20%
26%
楚283
4%
6%
25%
35%
百分之三十
上表中，初中279班是初三年级组中生源较好的班级，282班和283班是普通班。从表中的数据可以普遍看出，学生的思维能力整体水平较差。调查结果也反映了当前的总体水平。从这部分典型的学生身上，可以看出目前大部分学生的性思维能力水平。老师和学生都有问题。
(1)教师
(1)大部分教师重视知识的传授和机械的训练，课堂教学严重忽视学生的独立思维创新；
(2)在教育观念和思想上，没有实现从“应试教育”到“素质教育”的转变；
(3)在教学方法和教学模式上，博倾向于单一，害怕为中考学习和借鉴新的教研成果。
为了保险起见，老师不敢采用多样化的教学方法来满足学生独立思考的需要。
(2)学生。
长期以来，由于教育的影响，学生学习物理的方式是多做题，沉浸在题海中，就像大多数参考书都取名为《题海》。为了在考试中取得好成绩，学生做的最多的事情就是背诵公式、定律、定理，反复打磨同样的计算题，最终达到考试得高分的效果。传统教学下，往往有一套固定的思维模式把学生的思维框在机械的思维边界内，学生独立思考的能力也是僵化的，久而久之养成了思维的惯性和依赖性。
(3)教育系统
教育系统的改革仍然存在很大的问题。虽然新课标提倡素质教育，但上级对学校的评价还是以合格率、优秀率、升学率、平均分为标准。学校的排名也是由各种中考和升学考试的分数决定的。学校的招生难度还取决于学校的升学率和排名。但是现在的考试还是应试考试，所有的学生都是试卷上的英雄。所以学校要真正实施素质教育还是有一定的度的。而且大部分老师都习惯那种教学，安静的教室，勤奋的学生。
上表中，普通班的学生思维能力较低，尤其是老师普遍认为这类学生基础差，没有必要培养他们的思维能力。只要求他们记住一些重要的概念和公式，记忆力好的才是强者，所以他们的整体思维能力水平是最差的。
通过我长期的调查和学生生涯中的亲身经历，我发现我国基础教育在培养学生思维能力方面的不适应性主要表现在以下两个方面:
(1)把学生当成记忆的“容器”。
在我们的基础教育中，过于注重记忆，总认为学习就是吸收知识，而把所有的知识都记在脑子里，就认为是真正学到的东西，就像央视青年歌手大奖赛的质量考试一样。素质就是谁记住的知识多。
有这样一个对比:在奥数和物理中获得奖牌的美国学生不如中国学生，但获得诺贝尔奖的中国人却远远不如美国人。美国学校的根本原因显然是培养学生的能力。以效率为导向的美国人是用脑子去思考和创新，而不是去统计数据和储存知识。在我们的教育中，正是把前人留下的知识遗产作为绝大多数学生的学习内容来积累和学习，让学生的大脑成为记忆的容器，以至于中国有太多的神童能背出圆周率小数点后面的几百位，上电视，上报纸。
(2)学生是教育的被动接受者。
在中小学教育中，充分发挥学生的主动性一直止步于文字。在教育的大环境下，老师出于各种原因期望学生表现得像个大人，但又不敢让他们自己做，或者低估学生的能力。这种“动物训练”式的教育，让学生没有思考的空间。久而久之，学生已经习惯了按部就班地从老师那里接受知识，脑子里不再有一个“为什么”。
综上所述，我国教学中培养学生思维能力还存在诸多问题，课堂改革势在必行。
2培养思维能力的措施
针对以上问题，我认为在中学物理教学中应采取以下措施培养学生的思维能力。
2.1精心设计课堂提问，培养学生的思维能力。
思考从问题开始。如果把学生的大脑比作一潭平静的水，那么教师针对性、启发性的课堂提问就像扔进池子里的一块石头，能激起学生的思维波，启迪学生的心灵，打开学生的思维，使学生处于最佳的思维状态。在教学中，教师要根据教学需要，从不同角度、不同层次、不同要求提出问题，引导学生思考，更好地理解学习的内容。这样学生在掌握知识的同时，还能发展思维能力，提高灵活性和创造性。
