思维科学范文1
我国GMP是政府行政法规，思维科学是科学家钱学森创导的“研究思维活动规律和形式的科学”。两者貌似无直接关联，然而在GMP起草、审查、执行和研究过程中都离不开科学的思维。思维科学的植入，将会使我国GMP的修订更趋合理、科学，有助于GMP在我国的深入实施。
1 科学思维就不能想当然
思维是社会的人所特有的反映形式，它的产生和发展都和社会实践紧密地联系在一起。思维是人所特有的认识能力，是人的意识掌握客观事物的高级形式。思维在社会实践的基础上，对感性材料进行分析和综合，通过概念、判断、推理的形式，造成合乎逻辑的理论体系，反映客观事物的本质属性和运动规律。这就是思维科学的基本概念。
思维科学已广泛应用于自然科学和社会科学的各个领域，成为启迪新一代科学技术的人类科学思维的基石。我们也可将思维科学运用于新版GMP的起草过程，使制订的标准更符合生产实践。现以非无菌药品(包括相应的原料药)的生产环境洁净级别的修改为例，探讨由科学思维所引发的理性思考。
我国GMP对非无菌药品生产环境设置洁净级别是有历史原因的。经过20余年的GMP实践，不少企业在硬件设施方面已具备了与发达国家接轨的基本条件，思想上也具备了接受GMP对非无菌药品生产理念的认识基础。早先为非无菌药品设置洁净级别的理由已不复存在。科学的思维来自于社会实践基础，因此有必要重新审视原有规定的合理性。
纵观国外GMP，非无菌药品生产环境都不设定洁净级别，这不能简单地理解为生产操作室不需要洁净，只是对室外含尘空气的净化处理不刻意规定需要达到的级别。我国医药行业1982年出台的《药品生产管理规范(试行)》，为改变当时大部分企业生产环境不密闭的情况，参照国外药厂经验，要求非无菌药品生产环境的空气应经一次粗效、两次中效过滤后送人，所达到的空气洁净度只要求＞10万级，并不规定具体级别。至今美国的cGMP、欧盟的GMP指南，对非无菌药品生产环境的洁净级别都无官方要求，只强调“设施的设计应考虑最大限度地控制可能的微生物污染”。这就是非无菌药品生产环境设置净化空调系统的主要目的。天津大学在国内首创的细菌过滤效率测试台，对各种滤材和各级过滤器的滤菌率进行了大量的实验。数据表明：空气过滤器的除菌效率，粗效过滤器为31.5％～81.6％，中效过滤器为50％～93.8％，亚高效过滤器为94.7％～100％。从理论上分析，对非无菌药品生产环境无需使用高效空气过滤器。事实上，空气过滤只是用物理方法控制空气中的微粒和微生物，并无杀灭微生物之功能；对于沉积在产品、设备、器具、操作台、工作服和人体表面的微生物，应使用其他综合方法进行消毒、灭菌。再者，非无菌药品的给药途径不同于无菌药品，控制非无菌药品的微生物限值才是确保药品质量的重点。这就是国外GMP强调非无菌药品生产的微生物控制，不规定生产环境空气洁净度的原因。我国现行药典附录XⅢC“微生物限度检查法”已规定了非无菌药品的微生物限值标准(表1、表2)。新版GMP完全可以参照这个思路，对我国非无菌药品的生产提出控制微生物、取消相应的洁净级别的合理要求。
可是，起草人不但坚持要为非无菌药品生产环境设置洁净级别，而且还把级别从30万级提升到10万级。殊不知现行的30万级正是从1992版GMP的10万级修正过来的。如今改回去，只能理解为30万级不可靠。起草人是否想过，如果这个结论成立，该对1998年至今10多年生产的非无菌药品作如何评价?对非无菌药品生产企业所取得的认证证书又该作如何解释?如果证书没有发错，30万级依然有效，那末，莫名其妙改地为10万级，理由和证据何在?
思维科学要求我们在实践的基础上运用概念、判断、推理，去反映客观事物的本质属性和运动规律，而不是关起门来想当然。起草人不顾生产实践，执意认为一旦取消了洁净级别，“国内企业就会敞开操作了”。这样的担心真是低估了国内企业对GMP的认知水平，难道我们奋斗了20余年的GMP成果全靠“洁净级别”独木支撑，一旦缺失就会前功尽弃。反而是有必要提醒起草人，实践证明“空气净化”不是确保产品质量的万能钥匙，它在洁净室及相关环境的污染控制方面具有明显的局限性。再也不要想当然地认为，改造后的企业的净化设施都留有余地，将30万级改为10万级花不了几个钱。我们应该明白，该花的钱再多也得花，不该花的再少也不应花。事实是，即使换气次数由10～12次／h增加到＞15次／h，企业将长期为之付出代价。盲目提高洁净级别，只会浪费建设资金、增加生产成本和提高能源消耗，无论对国家、对企业、对节能和减排，都是不利的。
像这样不符合生产实践，想当然的条款，在新版GMP的两次征求意见稿中并不是个别现象。
2 科学思维就不能脱离现实
新版GMP的两次征求意见稿，把无菌药品生产环境的级别贸然地改为A、B、C、D 4级标准，同样引来人们的质疑。
1)1982年中国医药工业公司为行业自律制定了《药品生产管理规范(试行)》。当时国际公认的无菌药品生产环境控制，就是以美国为代表的100级+1万级(简称为A+C)和世界卫生组织(WHO)推荐的A、B、C、D(简称为A+B)两种模式，我们选择了前者。之后我国GMP1988版、1992版和1998版都继续沿用，至今已20余年。如今，新版GMP起草人突然要改为WHO模式，是现行模式出了问题，不能保证无菌药品质量?还是新版GMP要套用欧盟GMP，就必须参照欧盟采用的WHO模式?
