利用典型问题拓展学生思维

摘要】利用典型问题训练学生的思维，把散乱的知识，有机地联系起来，是培养分析问题解决问题能力有效途径。

【关键词】典型问题、学生思维；

【中图分类号】G620

在课堂教学中，常常会发现，学生听听都知道，做起来不知从哪开始，碰到具体问题束手无策，究其原因，是知识点之间缺乏有效的联系，有知识，但缺乏联系的思维。正如准备了一大堆“砖”，还没有建成大厦。成不了知识的殿堂。

教学生思维，就是通过科学课程的教学，对学生进行思维方法的训练，改善学生的思维方式和思维品质，促进学生的理解知识，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生独立思考和创造性思维的能力。思维就是连结知识的“泥”。

“7-9年级的学生正处在从具体形象思维向抽象思维过渡的阶段，因此，教师要培养学生的科学思维的方法。在科学课程教育中要注重引导思考事实证据和科学结论之间的关系，帮助学生学习建立科学模型，由此培养学生的分析、概括能力和逻辑思维能力，逐步形成质疑、反思的科学思维习惯。”

教学中利用典型问题可以有效训练学生的运用知识，分析、逻辑推理的能力。例如

问题一：

A、B、C、D、E、F、G七种物质都是生活中或生产中常见的物质，各物质存在以下转化关系（反应条件已省略）。

已知：B、C两种物质在不同情况下可以发生①②两个反应；A-G七种物质由非金属元素组成的，其中只有物质一种是盐，一种物质是单质，B、C、D也可以化合成化学肥料A，且B的相对分子量大于C。

请写出下列物质的化学式：

B： C： D： G：

⑵请写出E+FB+C的化学方程式：

思路分析：

A、B、C、D、E、F、G七种物质仅提供逻辑关系，物质的特征隐含在逻辑之中： ①都是非金属②有一种是盐③BCD可以合成A，据此推理A就是唯一的盐，且是化学肥料，在初中科学课程中NH4HCO3是最有可能的物质，而且可以分解NH3、H2O、CO2，根据B、C可以进行反应，又B的分子量大于C ，所以B是二氧化碳，C是水H2O，B、C进行光合作用合成有机物E（葡萄糖）、F就是氧气是单质。植物动物的呼吸作用又可转化为B、C。CO2、H2O也可反应生成碳酸，碳酸受热分解产生CO2、H2O；

光合作用、呼吸作用的是比较熟悉的，NH4HCO3的分解反应也不生疏，但是把它们联系起来却不常见。这样的问题，知识的跨度大，对学生的思维冲击大，有效激发学生的兴趣。把各方面的知识进行整合一起是新课程的要求。每一课都能解决一点问题，学生的思维就新的长进。老师的一切活动就是提高学生的思维品质。

问题二

在一个足够深的容器内有一定量的水，将一个10厘米、横截面积为50平方厘米的圆柱形实心塑料块挂与弹簧秤上，当塑料块底部刚好接触水面时，弹簧秤示数为4牛，如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比，弹簧受到1牛的拉力时伸长1厘米，g取10牛/千克.若往容器内缓慢加水，，当所加水的体积至1400立方厘米时，弹簧秤示数为0。此过程中水面升高的高度H与所加水的体积的关系如图乙所示。根据以上信息能得出的正确结论：

A容器的横截面积为多少平方厘米？

B塑料块的密度为多少千克/立方米？

C弹簧秤的示数为1牛时，水面升高几厘米？

D加水350立方厘米时，塑料块受到的浮力为多少牛？

思路分析

这是一个浮力、弹簧秤、密度的综合问题，题目信息量大，关键是什么呢？一，塑料块始终受平衡力的作用，重力、浮力、弹簧秤的拉力。二、灌水后塑料块会向上移动，是一个动态。三、学生往往会忘了乙图的作用，解题进入误区。