2.1.1设计情境题，激发学生思维热情。
一般物理的教学都是和前后的内容紧密相关的。所谓“温习旧知识”，在讲授新知识之前，要有意识地温习与之相关的旧知识，设计一些相互关联的启发性问题，预测新的话题，以此来激发学生的求知欲，使他们渴望“一探究竟”，自觉不自觉地开始自己的思考，然后逐步阐述相关的知识点，让学生充分发挥自己的。
举例:我们以“重力势能”这一节为例。如果引入以下感悟，学生的思维会更容易被调动起来:
场景一:2001和平号太空商店坠毁引发火灾。问:是什么原因导致“空间站”表面温度达到燃点，能量从何而来？
场景二:打桩机的工作场景。问:重锤下落高度与桩进入土的深底有关吗？
情景三“从同一高度释放乒乓球和铁球，将它们丢入下面的沙池中。问:这两个球在同一深度吗？如果没有，谁会陷得更深？
情景四:桌子上放一块砖，问它有没有势能。如果有，应该是多少？
首先我们把这些场景展示出来，让学生脑子里有一个画面，产生一个又一个问题，然后引导学生进入问题，可以在适当的时候启发，或者让他们分组讨论。面对情境，学生的思维会更容易被调动起来，从而学会思维方法。
2.1.2设计发散性问题，培养学生思维灵活性。
在教学过程中，很多学生向我反映了一个困扰他们很久的问题，就是“上课我能听懂，做题我却听不懂”。究其原因，其实是思维缺乏灵活性。通过比较优等生和后进生的解题过程，发现优等生可以从同一个问题的信息源产生不同的想法，一旦一个想象的思维受阻，学生可以立即改变思维模式。而后进生从同一题目的信息源产生的想法不仅单一而且缓慢，往往“一条路走到黑”。我们常说，让这些学生“脑洞大开”，就是培养他们思维的灵活性。因此，在平时的课堂教学中，教师应根据同一问题有目的地设计一些发散性问题，讲解一些多解多变的习题，让学生尝试用多种方式练习回答一个问题，让学生自己设计问题，以增强思维的发散性和知识的交叉性，增强思维的广泛性和灵活性。
比如我们在“光的直线传播”这一节讲到针孔相机的时候，老师可以介绍一下相机的发展历史，对比一下相机以前叫“针孔相机”，现在通常叫“针孔相机”。这种改变有什么用？针孔成像是什么意思？成像的本质是什么:孔可以大一点吗？能不这样到什么程度？
在讲解的过程中，要不断引导学生的思维，同时要给学生提问的机会。镜头前的修改器由针孔改为针孔，使得所指的孔的大小比以前更准确，因为针孔和大孔都是相对而言的，没有明确的参照物，尺寸很难测量，而常见的针都有尺寸精确的感觉。引导学生从针孔的大小和形状来思考，一步步深化思维，一步步提高思维质量，让学生多角度、多层次地提问，发展思维。学生对这一话题提问的深度和分歧是衡量这一教学成功与否的标准。
2.1.3探究问题，提高学生思维的设计。
“探究其实就是发现。教师通过成功的启发诱导学生亲自参与。探究活动后，学生主动发现概念和规律。在探究的过程中，学生不仅学习知识，更重要的是学习获取知识的过程和方法。”[4]爱因斯坦曾说:“提出一个问题往往比解决它更重要。”在教学过程中，教师要避免“填鸭式”教学。在充分把握教材重点和难点的前提下，教师可以精心设计一系列由浅入深、循序渐进的问题，在课堂上依次提问，让学生沿着问题逐一解答，思维逐步深化。
例:在讲授伏安法测电阻的实验时，可以先说明用电压表和电流表测得的电压和电流可以用来计算待测电阻的阻值，然后再问学生能否用电流表或电压表测电阻。如果有，还需要什么设备？如何衡量？接下来让学生设计方案，画电路图。