修改标准同样离不开生产实践。起草人必须提出足够的证据，证明我国不能继续使用现有模式的理由。企业和所有关心我国GMP的人们，对标准的制订、修改的原因和由此引发的风险，应有知情权。现有标准并不影响我国药品跻身国际市场，我国产品未能进入欧洲市场也并非主要因为没有实施A+B；同样，美国产品进入欧盟也没有以采用A+B为前提。国内企业为拓展欧洲市场自愿采用欧盟标准，与全国一刀切地使用欧盟标准不应同日而语。没有足够的证据(接轨只是理由，不是证据)证明现行标准是影响我国无菌药品生产质量的主要原因，就随意否定国内使用了20余年的标准，这决不是科学的思维方式。
2)我国现行GMP确实存在不少问题。比如对药品生产环境只提生产设施的设置，没有强调它在生产、维护方面的管理要求，这就是现行GMP需要修改的重点。新版GMP完全可以在现有设施基础上，增加操作环境微粒和微生物数的动态监测等管理要求，还可以参照美国FDA的检查指南，要求企业在生产记录上记录生产状态时单向流罩下的微粒数，以证实无菌药品在100级保护下生产。何必非要改成A+B模式后才能强调动态监测?
3)A+C和A+B两种模式在国际制药行业同样运行了几十年，两者之间并不存在标准的高低之分。A +B不是新标准，更不是新趋势。两种模式都把药品开口工序的操作视为关键，都要求在100级单向流保护下，避免操作人员和操作环境的接触，没有本质区别。不同的只是对关键岗位的背景要求，各有各的说法，属于可继续研究、讨论的学术问题，仁者见仁，智者见智，至今并无定论。只要加强管理、严格执行，两种模式都能取得满意的效果；反之，也都能产生质量问题。我国无菌药品生产存在的问题主要是执行不严格、监管不到位，决不是标准的错位。
无论A+B还是A+c，都只是控制无菌药品生产不受污染的技术措施。检查、考核无菌药品生产过程和产品质量能否达到要求，并不以采用哪一种措施为标准，而是要看所用措施经过验证的实际效果，设施只有严格按验证后的SOP进行生产才能真正保证无菌药品不受污染。
近年来，工业洁净技术的发展趋势是提倡采用限制接触系统(RABS)，把操作人员和操作环境高度分隔，以确保关键岗位的净化效果和降低装置内单向流风速和背景的洁净级别。这些研究不但有产品问世，而且已在无菌药品生产中得到应用。
我国采用RABS技术尚不多见，但国家标准《医药工业洁净厂房设计规范》已提出“局部空气洁净度100级的单向流装置外缘宜设置围帘，围帘高度宜低于操作面”的要求，目的也是为了确保单向流罩下的100级净化空气免受人员和其它因素干扰。
事实证明，在接受“重点在于控制关键操作的微生物污染”的理念基础上，我们可以采取多种措施，而不只在背景上做文章。
4)按征求意见稿要求：生产环境改为A+B模式，A级单向流速度为0.36～0.54m/s，目前单向流设施的送风量(0.25-0.30M/s)将大幅度增加。有必要指出，有关风速的建议是指南内容，规范中不应规定，因为实际风速应根据操作环境的生产、装备、人员的发尘量调节。为使操作区背景达到B级，必须增设风口，现有的换气次数也将成倍增加，像欧盟GMP指南所述的几十次换气，要实现静态100级，无论是理论还是实践上都是不可能的。看似简单的改动，却意味着现有空调系统从空调箱开始都要重新改造，有的还会涉及工艺布局，甚至报废重来。我国现有粉针剂生产单位385家、冻干剂生产单位491家，大部分企业(远不是起草说明中说的只有300家)又将面临重新改造。现实的情况是这些企业为接受GMP认证，刚完成一轮伤筋动骨的改造，如今前账未清，又要再次投入。然而，如此无休止的改造是否真的能提升产品质量，是否有风险评估作保证?如果仅仅是换个模式，这样的决策是否应该慎之又慎?
从对事物本质、整体反映上研究思维才是辨证思维学，脱离现实的思维最终将被现实证实是行不通的。现在不是我国GMP刚刚起步的1982年或者1988年，我们可以自由选择A+B模式。在运行了20多年后的今天旧事重提，问题就不那么简单了。这难道不值得我们深思吗?