A、 当弹簧秤示数为0时，塑料块重力与浮力是平衡力，F=4N，

V排=400厘米3，S=V/12=（1400+400）/12=150厘米2；

B、 ρ=m/v=400克/500厘米3=0.8克/厘米3；

C、 弹簧秤示数为1N，说明浮力是3N，塑料块底部上升3厘米；浸入水中的体积为300立方厘米，深度为6厘米；所以水面升高9厘米。

D、方法一：由图乙可知，进水350立方厘米，水面升高3CM，若弹簧秤缩X厘米，塑料块浸入水中深Y厘米；X+Y=3，

S×X+S塑×Y=350；X=2厘米、Y=1厘米；F浮=1N

方法二：F浮+F拉=4N；S桶（X+Y）-V排=350厘米3，

F浮=ρgV排，F拉=K（4-X），K=1N/厘米；F浮=1N；

用问题去激发学生的思维，让问题迫使学生去寻找解决的方法.对于初中生来说本题可以训练复杂问题的驾驭能力，倒入水后，塑料块向上运动 ，浮力、水面上升的高度，进水量，弹簧秤的示数纠结一起如何找到它们的联系，运用知识理清思维正是教学的着力点。

思维在与难题的碰撞中升化，一个问题就是一块试金石，试出了思维的深度与广度。

任何创造性思维的产生都是在解决问题的迫切情形中才会出现。教学中我们要不断给学生问题，在解决问题的过程中，学过的知识得到运用，取得运用的方法（思维）。不过，所给得问题指向必须明确。

问题三

如图3，在一个长方形的玻璃砖内有一块凸透镜状的空气，当一束平行光线射经玻璃砖后是发散还是会聚？

思路分析

如果以平常思维，把空气当作透镜就比较

复杂；如果把玻璃砖以中线分成两半，

看成是两块凹透镜的合体，就非常简单。

问题四

一块均匀薄木板，重量为G，面积为S，平放在桌面上。上面叠放大小1/2G，面积为1/2S的同样木板，依次继续叠加大小是下面的1/2的木板至N块。问木板对桌面的压力是多少？第二块与第三块之间的压强是多少？

思路分析

其实，这道题是几何级数题：1、1/2、1/4、1/8、------1/2n 。九年级学生不能利用级数求和解决，对这样的问题思维方法十分重要，以发展学生的思维为教学中心，比单纯教学生知识更重要，两者互为促进。本题用类比的方法可以较容易的解决。

一张纸如图4，比作是一块木板。

不断的对折。 就可以几何级数求和的值。

1+1/2+1/4+1/8+…1/2n

第一块的重是G；

第二块的重是1/2G；

第三块至N的总重也是1/2G

所以，木板对桌面的压力：F=2G；

第三块对第二块的压力 F2=1/4G+1/4G=1/2G；受力面积=1/4S；

压强P=2G/S；

这道题能较好地训练学生的发散思维，大大提高了学生的思维品质。教学中我们要不断提供给学生一些非常规的问题，扩展他们的思维空间。让学生时时有新鲜感，体会到科学思维的美。

利用典型的问题还可以暴露学生的思维缺陷。通过问题的训练，学生的思维轨迹就可展现出来，教师这种主动出击正是主导的具体体现。

问题五

伏安法测电阻是初中科学的重要内容：

Rx =U/I；图5；

以此为基础进行变式训练：①利用一个已知电阻R0和二个电流表请设计一个电路测未知电阻Rx（a）闭合电键测出流过R 0电流I0，（b）流过未知电阻Rx的电流I（c）Rx= I0 R 0/I；由于电阻是并联，利用其两端的电压相等，求得待测电阻的电压。图6；

②如果把上题的电路稍作变化，一个电流表、测干路的电流如图7。（a）当S1闭合时读出电流表的示数I1；（b）闭合S2读出电流表的示数Ix.（c）Rx=I1×R0/Ix；与第①题比的变化：仅用一个电流表，没有可变电阻。

稍作改变就是替换法测电阻。如图8：

③给一个电阻箱、一个标准电流表、一个滑动变阻器，开关，测一个电流表的内阻。请设计电路图。

思路分析：

电流表的电阻比较小，如果用伏安法测误差大。可以用替换法。当S打向1时改变滑动变阻器，让标准电流表读出一个恰当的电流值；把S打向2调节电阻箱让标准电流表的读数与S打向1时一样。电阻箱的阻值就是待测电流表的电阻值。其实①②③题的本质是一样的，但题目的题材发生了变化。

利用相同的知识内容，进行变式训练可以提高学生的思维品质，应对复杂问题的能力。

【参考文献】（1）郑青岳：《为发展学生的思维而教》

（2）王盛之：《科学复习方法的实践研究》

（3）梁旭《模式·策略·艺术·观念》