课堂提问的设计直接或间接地决定了学生思维能力的发展。在教学中，教师不仅要在课前精心设计问题，还要给学生独立思考和锻炼的机会，启发学生多思考。教师要分析学生的意见，对正确的意见要充分肯定，对错误的意见要善于归纳，使学生的思维在教师的引导下得到深化和锤炼。
设疑诱导思维的本质是利用悬念来引起学生的思考。课堂上的每一个问题都要经过老师的精心准备，环环相扣，让学生有一个听每一句话的心境，同时思考、探索、寻求，从而促进学生思维的发展。
2.2激发学习兴趣和动机，培养学生的思维能力
成功的教学需要的不是强制，而是一扇激发学生兴趣，自觉开始思考的大门。学生兴趣是学生努力认识世界，渴望获得文化科学知识，不断探索真理的一种情感意向。“学习动机是直接促使学生成为学生的内部动机，是满足个人物质需要和精神需要，渴望了解和认识世界的心理状态。学习兴趣是学习动机的重要心理成分，能促进学生自觉探索知识，积极思考问题。”[2]只有学生具有较高的学习兴趣和积极主动的思维，才能取得良好的学习效果。在教学中，我们可以经常讲一些与内容相关的故事或者做一些有趣的实验，激发学生的探索欲望，调动他们的主动思维。同时，教师可以充分利用现有的网络资源，利用新事物给学生注入新的热情。
2.2.1介绍物理学的典故，激发学习兴趣，培养思维能力。
例1:讲大气压时，可以先把学生用实验带入教室，请他们到讲台上试着拉把两个半球放在一起的仪器，并对内部抽真空，然后给学生讲经典的马德琳半球实验。在这个经典实验中，两个铁球放在一起，十五匹马没有被拉开。从这里开始，为什么要引导学生对球内部进行吸尘？这么大的力为什么拉不开半球？
在这个实验和典故中，同学们可能会疑惑，为什么在一起的两个半球，用这么大的力也分不开。有没有外力？为什么要用吸尘器吸球？如果没有真空会发生什么？
教师要不断提问，引导学生思考问题，提出自己的观点和问题，激发学生的兴趣，从而使枯燥的理论变得生动有趣，发展学生的思维。
例2:在* * *明(振)教学中，教师可以讲述拿破仑的军队因为急行军而过桥的故事，以此来吸引学生的注意力，问学生为什么在桥上急行军会造成这样的结果。如果很多人在桥上走，我们应该避免急行军吗？
在这里，教师要引导学生思考急行军为什么会导致桥梁被毁。如果不是急行军，会是这样吗？那么原理是什么呢？学生也可能通过思考这样一系列问题来探索* * *声(振动)的原理。
2.2.2演示生动有趣的实验，激发学习兴趣，培养思维能力。
在自由落体的教学中，不同重量(重量和体积略有不同)的物体首先在同一高度被释放。直觉告诉我们，重量大体积小的物体比体积大重量小的物体下落速度快。什么时候看秋天？然后把两个物体包在一起，松开，看它会掉多久。然后用牛顿管在真空中演示前面的实验。演示后，学生会发现知识概念与物理概念的矛盾，从而激发学习兴趣，调动自己的思维。同时老师也为后期的教学打下基础，营造良好的氛围。
2.2.3利用网络资源激发学习兴趣，培养思维能力。
在信息爆炸、网络飞速发展的今天，教师可以在有条件的学校充分利用网络资源，培养学生的思维能力。网络是一个新生事物，学生们对它非常感兴趣。同时，多媒体教学更加生动，能激发学生的兴趣。让枯燥的教学变得生动，也是素质教育的新局面。利用网络资源挑战传统教学，制作多媒体课件，利用FLASH激发学生兴趣，扭转被动思考的局面，最大限度调动学生兴趣，培养学生思维能力。
在这个教学过程中，学生会增加对物理的兴趣，物理不是简单的公式海洋，而是万花筒。物理概念不是人为创造的，不是利用数学运算获得的，而是从自然现象中科学抽象概括出来的。在传授物理知识的同时，培养学生的科学思维能力。
2.3通过类比和联想，化难为易，培养学生的思维能力。
每一课都有难度，只是难度不同，不能轻易放过。突破困难的方法多种多样，要看具体情况。