3 结语
思维科学范文2
他们集严肃与搞怪于一身，他们是创意力的实践者。
从1901年到2000年，共有65名英国科学家获得诺贝尔物理、化学及生理医学奖。
从1992年起，英国每年至少产生一位“搞笑诺贝尔奖”获得者。
往这个小岛上生活了1％的世界人口，做着占全球5％的科学研究，得出的科学著作占9％。
他们称自己是“小岛国上有大想法”的一群人。
英国的政府科研部门之间也存在着迂回复杂的关系，光是研究协会(Research Council)就分为艺术与人类学研究、生物学与生物技术研究、社会与经济研究、物理工程研究、医学研究、自然环境研究和科研设备研究7个，而主管这些协会经费的部门DIUS(工业、大学与技术部)2007年6月刚刚成立，是新首相布朗上任前后的几个大手笔之一。而闻名于世的皇家科学院一直都属于一家民间慈善团体。
“显然，英国科学家的科学精神与文化传统是分不开的。‘搞笑诺贝尔奖’是一个非常棒的主意，我希望科学家们都能够尝试着从镜子里看看另一个自己。”英国驻广州科技领事薄乃觉(Nigel Birch)说。他的意思是，英国科学家其实是一群非常有趣的人，尽管英国科研系统分支不少，科学家们还经常面临因机构变动而不得不中止的项目，但他们所具有的挑战和颠覆精神向来是一以贯之的。“中国和英国科学家有很大的不同，英国有为数不少的民间基金和组织支持一定的科研项目是一方面，但有一个很重要的因素是思维方式，中国的学生很少质问他们的老师，这一点和英国非常不一样。”当然，薄乃觉本人也曾经是一名戴着英国科学家头衔的人，主要工作是在非洲研究苍蝇。
非洲有一种像蚊子一样会吸血的苍蝇，它们的幼虫会寄生在人体内，薄乃觉的工作就是追踪这些苍蝇，研究它们的习性。回国以后，由于政府机构变动，这项研究没有再进行下去，但是对生物研究工作依旧抱有热情的薄乃觉把对象放到了鸟类身上，有事没事就去郊外观鸟。在闲暇时间有看鸟爱好的英国人数之多，引起了科研部门的注意，他们把这些人集中起来，组成了一个鸟类研究机构，“我每天早上起来去数一遍鸟，把它们的种类、数量记下来，太阳下山鸟儿都回巢以后再去数一遍。”薄乃觉说。就这样，科学工作与日常生活形成了密不可分的关系。
同样的证据也出现在薄乃觉介绍的“知名”英国科学家身上，约翰・谢泼得・巴龙(John Shepherd-Barton)和乔纳森・伊维(JonathanIve)的名字和相貌几乎没有多少人记得，但他们分别是银行自动存取款机(ATM)发明者和苹果MAC电脑及iPod设计师。这是我们几乎每星期甚至每天都要接触到的东西。
思维科学范文3
关键词：科学思维；小学科学教学；价值追求
中图分类号：G623 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2014）06-0028-04
近几十年来，我国的小学科学课程发生了巨大的变革。首先，课程名称经历了从“常识”到“自然”再到“科学”的变更；其次，教学方法发生了从以“讲授式”为主到以“科学探究”为主的转变；再次，课程目标从重视知识技能传授转变到关注学生科学素养的形成。但不管什么时候，任何一名科学教师都希望自己的学生能够像科学家一样去关注自然世界，观察并研究自然世界中的各种现象和问题。其原因在于，要想成为科学家，必须要具备像科学家一样的思维方法。退一步来讲，即使学生不想成为科学家，由于科学思维能有效促进学生智力发展并有效处理日常生活中的许多问题，因此对其个体来说也具有重要的现实价值。下面就“什么是科学思维”、“我们离科学思维有多远”以及“如何培养学生的科学思维”等问题作粗浅的论述。
一、科学思维的本质
一般来讲，人有两种思维方式：一种是日常思维，它构成了日常生活中各种行为处事的基础；另一种则是科学思维，它主要作用于人对客观世界的认识过程之中，科学思维的价值在于“达成对客观世界本真的认识”，它探求的是客观世界的实在的本质。科学课教学的主要任务不仅是让学生掌握最基本的自然科学常识，更重要的是让学生经历科学知识产生的过程，这恰恰正是学生科学思维形成的最有效的过程。
美国教育家库恩是研究科学思维领域的代表人物。在他看来，科学思维首先起源于学生对于理论与证据的区分，也就是说，他们必须认识到理论与证据来自于不同的认识论范畴，科学思维的发展则表现为能有意识地控制理论与证据的协调。[1]简单地讲，理论就是我们对某一现象的解释，这其中包括学生头脑中已有的认识经验；证据就是通过测量实验等活动所获取的经验性观察，公认的理论也可以被当作证据来使用。库恩认为，学生科学思维的发展主要体现在以下几个方面：能够对证据和理论作出区分；能够尊重证据和理论；能不时地注意到理论和证据的不一致，并乐于作出协调的尝试。科学学习的过程其实就是要让学生原有的某种知识经验受到与此不一致的新的经验的影响，从而发生重大改变而形成新的认识。
