物理教学中学生系统思维能力的培养

《义务教育物理课程标准》虽然淡化了初中物理知识教学的系统化，但并没有忽视初中学生物理系统思维能力的培养.系统思维也叫做整体思维，就是指在认知事物或解决问题时，把对象看作一个有机的整体来处理.所以，本文结合多年的教学实践发现，在平时的教学中有意识地渗透系统思维，多引导学生用系统思维来分析问题和解决问题，学生经过一段训练后，能力明显进步.根据平时的观察和实践，笔者总结出可以通过以下几方面来训练和提升学生的系统思维能力.

一、科学探究活动中培养系统思维的动态性

科学探究活动从其内涵看，是从问题开始，最后得出科学结论的一个整体解决问题的过程和方法.所以，科学探究活动实质就是一种解决问题的先进方法，它处处体现着系统思维，是培养系统思维能力的好载体.

学生刚开始接触科学探究活动时，基本上表现出来的都是不会想有关的问题，很呆板，教学进行的有点艰难.鉴于此，从一开始就抓住机会启发学生，逐步把他们导向系统上来.总体做法：先让学生明确科学探究活动的对象是问题，一切都源于问题，从问题出发，使接下来的每一步，都源于上一步，最后得出结论，再回归问题，形成整体认识.具体教学中，每一个步骤都必须做好引导，并需要重点做好以下三点.

1.提出问题时找出问题系统内的各个有关因素

问题源于现象，现象的产生是由于周围事物的相互作用、相互影响的结果.因此，从问题的提出就要让学生尽可能找出现象本身所涉及的各种有关的事物或因素.如学生如何才能取得好的学习成绩呢？可以引导学生去想学生本身的因素、老师的教学水平、学习的环境、教学的设备、家庭的影响等因素.而且，通过类比的方法引导学生找到思考的门路，学生的思路更容易打开.所谓万事开头难，开好了头，下面的步骤就好办了.

2.在猜想与假设中初步找出系统内各因素的联系

实践中发现，由于第一步没做好引导，学生往往都不会猜想，不敢假设.而做好第一步的引导，再进行猜想与假设，学生的思路就顺畅多了，只要顺势而为即可.实际教学中，学生确实能想到多种可能的猜想与假设，但都是个别学生想到某一方面，然后全班学生共同得到最后的整体想法，显得很零碎，思路散乱，没有一条整体的思考线索，证明学生基本上不会系统思维.通过实践的训练，学生的系统思路很快被打开，多种多样的想法假设都会被学生想到，这也就是教学想得到的效果：学生会想问题.

值得关注的是，在多年的听课中，笔者发现很多教师在这两个环节的教学中都存在着避重就轻的做法，这样就错过了开发学生系统思维能力的好时机.

3.在设计与进行实验中验证有关因素的作用

对于第二步提出的猜想与假设的正确与否还需要设计和经过实验的验证.在这个环节的教学中，需要引导学生根据实验原理、猜想与假设来思考，采用什么实验方法，选择什么实验器材，如何安装和操作，能观察到什么现象或测量出哪些数据，重点观察什么测量什么等等.这一环节的教学思路应细腻而严谨，内容非常丰富，是实验成败的关键.有关的论述颇多，这里就不再详述.

通过上述三个步骤的教学，学生对要探究的问题有了初步的总体认识，在学生完成整个探究之后，学生的系统思维也在不知不觉中得到了训练和提高.学生若能领悟其中道理，假以时日，其个人能力的表现将逐步提高.

二、概念教学中培养学生系统的立体性

初中物理概念的建构相对较多，在概念教学中，渗透系统思维的意识，更有利于学生掌握知识.物理概念里面涉及的多个因素就是知识点，各个知识点围绕着概念这个中心问题，以某种内在关系联系在一起，形成问题所要揭示的结论或规律，这个就是学生要学到的本质的东西.在备课时应该深刻领会教材中这种深层次的安排，然后在教学实施中，加以启发引导，学生的系统思维能力必定可以建立并强化.

在实践中发现，如果没有帮助学生形成问题的知识系统，很多学生尤其是学习力不强的学生，在解决问题时显得思维凌乱、断层，抓不住重点，知识联系不上，总会卡在某点上而解决不了问题.如，学习“探究凸透镜成像规律”的教学时，学生对凸透镜成像表现出浓厚的求知兴趣，然而，在教师没有帮助他们形成系统的认识前或学生对凸透镜成像这个系统不够清晰的情况下，让学生判断凸透镜在某种情况下的成像特点时，相当多的学生就表现出很混乱的情形，并经常出错.

三、复习教学中培养学生的系统思维结构

系统思维方式的结构性，就是把系统科学的结构理论作为思维方式的指导，强调从系统的结构去认识系统的整体功能，并从中寻找系统最优结构，进而获得最佳系统功能.复习课包括章节复习、专题复习和总复习三类.复习课中，应重视帮助学生挖掘知识的内在联系，整合成整体，使学生易于掌握.

1.复习过程中建立系统的知识脉络

系统的知识脉络有助于学生对单元知识的把握，能高效地进行复习.如，声现象这章书，可以整理出这样的知识脉络：

①声音是怎样产生的？从哪里来的？（振动产生的）

②声源发出的声音以什么形式传播的？（声波）

③传播中声音遇到障碍物会产生什么现象？（回声）

④回声有何应用？（测距离）

⑤声音的传播需要介质吗？（固体、液体、气体）

⑥在不同介质中传播声音传播快慢相同吗？有什么规律呢？记住特例.

⑦人耳如何听到声音的？根据什么性质来区分？

⑧声音的不同性质由什么决定呢？（振动），振动的什么因素决定了性质？（音调、响度和音色的教学）

⑨人了解了声音的知识，能为人类提供什么样的服务呢？（噪声污染问题教学）

帮助学生整合成知识体系后，学生明显能从整体上把握这个单元的知识，用学生的话说，把书学薄了.

2.复习过程中建立系统思维方法的迁移

学习了刻度尺、停表、量筒、温度计、体温计、托盘天平等六种测量工具，每一种都有具体的用法，但也存在相似的地方.在复习过程中通常是以刻度尺的用法为系统，再迁移到其他测量工具中.

虽然在复习中要多花时间帮助学生梳理知识，但培养了学生的思维能力、知识应用的迁移能力，理清了知识脉络，促进学生养成善于总结的良好学习习惯.

系统思维能力是高级能力，培养起来也并非易事.只要教师在教学过程中能心存此意，付诸实践，播下优良的种子，在条件适合时，它总会生根发芽的.