联想可以在物理中进行，很多物理知识可以和其他知识进行比较和联想，比如生活常识、数学、化学、生物、哲学、天文等，可以解决问题，开阔视野，拓展思路。有些规律和概念学生很难理解和接受，教师可以用这种方法来拓宽学生的思路。
2.3.1类比教学
在比热容概念的教学中，学生很难理解C与物体的热量、质量、初温、终温无关，只决定物质本身。但如果和一个熟悉的定义比较，比如密度，密度是物体本身的属性，它不随物体其他物理量的变化而变化。有了这个比较，学生就更容易理解为什么比热容C与M，T等无关了。
2.3.2联想教学
联想是引导学生从一件事迅速想到另一件事，包括比喻联想、相似联想、密切联想、比较联想、关系联想、自由联想和遥远联想。
例1:隐喻联想教学
惯性是万物的固有属性，任何情况下物体的惯性都是存在的。但很多同学不明白这一点:惯性是物体保持原来运动状态的性质，那么当物体的运动状态发生变化时(即变速运动时)，其惯性不就消失了吗？
面对这样的问题，很难用理论推导，也很难用实验证明。而教师如果进行联想教学，不仅能收到更好的教学效果，还能培养学生的思维能力。每个学生都有读书的习惯，但不是每个人都在读书，但即使在工作的时候，读书的习惯依然存在；每个人都有睡觉的习惯，但不是一直都有。即使在学习的时候，睡觉的习惯依然存在。同理，物体具有惯性，即使运动状态发生变化，其惯性也是存在的，只是在外力的作用下没有直接表现出来。
通过这种分析，学生将不再简单地记住答案，还会开动脑筋，想出更容易理解的解释，对这种状态有更深的理解。对于其他州，可能有一些独特的解决方案。
2.3.3类比与联想的综合教学
在光电效应的教学中，学生很难理解这种抽象的理论，如光电效应实验现象时间短，极限频率存在等。
如果改变教学方法，比如让学生想象教室是一个大的金属块，他们是里面的自由电子，粉笔作为能量。如果谁先拿到十支粉笔，他们就可以离开教室。现在把粉笔组件打包，有的十几支粉笔，有的十几支粉笔，有的几支粉笔(不同频率光子能量不同)，但每个人只允许抢一袋。学生在什么情况下可以快速离开教室？什么情况下学生不能离开教室？
通过这个设置，学生的思维立刻被调动起来，很快就能得到答案:抢一包10块以上粉笔的学生可以快速离开教室，抢不到10块的学生不能离开教室。这样，在类比和联想的帮助下，可以帮助他们将类比和联想的画面转化为实物画面，这样会迅速调动学生的思维，让一个很抽象的问题变得更容易理解，学生也不会因为难而放弃理解。教学效果相对好很多。
通过这种教学，可以使学生由抽象思维过渡到形象思维，通过类比和联想，深刻地掌握和理解新的概念和规律，也可以使学生学会这种类比思维方法，从而提高思维能力。
2.4通过实验教学，培养学生的思维能力。
物理学是一门以实验为基础的自然科学。伽利略在科学史上享有“现代科学方法论奠基人”的美誉，因为他在自己的科学研究过程中，不仅使用了大量精心设计的实验方法，而且特别注重数学定量分析方法的运用，使实验方法和数学方法紧密结合，不仅开创了现代科学研究方法的先河，而且逐渐成为科学研究的普遍原则。Einkitan称这一成果“标志着物理学的真正开始”。可见，在物理学的研究和学习中，运用数学方法，在实验的基础上进行归纳推理是很重要的。实验教学是物理教学的重要组成部分，其核心是培养和激发学生的积极思维。实验教学不仅让学生掌握知识，让学生懂得思考，还可以学习科研方法，培养学生的科学思维。用实验和数学方法处理数据，学生可以通过处理后的数据发现物理规律，然后引导他们进行归纳思维的逻辑推演，得出最终结论。这样的教学比单纯要求学生记忆物理概念要好得多。学生不仅学到了一种思维方式，也让头脑中的物理概念更加清晰，印象更加深刻。