我国幼儿科学教育专家张俊则将科学思维的内涵概括为以下几点：（1）相信客观知识的存在，并愿意通过自己的探究活动去认识客观世界。（2）对于未知的事物会作出猜想，并知道主观的猜想是需要客观事实来证明的。（3）相信事实，只有在全面地考察事实之后才会得出结论。（4）通过对事实进行合乎逻辑的推理而得出结论，并知道任何结论都是暂时性的，需要更多的事实来证明，结论也可能被新的事实所。[2]这也从另一个侧面印证了注重证据、遵循逻辑、经受检验是科学思维区别于日常思维的三个主要维度。
从小学科学课中所涉及的各种科学研究活动来看，它们其实最终都指向三个问题：一是回答“事物的性质、结构和功能是什么？”，在于竭力追求科学事实，这揭示了科学思维注重证据的特性；二是探讨“事物的变化和发展为什么？”，也就是揭示事物间的因果联系，这揭示了科学思维遵循逻辑的特性；三是“事物的变化和发展有什么规律？”，能否将之应用于更广泛的现实之中，这揭示了科学思维应能经受实践检验的特性。
因此从本质上讲，科学思维是一种建立在事实、逻辑和不断验证基础之上的思维方式，是理性主义和实践主义相结合的一种认识客观世界的方式。对学生进行科学思维的培养应成为科学课的价值追求。
二、科学教学中对科学思维培养的误区
国外不少文献在科学教育目标别提出科学思维的培养。美国科学促进会在《面向全体美国人的科学》中将科学思维的能力作为科学素养的一个部分，我国的科学课程标准也提到，“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，……要让学生学会用科学的思维方式解决自身学习、日常生活中遇到的问题”。儿童科学启蒙教育，最根本的内容就是思维方式的启蒙。但现实的课堂教学表明：我们离科学思维其实还有一段距离。主要表现为：
1.把科学探究等同于科学思维
很多教师认为，在课堂中组织学生进行对比实验、控制变量、数据分析等探究性活动就能培养学生的科学思维，这种认识是片面的。我们注意到：课堂上大凡动手做的环节学生表现很活跃，教师很难控制住，但真正意义上的学生交流和质疑的场景却非常罕见。这充分表明课堂中学生科学思维的缺失。
一旦我们将科学思维培养作为科学学习的价值追求，那么我们所关注的自然就不再是执行程序化步骤和得出确定结论，而是关注学生真正的想法是什么？它能否解释所探究的问题？如何获得证据来支持或反驳这个想法？推理过程能找出漏洞么？……这样的目标和教学方式可能会让有些教师觉得过于理想化，甚至在内心里嘲笑：小学生能建构出什么“自己的科学理论”？他们建构不出正确的理论怎么办？[3]其实学生对于任何现象都有自己的解释，教师所要做的就是创设一个个具体的科学情境，让学生在这个情境中充分暴露已有的科学概念，结合新证据，不断建构新的科学理论。因此，假设、预测、推理、解释、交流、质疑等思维性活动远比纯粹意义上的“动手探究”重要。
2.满足于得出简单的科学结论
以“昼夜形成的原因”为例。教师一般都是通过手电筒和地球仪来帮助学生理解昼夜的成因：光线照在地球仪上，照亮的一面是白天，背光的一面是黑夜，当地球仪慢慢转动时，白天和黑夜就会交替出现，以此来得出科学结论：地球自转造成了昼夜交替。这种教学策略在很长一段时间里被广泛采用，很少受到质疑。但仔细推敲一下：能造成地球昼夜交替的可能性非常多，从历史来看，人类对它的认识也是一个不断深入的过程。如最早可见于西方国家的太阳神神话，认为太阳神在天空中驾车巡游；近代的地心说则认为太阳围绕地球转动造成昼夜交替，这与人的视觉现象也完全吻合。教师能否换一种角度来进行课堂教学呢？比如教师可以让学生对这个问题先提出自己的假设，然后让他们通过各种方法去收集有利于自己所支持理论的各种证据。学生所展示的事实性证据越多，就越能引发对原先想法的反思，有的证据能进一步支持，有的证据则起到证伪的作用，有的则提出另一种可能存在的解释等等。地球自转、太阳绕地球转动、地球绕太阳转动、地球自转同时绕太阳转动……不妨让学生知道它们都可能造成昼夜的交替出现，这应该要比课堂上只出现一种合理的解释来得更有意义，更能培养学生的科学思维。
三、培养学生科学思维的教学实践
作为全球公认的儿童科学思维研究领域的专家，库恩认为儿童科学学习的过程其实就是要让学生原有的某种知识经验受到与此不一致的新的经验的影响，从而发生重大改变而形成新的认识。从这个观点出发，我们可以尝试从以下几方面进行课堂教学实践，以期培养学生的科学思维能力。
1.重视科学观察活动，发展学生的科学思维
