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爱因斯坦曾经论述过培养学生思维的重要性，他说：“发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应该将获得专业知识放在首位”。思维是智能的核心，在智力活动中具有特别重要的地位。思维能力是中学物理课标中提出的基本能力之一，培养学生的“科学思维”是对学生进行物理素质教育的重要内容。
由于“开放题”没有固定的答案，问题解决的策略也不唯一，因此开放题对学生的思维培养具有特别重要的意义。在教学实践中，学生对此类题往往望而生畏，得分率偏低，通过研究，笔者发现他们在解答此类题时主要存在以下几个障碍：（1）情境新颖，慌乱不堪。物理开放题常常给出一些新信息，部分学生碰到此类题比较陌生，紧张慌乱，无法集中精力阅读题目，更不用说将所学知识或规律迅速迁移应用到新情境中去分析和解决问题了；（2）信息干扰，无法处理。由于开放题所涉及到的知识不只局限于教材，而是广泛涉及到日常生活、社会生产、最新科技等诸多方面。学生无法获取或加工处理此类信息；（3）思维束缚，形成定势。在大量传统经典题的训练中，由于学生受固定情境和固定思维模式的干扰，当新问题形似质异时，消极的思维定势使他们的思维陷入僵化状态而误入歧途，从而阻碍了他们合理有效的思路。以上障碍的产生，主要是因为学生的思维能力不足。为此，笔者结合自己的教学实践谈几点认识和思考，旨在与广大物理教师共同探讨学生思维培养的策略。
1以点带面，培养学生思维的广阔性
思维的广阔性是指思维发挥作用的广阔程度。它集中表现为思路宽广、善于全面地考察问题、能用多方面的知识和经验去寻求解决问题的方法。开放题的特点是思维的多向性，答案的多样性，主要考查学生灵活运用相关知识去分析和解决问题的创新能力。解题时要求学生综合运用所学知识，从多种多样的联系和关系中去认识物理问题，多角度、多方位、多层次地寻求解题方法，学会灵活应变，培养联想和发散思维的能力。
例1一辆电动车的速度表已坏，请你选择合适的器材测出它正常行驶的速度。
解析此题主要考查学生的发散思维能力和创新精神。题目中没有给出实验器材，不少学生受思维定势的影响，喜欢在给定器材的条件下依据器材再选择方案，没有想到此题的器材和方法都可以自选，扩大了解题空间。该题与实际联系较密切，测量方法很多，答案不确定，有利于学生从不同角度自由想象、自由选择。要想求出速度，关键必须设法测得距离和时间。首先，要确定测量标志，如先在公路上确定两个明显标志（大树、电线杆、房屋等）A、B，这样距离和时间都统一到A、B间，可设计如下方案：（1）用米尺测出A、B间的距离s；（2）用秒表测出电动车经过A、B间的时间t；（3）运用公式v=s/t求出速度。只要符合题意的其它答案都是可以的。
新颖而具有丰富答案的开放题使每个学生都有能力参与探索。课堂上教师关键要做好两点：一是时间、空间的开放，即老师在教学中要留给学生充分活动和表现的时间和空间；二是思维、思想上的开放，要让学生进入积极的思维状态，营造宽松的思维氛围，这就需要教师不断激励学生大胆探索，倡导“一题多变、一题多解，多题一解”，使学生的思维成辐射状展开，从而培养思维的广阔性。
2声东击西，培养学生思维的批判性
思维的批判性是指思维活动的独立分析和批判的程度。它集中表现为自己的独立见解，具有明辨是非、正确评价他人与自己的思想和行为的能力。为培养学生的思维批判性，教师要有机地创设活动情境，为学生提供主动发现问题、探究学习的机会；引导他们全面分析解决问题时所依据的条件，克服思维活动中的片面性和主观性，以“批判”“创新”为根本，鼓励学生大胆质疑、求异思变、学会扬弃，从而培养他们思维的批判性。
例2提供电源、开关、导线、小灯泡、电压表和电流表、滑动变阻器，如何设计实验测定小灯泡功率？解析：学生结合电功率公式很自然的提出了三种实验原理P=UI、P=I2R和P=U2/R。到底应用哪种方案？是否三种方案都行呢？接下来要求学生运用同样的器材根据各自提出的实验原理进行实验，将实验结果记录下来并相互交流。三种实验结果的较大差异激起了学生思维的浪花，他们积极思考，激烈辩论，终于发现，由于金属电阻与温度有关，实验过程中灯丝温度的变化引起了灯丝电阻的改变，导致了实验结果的明显差异，最终一致认同测量小灯泡的额定功率必须保证灯泡正常工作，测出额定电压和额定电流后再求出额定功率，也就是只能运用P=UI的原理，明确其它两种实验方案的不足并同时进行否定。通过上述分析，学生更全面、深刻地掌握了小灯泡功率的测量方法。在学生思辨的过程中，他们思维的批判性能力得到了提高。
从某种意义上讲，学生的思维品质是在与失误或不足作斗争并取得胜利的过程中得以优化的。在教学中，教师要适时精心地安排一些貌似正确实有错误、貌似相似实有区别的问题或结论，引导他们去讨论、辨析，鼓励他们发表与常人相异、而又高于常人的真知灼见。不唯书唯师，人云亦云，消除一些思维定势的消极影响，从而培养学生思维的批判性。
3由浅入深，培养学生思维的深刻性
思维的深刻性是指思维的抽象程度，逻辑水平以及思维活动的深度。它集中表现为善于抓住事物的本质和规律，能深刻地理解概念和深入地思考问题。在日常教学中，教师将学生已有的知识结构进行巧妙整合，可以激发学生新的思维；对他们已经掌握的知识变换一个角度，可以引发他们新的思考；从已有的知识链中抽取一环镶嵌到另一组知识序列中建立新的联系，可以迸发出学生创新的火花。
例3家用电器上一般都标有铭牌，现有“220 V 15 W”、“220 V 100 W”的两只灯，将它们接到家庭电路中哪个灯较亮，为什么？
解析灯的铭牌反映的是用电器的额定电压和额定功率，即正常工作时的情况。平常学生也观察到大功率灯泡的亮度一般较亮，因而学生形成了“灯的额定功率越大亮度越亮”的肤浅认识。为此，教师可做如下演示实验：将两只分别标有“220 V 15 W” “220 V 100 W”字样的灯泡串联后接入220 V的家庭电路中，让学生观察两只灯的亮度。学生很是吃惊，演示结果是“220 V 15 W”的灯较亮，而“220 V 100 W”的灯几乎不发光。为什么呢？这时，有的学生紧锁眉头，有的窃窃私语，思维十分活跃。此时教师一改往日揭示“谜底”的做法，耐心引导学生围绕“220 V 100 W”的灯泡不发光的原因深入思考，分析灯丝是否断了，或是否短路的原因进行深入探究。运用串联电路中用电器相互影响的知识，学生马上排除了灯丝断的情况不可能存在，是不是100 W的灯短路了呢？让他们交流后，有人提出只将该灯接入220 V电路中，观察两次亮度是否相同？实验发现，两次亮度不同，进而又将短路的情况排除了。两个“假故障”排除后，此时教师因势利导分析出两次灯的连接方式不同导致灯的实际功率不同，引起同一个灯亮度出现较大的变化，学生终于找到了决定灯泡亮度的真正原因即实际功率的大小。通过实验的对比和教师的巧妙引导，“深入探究”中激发了学生的思维的深刻性，他们对额定功率和实际功率的深刻性理解便也水到渠成。