科学课上学生的大多数科学学习活动都可以被理解为某种意义上的观察活动，如分类是有比较的观察，实验是经过精心设计的观察等等（见下表）。我们发现，学生在同一个科学学习活动中看到的现象、获得的数据可能是完全不同的；退一步讲，即使所见完全一样，但是他们对此所作出的解释也可能完全不同。这表明观察是引发学生科学思维活动的源泉所在。
对教师而言，首先要加强对学生观察活动的指导。学生通过观察能注意到什么、不能注意到什么、什么细节该放大、什么细节该忽略不计、什么现象是真的、什么现象是假的……这些往往与教师的引导不无关系，因为人所观察到的东西在很大程度上依赖于他对周围世界知道并期望知道什么。简言之，观察是通过解释、期望和希望而展开的。教师的指导从本质上讲是为学生的观察活动施加一种心理预期。其次，教师要充分利用观察到的现象和数据，特别是要让学生对自己观察到的东西和别人的结果进行比较和分析：什么地方是相同的，什么地方是自己没有留意到的，甚至是和自己的完全相反，可能是什么原因造成的，能否在下一次的观察活动中得到验证……这些都需要教师发挥组织引导作用。通过这些科学观察活动，进一步来发展学生的科学思维。
2.摆脱形式主义的探究活动，激活学生的科学思维
儿童的科学探究从一开始就被要求同科学家的研究活动相类似，人们试图将课堂塑造成布鲁纳所描绘的那种情形：“让孩子们在教室里的所为和科学家在实验室里的所为只有程度上的不同，而没有本质上区别。”于是，在教学实践层面上，教师将科学探究程式化地分解为提出问题、设计并执行探究方案、搜集证据、建构解释、交流讨论等步骤。但程式化的探究往往不是真正意义上的自主学习，也没有引发学生更多的科学思维。在大多数科学课堂中，即使是那些被冠之以“自主探究”的部分，也往往是学生最无需思考的部分。比如有些教师将“拉力大小与弹簧拉长的长度之间的关系”作为自主探究内容，其实稍微有点生活经验的学生对这一结论是心知肚明的，根本不需要学生作进一步的思考。类似的还有“气球内空气的数量和它飞行距离的关系”（反冲现象）等等。然而在实际的教学中，教师还是习惯于按照科学探究的固定程式来学习这些哪怕是非常浅显的科学现象，给学生本应高涨的科学兴趣迎头一桶冷水。
我们提倡还原科学探究的模块化结构，改变课堂中将科学探究作为一个完整的、步骤化的程序反复运行之现状。这实际上对教师提出了更高的要求和更为灵活的教学策略，因为在模块化的科学探究教学活动中，教师参与的程度并不是固定的，他会前前后后地移动，且在学生自主探究活动时达到最大，这些要比启动“探究程序”更为复杂和困难。然而，真正摆脱了形式主义的探究活动，才能真正激活学生的科学思维。
3.暴露学生日常思维的缺陷，培养学生的科学思维
逻辑性是科学思维的重要特性之一，然而这并不排斥非线性思维在科学教学中的作用，相反，很多伟大的发现都是一种非线性思维的产物。比如现代的板块构造学是由德国科学家阿尔佛雷德・魏格纳提出的，这个想法最初出现在他的脑海里是因为他在无意中觉得南美和非洲两个地方的海岸线像七巧板的两块木头一样可以接合在一起。现在越来越多的证据从不同的侧面证明了板块构造理论，如现代精确测绘技术表明如今各大洲仍然在作细微移动，大西洋两岸存活着近乎相同的生物种群等。学生在解释某些科学问题时，一开始也往往并不遵循逻辑性，他们常常像魏格纳一样提出儿童所特有的天真理论，教育家称之为朴素理论。但在现实的课堂中儿童朴素理论是一种受压迫、没有取得合法化的理论。而儿童科学教育的效果，在很大程度上取决于教育者对儿童朴素理论的接受程度。[4]比如在研究物体在水中受到的压力（如右图）时，教师不妨让学生先预测哪一个瓶子中的水柱喷得比较远。事实上，有相当一部分学生倾向于“胖”的瓶子喷得比较远，因为它们看上去更厉害些！这就是儿童所特有的朴素理论在起作用。
在课堂中，教师要有意识地设计能够暴露学生朴素理论的一系列活动，借助它们了解学生的真实想法是对的还是错的，如果是错误的，怎样来进一步改变它。由此可见，学生科学思维的发展过程，其本质就是错误概念如何向科学概念转化的过程。
科学思维不仅是一种理性思维，同时也是一种最自然的思维方式。它既不依赖神秘的权威，也不依赖虚无的假设，它鼓励人们勇敢地接受真实的世界，直面不甚完美的现实。只有当一个国家的大部分公众都被科学思维所感召时，其民族精神才会随之得以提升。从这个意义上讲，科学思维理应成为小学科学课的价值追求。
参考文献：
[1] Deanna Kuhn， Susan Pearsall.Developmental origins of scientific thinking[J].Journal of Cognition and Development， 2000（1）：113-129.
[2]张俊.聚焦科学思维：幼儿科学教育的新取向[J].香港幼儿学报，2005（4）.
思维科学范文4
作者：卢华
一、引导学生对问题进行猜想，培养学生的逻辑思维能力
科学探究需要以逻辑思维作为前提，有效的探究则需要在符合逻辑的条件下提出合理的猜想。课程标准指出，科学教学应当保证学生能够运用已有的知识与经验对于一些科学现象进行假设，区分什么是假设，什么是真实，同时还需要为学生提供实验的机会，使学生对实验的结果进行猜想与预测。猜想的过程实际上就是思维的过程，是培养学生逻辑思维的基础，因此教师需要让学生展现思维的过程。在科学课堂上，教师应当积极借助一些学生之前学习过的知识，鼓励学生积极地思考，使学生了解假设需要有明确的依据，由此培养学生的科学思维。在探究过程中，只有当学生脑海中的知识产生冲突时，学生的思维才能够得到更好的发展，认知冲突在学习过程中的体现就是质疑或者假设，当学生能够主动提出质疑，就已经开始铺设通往未知的渠道。例如在学习《温度与水的变化》时，导入新课以后，教师就可进行实验，在讲台上放两杯水，让学生触摸感受哪杯水的温度高，哪杯水的温度低，随后再把两杯温水放在一起，让学生感知两杯水的温度差（预设两杯水的温度差不多），学生触摸完毕后，教师就可向学生提问“你们想一想，有没有什么好办法能够让我们感受物体的冷热呢？”学生思考后，教师可展示温度计，让学生用手捂住温度计的玻璃泡，观察温度计产生的变化，随后放开手过几分钟再观察，向学生提问“同学们，你们又什么发现呢？”学生回答“手捂住的时候温度计的液面上升了，放开一会后，液面下降了”。此时教师可对学生进行表扬，接着带领学生用温度计来测量水温，交给学生测量的方法后引导学生进行猜想，学生提问“假如不按照老师教的方法测量，会出现怎样的情况呢？”这时教师便可针对学生提出的猜想展开实践，如在测量的过程中用手触摸温度计的玻璃泡、刚碰到水就把温度计拿上来等，实验结束后学生就能够了解，假如不按照正确的方法测量，测量的结果就会不准确。
二、强化表象形成概念，培养学生的概括能力
小学生的认知特征主要是从具象到抽象过渡的过程，抽象一般需要感性材料的支持，学生建立科学概念一般可在形成的过程中建立概念，或者在同化的过程中建立概念。教师在引入新的概念时，需要尽量结合学生的生活情况与学习情况，借助感知材料，使学生学会探究事物的本质特征。在课堂上，概念同化已经成为学生得到新概念的主要形式，因此在引入概念时，教师应当借助学生已有的知识来深化概念，即在旧概念的基础上引入新的概念，如此便能够帮助学生更快接受新的概念。
人们的认识从感性到理性的转化属于一个辩证的过程，是从量到质的转化，这个过程主要是以表象作为中间环节实现的。小学生的思维一般是建立在感知的条件下，不仅要让学生在感知的过程中建立起完整的表象，还需要强化表象，使学生能够自己回忆感知的过程。在此过程中，学生需要对于一组对象中的事物进行深入了解，接着可与其他的事物进行对比，分析事物的属性，找出相同点与不同点。此外，教师还需要为学生提供一些延伸的内容，使学生明确研究范围，引导学生进行深入思考。在科学教材中，有很多需要认识的概念以及相关规律，生物知识部分概括同类事物共同特征就有：植物的共同特征与动物的共同特征，以《植物的共同特征》为例，在教学中，教师应当组织学生对于不同的植物如树木以及花草等进行解剖，观察解剖前后植物的变化，通过触摸，闻味道充分感知；随后教师可引导学生进行对比分析，找出这些事物的共同点与不同点，归纳出植物的共同特征：植物都生长在特定的环境中，需要水、阳光与空气以及营养，植物都会生长发育，都有从生长发育到枯萎死亡的过程，这代表着植物与我们一样，是有生命的，因此需要得到关爱。此时学生便能够在脑海中建立植物的概念，在生活中能够更好地爱护植物。
三、鼓励学生展开想象，培养学生的创新思维能力
科学思维与发散思维的关系密不可分，都需要从多角度来思考问题，寻找答案，在思考的过程中经常会产生各种奇特的想法，因此教师应当鼓励学生积极展开想象，由此培养学生的科学思维。想象力是一种较为关键的智力活动，在生活与学习中都需要想象，想象是认识活动的必要手段，在认识新事物的过程中，想象活动也是非常重要的。想象是开展认识活动的必要条件，学生在参与任何活动，尤其是一些创造性的活动，都需要想象，而学习与想象的关系更是密切，想象是学生顺利完成任务的主要手段，因此在课堂上，教师就应当充分结合教材内容，为学生创设情
境，使学生能够在学习的过程中置身于好奇与想象的情境中自由学习。例如在学习《地球的卫星――月球》时，教师就可引导学生思考，宇航员到月球上考察时，应该给宇航员准备哪些工具？教师提出问题后，学生就开始积极思考与讨论，展开想象的翅膀，有些同学说，月球上是没有空气的，因此需要用装空气的袋子，盖住嘴巴与鼻子，可以设计一个压缩氧气的带子，帮助宇航员呼吸；还有些同学说，月球上的引力很小，气压也小，可设计一个牙膏袋一样的东西把水装在里面，口渴的话就用手挤一下・・・・・・通过这样的提问，学生不仅能够认识月球上条件，还能够培养学生的想象力。此外，在学习《造一艘小船》时，教师可先为学生介绍船的发展史，介绍一些不同用途的船，同时出示一些船的图片给学生看，调动学生的兴趣，随后可向学生提问“你们想不想造就一艘船呢？”这时孩子们已经掌握了船的基本情况，结合当今的科技，很快就提出了很多有趣的想法，比如有些孩子想造一艘水陆空三用的船，还有一些同学想运用高科技造就隐形船等，此时教师应当积极鼓励学生：“同学们，你们的想法都很棒，只要你们认真学习，敢于创造，将来一定能造出你们想要的船”。