培养学生的科学探究思维和创新精神，要以思维训练为目的，努力创设疑趣情境，进行思维点拨疏导，开阔视野，拓展思路，培养创新能力，久而久之，学生思维的深刻性也得到了有效的培养。
4剥茧抽丝，培养学生思维的灵活性
思维的灵活性是指思维活动的灵活程度。它集中表现为善于改变观察和理解问题的角度，揭示问题的本质联系，机智地解决问题。许多开放题是将一些优秀的常规题更新情境或从不同角度提问，考查学生的物理知识，这样既能开阔学生思路，活化知识，迁移能力，又有利于帮助学生克服思维定势，使学生的思维活动能依据客观情况的变化而变化。同时，开放题提高了学生对信息的选择和处理能力，发展了学生思维的灵活性。教师要引导学生从问题的结论出发，逆向追索，多途寻因，注重转换信息，抓住问题的关键，寻找解题的“破题点”。
例4有一个电压值可任意选取的电源及若干根阻值相同的电阻丝。先将一根电阻丝接入电压值为U的电源上，通电1分钟，电阻丝产生的热量是Q。要想使电阻丝产生的热量是3Q，请说出三种简单的方法。
解析本题需深刻领会和灵活运用焦耳定律，还要考虑到电流I、电压U和电阻R的联系和变化。方法一：将一根电阻丝仍接在电压值为U的电源两端，通电3分钟；方法二：将三根电阻丝并联起来，接到电压值为U的两端，通电1分钟；方法三：将一根电阻丝接到电压值约为1.7U的电源两端，通电1分钟。细细分析可知，上述三种方案的核心都是抓住公式Q=U2t/R进行设计的，“万变不离其宗”。
许多物理问题的本质不会随着非本质因素的变化而变化，它们所使用的方式或物理模型基本是稳定的，我们要引导学生总结提炼出这些本质的因素，使学生能灵活应对各种变化，这样学生分析问题和解决问题的能力得到了提高，各类问题也就能迎刃而解。
有人这样比喻：如果把知识比为“金子”，则良好的思维方法就是金子的“开采机”。思维品质是思维能力的表现形式，要培养学生良好的思维品质，必须将物理教学的重点放在学生的思维训练上，只有通过反复的训练，才能使学生掌握科学的思维方法，从而切实提高思维的能力。
由于“开放题”没有固定的答案，问题解决的策略也不唯一，因此开放题对学生的思维培养具有特别重要的意义。在教学实践中，学生对此类题往往望而生畏，得分率偏低，通过研究，笔者发现他们在解答此类题时主要存在以下几个障碍：（1）情境新颖，慌乱不堪。物理开放题常常给出一些新信息，部分学生碰到此类题比较陌生，紧张慌乱，无法集中精力阅读题目，更不用说将所学知识或规律迅速迁移应用到新情境中去分析和解决问题了；（2）信息干扰，无法处理。由于开放题所涉及到的知识不只局限于教材，而是广泛涉及到日常生活、社会生产、最新科技等诸多方面。学生无法获取或加工处理此类信息；（3）思维束缚，形成定势。在大量传统经典题的训练中，由于学生受固定情境和固定思维模式的干扰，当新问题形似质异时，消极的思维定势使他们的思维陷入僵化状态而误入歧途，从而阻碍了他们合理有效的思路。以上障碍的产生，主要是因为学生的思维能力不足。为此，笔者结合自己的教学实践谈几点认识和思考，旨在与广大物理教师共同探讨学生思维培养的策略。
1以点带面，培养学生思维的广阔性
思维的广阔性是指思维发挥作用的广阔程度。它集中表现为思路宽广、善于全面地考察问题、能用多方面的知识和经验去寻求解决问题的方法。开放题的特点是思维的多向性，答案的多样性，主要考查学生灵活运用相关知识去分析和解决问题的创新能力。解题时要求学生综合运用所学知识，从多种多样的联系和关系中去认识物理问题，多角度、多方位、多层次地寻求解题方法，学会灵活应变，培养联想和发散思维的能力。