四、在教师的指导下提出质疑，培养学生解决问题的能力
思维一般是在发现问题时产生，学生提问表明学生在对事物进行思考，在寻找事物间联系，这就是思维的表现形式，同时也是创新思维的开端。质疑本来就包含了创新思维，是创新的起点，只有善于发现问题，才能够积极寻找解决问题的方法。通过此种形式，不仅能够彰显学生的主体地位，同时还能够解决学生心中的疑问，此时学生积极表达自己的想法。因此在生物课堂上，教师需要带领学生一步一步发现问题，提出质疑，通过自主探究来得到解决问题的方法。例如在学习《声音是怎样传播》时，教师就可带学生走出教室，到走廊上把耳朵贴在楼梯的扶手上，试试看能不能听到远处传过来的敲打声，或者讨论帖着扶手与不贴听到的声音是不是一样等。通过讨论，学生就能够发现，声音能够在固体中传播，随后教师就可引导学生提出质疑，声音只能在固体中传播吗？不能在液体中传播吗？学生提出质疑后，教师就可开展一些有针对性的实验，从而得出结论“声音的传播与介质的关系是密不可分的，介质也不是固定不变的。”
思维科学范文5
【关键词】实验；科学思维；初中科学
初中学生处于形象思维向逻辑思维发展的重要时期，在这个阶段更要注意帮助学生在头脑中形成科学模型，让他们养成反思、分析等良好的思维习惯。在初中科学教学中如果立足实验将更好地培养学生的科学思维。
一、扶放结合，自主设计实验模型
良好的方法能够发挥人的天赋才能，在科学教学中如果采用扶放结合的方法让学生自主设计实验模型，这将使得学生从解决问题的需要出发，全面思索解决问题中需要的各种因素，并经过反思、评价等一系列思维活动来自主设计实验模型，解决科学问题。
在学习《物质的酸碱性》这一课的时候，可以设计一个实验让学生验证自己学过的知识，更好地学习指示剂在遇到酸碱溶液之后的变色规律。首先给学生展示一些生活中常见的物品，如柠檬汁、碱面、白糖、食盐、油污净、洁厕灵等，然后让学生尝试思索一下要如何测定这些物质的酸碱性。学生很快就想到可以利用紫色石蕊试液、pH试纸等进行实验。在这个基础上，可以欺负学生进行思索，要如何采取具体步骤来进行实验呢，可以暗示一下学生，是直接将碱面、白糖等倒入紫色石蕊试液或者放在pH试纸上吗，让学生回忆一下在上课的时候实验展示中教师是如何做的。学生很快便会明白要将碱面、白糖等物质调配成溶液，然后将紫色石蕊试液滴入溶液之中，然后再看溶液的颜色变化。在此时还可以启发学生思索回忆一下在使用滴管等实验器具的时候要注意什么地方，要如何使用pH试纸和标准比色卡来进行观察等问题。在这种循序渐进的指导下，学生按照指导在自己的努力下很好地设计出了整个实验的过程，尝试自己完成了一次科学的思索。
通过扶放结合的方法让学生尽量产生学习的内驱力，自主设计实验模型，这可以让学生更好地进行知识内化，同时也为学生自主地创新奠定了坚实的基础。
二、联系生活，极力拓展实验情景
萨迪说过，这个世上有两种人是在白白劳动的，一种是积累了财富而不去使用的人，而另一种则就是学会了科学，但是却不去应用的人。让学生从联系生活出发，尝试使用自己学会了的科学知识，这可以更好地帮助学生扩展实验情景，让他们自己去发现，使得他们的直觉等非逻辑思维能力也能够得到提高。
在科学教学中，有些内容对于初中生来说可能比较枯燥难懂，在这种时候不如联系实际生活，让实验情景得以扩展，在进行“力臂”这一部分的教学时，为了让学生更好地了解力臂，可以让学生对生活中常常接触到的东西进行实验，让学生感受力臂的存在和意义。在设计试验的过程中，在杠杆后面放上一张硬纸板，将硬纸板设计成靶子的形状，将圆心设置成杠杆的支点。教师可以让学生们联想自己在日常生活中使用弹簧秤的感受，通过对实验的简单化处理，可以得到有趣的课堂实验。在左边加上一定数量的砝码，然后学生用弹簧测力计对着杠杆的右边某点下拉，同时当杠杆稳定在水平状态的时候，这个时候教师可以提问，询问学生此时弹簧测力计对杠杆的拉力有多大，此时可以让学生记录下砝码的重量以及砝码的位置及弹簧的拉力。然后指导学生将弹簧测力计的作用点进行变换，并记录弹簧的不同位置的拉力和位置，然后进行观察它的变化和作用点有什么关系。而通过统计的结果可以发现，砝码的重力乘以左力臂等于弹簧的拉力乘以右力臂。学生很快会理解，原来随着力臂的变化，弹簧的拉力也在不断地进行变化，但二者的乘积是一定的，故而得到力臂与拉力成反比例的关系，应用这种关系可以设计很多省力的装置。
用联系生活的方式可以让学生更好地扩展实验情景，让他们不会拘泥于小小实验室中得到的答案，广阔的生活天地会成为学生更大的实验室，让他们更好地进行知识内化，训练他们各方面的能力提高。
三、关注生成，巧妙抓住实验外象
特级教师于永正说过，在互动中师生的思想和教学文本不断碰撞，产生火花，学生在讨论、辩论中不断提高认识，升华情感，这就是生成性的课堂，这样的课堂能让学生全面发展。一个生成性的课堂要巧妙地抓住实验外象进行分析，培养学生的质疑思维，或巧妙利用失败的实验则可以培养学生的反思能力。
在学习《电能》这一课的时候，教师就可以尝试让学生将理论联系实际，比如可以设定学生用“热得快”烧水但是“热得快”却因为故障无法进行工作的情景，此时教师就可以抓住这个故障现象让学生来进行分析。出于对成本的考虑，教师可以采用初中电路中常常用到的电阻和灯泡进行实验设计，模拟“热的快”中可能出现的不同的故障方案，例如：电阻的断路和短路、灯泡的短路和断路、电线的断路等情况然后让学生通过小组间的猜测和验证进行问题解决，教师可以从旁加以指导。学生通过简单的实验设计体会电流表、电压表、欧姆表的使用方法，还可以就这种故障的排除进行小组讨论，然后通过组间交流的方式分享各自的分析过程以及得出的故障方案及解决方案。
这样不仅锻炼了学生的动手能力，还考察了学生在遇到实际问题时动脑筋思考解决办法，与他人交流协作得到最终方案的团队合作能力。
以实验为基础，培养学生的科学思维，这可以促使学生在参与实验的过程中将动手能力和动脑能力的训练结合在一起，通过各种有趣的实验检验自己的想法，促进他们提高科学思维，提高科学素养。
【参考文献】
思维科学范文6
1．模型化
物理学科的研究，以自然界物质的结构和最普遍的运动形式为内容。对于那些纷繁复杂事物的研究，首先就需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，形成一种经过抽象概括了的理想化的“典型”，在此基础上去研究“典型”，以发现其中的规律性，建立新的概念。这种以模型概括复杂事物的方法，是对复杂事物的合理的简化。而抽象概括和简化的过程，也正是人脑对事物的思维加工过程。模型就是一种概括的反映，就是概念，亦即是一种思维的形式。
把握好物理模型的思维，是学生学习物理的困难所在之一。然而，在中学物理教学中，模型占有重要的地位。物理教学，首先是引导学生步入模型这个思维的大门，适应并掌握这种思维形式，具备掌握物理模型的思维能力。
2．多级性
任何一门学科，其内容都不会是孤立的存在，不可避免地会与其他学科有或多或少的联系。在本学科内，一个物理问题的提出、解决，其后所牵涉到的问题，可能有许多个环节，问题的解决所经历的思维过程，往往需要分作几个过程、阶段或几个方面、几步。须经历分析、综合的相互转换，往复循环，逐级上升。本文谓此特点为物理思维的多级性。
一般说，物理思维的多级性，亦包括了模型的转换。无疑，这种思维的多级性，要求更高的思维能力，这是对于思维能力培养的一次推进。而对于步入新阶段学习的学生来说，是一个新的水平，也是对思维惰性的一个冲击。从开设物理课开始，便须注意不断地引导并培植学生发现新问题、解决新问题的敏锐能力，鼓励学生勤于钻研、深于追究的思维品质。
3．多向性
许多物理问题的解决，并不只有一种办法。同一个问题，从不同的方面出发，用不同的方法，都可以得到同一个结果。
还有一些问题则不同，并不只有一个结果存在，需要作全面的分析。而解决这类问题所需要的思维过程，须是开放性的。即依据一定的知识或事实，灵活而全面地寻求对问题的各种可能的答案。这种特点，被称作发散思维或求异思维。
求异、发散是思维的灵活性、广阔性的体现，要求个体具有能从常规、呆板或带有偏见的思维方式中解脱出来，把思维从曾经历过的路上转移开来，以探求新的解决办法，又能从不同的角度、方向、方面去思考问题，用多种方法去解决问题。
而且，在思考中能灵活地进行分析和综合的转换，全面地把握问题，细心地权衡哪些思维是有利的，哪些思维是正确的。
4．表述的多样性
物理问题的表达方式也是多种多样的。例如表述物理规律，可以用文字叙述，也可以用公式表示，还可以借助于画图像。有些问题还可以用各种图示。概念的表述，亦有类似的方式。每一种表述，都是一种语言，同样是一种思维。
这种表述的多样性，在解决问题的过程中，要求首先对思维的方法要加以选择、优化。选择和优化是对思维的批判性品质的表现，也是思维灵活性品质的表现。物理教学，就需培养学生选择表述方式的意识，学会并掌握物理语言，准确地运用适当的语言思考、论述物理问题的习惯和能力。
5．思维的转换
思维的转换是物理思维的又一个特点。它要求个体及时地更换自己的思维方向，转换思维的方式，改变语言表达方式，以更简捷、有效的方式进行分析、综合。研究对象的转换、物理模型的转换、物理模型和数学模型的转换等是常见的。
思维的转换，既是物理思维的特点，也是学生学习物理甚觉困难的又一所在。
思维的转换，是思维的灵活性品质的体现，在物理教学中，需要有意识地培植这种品质。
6．假设与验证
为着解决某一问题的思维，所必须经历的步骤，一般说有如下四步，即发现问题、认清问题、提出假设、验证假设得出结论。而其中的假设与验证是思维过程的中心环节或关键环节。在解决有多种可能的问题时，结论与假设有关的，必须加以验证。验证假设的思维是人的认识深化的过程。验证的方法，可以是间接的方法，即推理的方法，也可以是直接的检查，即知觉的方法。但无论以怎样的方法来作验证，都直接地培养了学生思维的广阔性和深刻性。
7．等效思维
等效方法的运用，是物理思维的又一个特点。所谓等效，即效果相同。例如矢量的合成分解、等效电路等属之，都是简化复杂问题的方法。把复杂的对象等效作一个模型，以便能够应用已有的知识去处理。这种等效处理的方法本身，就是一种思维。
8.实践性
物理知识的另一个特点是它与实践的紧密联系。许多知识是实践观察的总结。