例1一辆电动车的速度表已坏，请你选择合适的器材测出它正常行驶的速度。
解析此题主要考查学生的发散思维能力和创新精神。题目中没有给出实验器材，不少学生受思维定势的影响，喜欢在给定器材的条件下依据器材再选择方案，没有想到此题的器材和方法都可以自选，扩大了解题空间。该题与实际联系较密切，测量方法很多，答案不确定，有利于学生从不同角度自由想象、自由选择。要想求出速度，关键必须设法测得距离和时间。首先，要确定测量标志，如先在公路上确定两个明显标志（大树、电线杆、房屋等）A、B，这样距离和时间都统一到A、B间，可设计如下方案：（1）用米尺测出A、B间的距离s；（2）用秒表测出电动车经过A、B间的时间t；（3）运用公式v=s/t求出速度。只要符合题意的其它答案都是可以的。
新颖而具有丰富答案的开放题使每个学生都有能力参与探索。课堂上教师关键要做好两点：一是时间、空间的开放，即老师在教学中要留给学生充分活动和表现的时间和空间；二是思维、思想上的开放，要让学生进入积极的思维状态，营造宽松的思维氛围，这就需要教师不断激励学生大胆探索，倡导“一题多变、一题多解，多题一解”，使学生的思维成辐射状展开，从而培养思维的广阔性。
2声东击西，培养学生思维的批判性
思维的批判性是指思维活动的独立分析和批判的程度。它集中表现为自己的独立见解，具有明辨是非、正确评价他人与自己的思想和行为的能力。为培养学生的思维批判性，教师要有机地创设活动情境，为学生提供主动发现问题、探究学习的机会；引导他们全面分析解决问题时所依据的条件，克服思维活动中的片面性和主观性，以“批判”“创新”为根本，鼓励学生大胆质疑、求异思变、学会扬弃，从而培养他们思维的批判性。
例2提供电源、开关、导线、小灯泡、电压表和电流表、滑动变阻器，如何设计实验测定小灯泡功率？解析：学生结合电功率公式很自然的提出了三种实验原理P=UI、P=I2R和P=U2/R。到底应用哪种方案？是否三种方案都行呢？接下来要求学生运用同样的器材根据各自提出的实验原理进行实验，将实验结果记录下来并相互交流。三种实验结果的较大差异激起了学生思维的浪花，他们积极思考，激烈辩论，终于发现，由于金属电阻与温度有关，实验过程中灯丝温度的变化引起了灯丝电阻的改变，导致了实验结果的明显差异，最终一致认同测量小灯泡的额定功率必须保证灯泡正常工作，测出额定电压和额定电流后再求出额定功率，也就是只能运用P=UI的原理，明确其它两种实验方案的不足并同时进行否定。通过上述分析，学生更全面、深刻地掌握了小灯泡功率的测量方法。在学生思辨的过程中，他们思维的批判性能力得到了提高。
从某种意义上讲，学生的思维品质是在与失误或不足作斗争并取得胜利的过程中得以优化的。在教学中，教师要适时精心地安排一些貌似正确实有错误、貌似相似实有区别的问题或结论，引导他们去讨论、辨析，鼓励他们发表与常人相异、而又高于常人的真知灼见。不唯书唯师，人云亦云，消除一些思维定势的消极影响，从而培养学生思维的批判性。
3由浅入深，培养学生思维的深刻性
思维的深刻性是指思维的抽象程度，逻辑水平以及思维活动的深度。它集中表现为善于抓住事物的本质和规律，能深刻地理解概念和深入地思考问题。在日常教学中，教师将学生已有的知识结构进行巧妙整合，可以激发学生新的思维；对他们已经掌握的知识变换一个角度，可以引发他们新的思考；从已有的知识链中抽取一环镶嵌到另一组知识序列中建立新的联系，可以迸发出学生创新的火花。
例3家用电器上一般都标有铭牌，现有“220 V 15 W”、“220 V 100 W”的两只灯，将它们接到家庭电路中哪个灯较亮，为什么？
解析灯的铭牌反映的是用电器的额定电压和额定功率，即正常工作时的情况。平常学生也观察到大功率灯泡的亮度一般较亮，因而学生形成了“灯的额定功率越大亮度越亮”的肤浅认识。为此，教师可做如下演示实验：将两只分别标有“220 V 15 W” “220 V 100 W”字样的灯泡串联后接入220 V的家庭电路中，让学生观察两只灯的亮度。学生很是吃惊，演示结果是“220 V 15 W”的灯较亮，而“220 V 100 W”的灯几乎不发光。为什么呢？这时，有的学生紧锁眉头，有的窃窃私语，思维十分活跃。此时教师一改往日揭示“谜底”的做法，耐心引导学生围绕“220 V 100 W”的灯泡不发光的原因深入思考，分析灯丝是否断了，或是否短路的原因进行深入探究。运用串联电路中用电器相互影响的知识，学生马上排除了灯丝断的情况不可能存在，是不是100 W的灯短路了呢？让他们交流后，有人提出只将该灯接入220 V电路中，观察两次亮度是否相同？实验发现，两次亮度不同，进而又将短路的情况排除了。两个“假故障”排除后，此时教师因势利导分析出两次灯的连接方式不同导致灯的实际功率不同，引起同一个灯亮度出现较大的变化，学生终于找到了决定灯泡亮度的真正原因即实际功率的大小。通过实验的对比和教师的巧妙引导，“深入探究”中激发了学生的思维的深刻性，他们对额定功率和实际功率的深刻性理解便也水到渠成。
培养学生的科学探究思维和创新精神，要以思维训练为目的，努力创设疑趣情境，进行思维点拨疏导，开阔视野，拓展思路，培养创新能力，久而久之，学生思维的深刻性也得到了有效的培养。
4剥茧抽丝，培养学生思维的灵活性
思维的灵活性是指思维活动的灵活程度。它集中表现为善于改变观察和理解问题的角度，揭示问题的本质联系，机智地解决问题。许多开放题是将一些优秀的常规题更新情境或从不同角度提问，考查学生的物理知识，这样既能开阔学生思路，活化知识，迁移能力，又有利于帮助学生克服思维定势，使学生的思维活动能依据客观情况的变化而变化。同时，开放题提高了学生对信息的选择和处理能力，发展了学生思维的灵活性。教师要引导学生从问题的结论出发，逆向追索，多途寻因，注重转换信息，抓住问题的关键，寻找解题的“破题点”。
例4有一个电压值可任意选取的电源及若干根阻值相同的电阻丝。先将一根电阻丝接入电压值为U的电源上，通电1分钟，电阻丝产生的热量是Q。要想使电阻丝产生的热量是3Q，请说出三种简单的方法。
解析本题需深刻领会和灵活运用焦耳定律，还要考虑到电流I、电压U和电阻R的联系和变化。方法一：将一根电阻丝仍接在电压值为U的电源两端，通电3分钟；方法二：将三根电阻丝并联起来，接到电压值为U的两端，通电1分钟；方法三：将一根电阻丝接到电压值约为1.7U的电源两端，通电1分钟。细细分析可知，上述三种方案的核心都是抓住公式Q=U2t/R进行设计的，“万变不离其宗”。
许多物理问题的本质不会随着非本质因素的变化而变化，它们所使用的方式或物理模型基本是稳定的，我们要引导学生总结提炼出这些本质的因素，使学生能灵活应对各种变化，这样学生分析问题和解决问题的能力得到了提高，各类问题也就能迎刃而解。
有人这样比喻：如果把知识比为“金子”，则良好的思维方法就是金子的“开采机”。思维品质是思维能力的表现形式，要培养学生良好的思维品质，必须将物理教学的重点放在学生的思维训练上，只有通过反复的训练，才能使学生掌握科学的思维方法，从而切实提高思维的能力。