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思维是通过分析、综合、概括、抽象、比较、具体化和系统化等一系列过程，对感性材料进行加工并转化为理性认识及解决问题的.我们常说的概念、判断和推理是思维的基本形式.无论是学生的学习活动，还是人类的一切发明创造活动，都离不开思维，思维能力是智力的核心，也是学生获得物理知识的主要能力之一，思维品质是思维能力强弱的反映，即人的智力差异的表现.物理思维品质是指人们在研究和解决物理问题以及学习物理知识的过程中逐步形成和发展的，并在这个过程中表现出来的、直接影响工作效率的个体智力特征，主要包括思维的深刻性、灵活性、批判性、独创性和敏捷性.因此物理思维能力的培养实际上就是训练学生的五个思维品质，是物理教育中极为重要的一部分.
问题是思维的起点、核心，一切探究和创新都是围绕问题展开的.亚里斯多德说过：“思维是从疑问和惊奇开始的”.苏霍姆林斯基也强调教师要积极创造条件，使学生“面临问题”.有了问题，才能激发学生学习探究的意识，才能活跃思维，爆发探究问题的热情.精心设计课堂提问，是充分调动学生思维的重要手段之一.恰如其分的提问不但可以活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣，了解学生掌握知识的情况，可以激发学生思考，它从一定程度上引导着学生的思维走向，调节着课堂的节奏，而且科学合理的提问，能加强学生和教师之间的双向交流，能使学生课堂学习得轻松愉快扎实稳健.
笔者在初中物理教学过程中，从优化课堂提问设计的角度，通过训练思维品质的五个方面深刻性、敏捷性、灵活性、独创性和批判性来促进初中学生物理思维能力的培养，具体做法如下.
1设计问题，通过实验操作，培养思维的深刻性
思维的深刻性，反映思维的抽象程度和逻辑水平，以及思维活动的广度、深度和难度.思维具有深刻性的人，善于透过问题的表面现象，深入到问题的内部核心，抓住问题的关键，发现问题的本质特征，揭露现象产生和发展的规律，准确预见事物的发展进程及结果，善于把握物理事物的本质和规律，而不被表面的现象所迷惑.
例如，在《大气的压强》教学时，设计了一个实验：将小试管套在装水的大试管中，倒过来口朝下，小试管在大试管内上升.看到这现象，学生都非常奇怪，原以为会掉下来的小试管居然向上运动.到底是什么力使小试管上升呢？小试管受到重力作用是要向下运动的，难道小试管还受到一个看不见的向上的力的作用？这是什么力？又由什么物体产生的？这样教师创设的情境与学生原有的认知结构有明显的反差，引起学生好奇，并从好奇到怀疑，进而激发他们积极思维，拓宽了学生思维活动的广度和深度，逐渐培养思维的深刻性.
又如，在《电阻的串联》的新课教学过程中，设计问题：如何用实验的方法测定两个电阻串联后的总电阻？要顺利解决这个问题，这就要求学生具有思维的深刻性，能在伏安法测电阻的基础上，认识其规律性，由此及彼，抓住这两个实验的本质和内在联系.
在实验中，笔者从提高学生能根据现象概括出本质规律的能力、不同实验分类比较能力等方面优化问题的设计，促进思维深刻性的培养.
2设计问题，通过一题多解，培养思维的灵活性
思维的灵活性，是指思维活动的灵活程度.思维的灵活性是在思维深刻性的基础上引申出来的一个思维品质，它更多地反映一个人思维的灵活程度.灵活性反映了智力的“迁移”，如我们平时说的，“举一反三”、“运用自如”等.灵活性强的人，智力方向灵活，善于从不同的角度与方面起步思考问题，能较全面地分析、思考问题，解决问题.
例如，在《电阻的串联》的习题课教学过程中，设计一道计算题，要求学生用两种或两种以上的方法来解答.问题：一只小灯泡的额定电压为8 V，正常发光时通过它的电流为0.4 A.现将该小灯泡接在12 V的电源上.求：为使其正常发光，应串联一个多少Ω的电阻？有的学生用总电阻减分电阻，有的学生用总电压减分电压后再除以电流.
例如，在中考复习时，关于设计实验的一道问题：给你一把直尺，一只弹簧测力计，一支温度计和一块秒表，你能用这些测量工具，或单独使用，或组合起来使用，直接和间接测量出哪些物理量？同学们的思维“万马奔腾”. 学生之间既互相比赛谁能想出的物理量比较多，又互相讨论争取能想出更多的物理量，引发了学生积极的物理思维过程.汇总学生的解答有很多：（1）直尺可以直接测量物体的长度，在测出规则物体的边长后还可以计算出它的面积、体积；（2）弹簧测力计可以直接测出物体的重力，计算出物体的质量，甚至再结合水可以测出物体在水中受到的浮力，还可以计算出物体的体积，测出物体的密度；（3）温度计直接测温度.但是温度计和弹簧测力计结合可以测出物体的比热；（4）秒表直接测时间.直尺和秒表结合可以测出物体运动的速度、加速度；（5）直尺和弹簧测力计结合也可以测出物体的密度.
笔者平时设计合适的问题有针对性地训练学生，这些问题都是要求学生的思维尽可能地打开，尽量减少思维定势的影响，能善于应用不同知识，用不同方法正确地解决问题，使这些知识变得“活”起来，有利于培养思维的灵活性.
3设计问题，通过学生错误作业的订正，培养思维的批判性
思维的批判性，是指思维活动中分析和评判的深度，是循规蹈矩、人云亦云，还是独立思考、善于发问，这是思维过程中一个很重要的品质.思维的批判性品质，来自于对思维活动各个环节、各个方面进行调整、校正的自我意识.
例如，在批改作业时，发现“冬天，能看到呼出的‘白气’”，这道题学生错误回答为“汽化”.针对这道题的答题情况，笔者设计了如下的问题：（1）“汽化”时，物质由什么状态变为什么状态？“汽化”时，物质由液态变为气态.根据同学们的答案，分析“冬天，能看到呼出的‘白气’”，该是水变为水蒸气；（2）水蒸气看得见吗？看不见，那么“汽化”的答案就不对了；（3）夏天，能看到呼出的“白气”吗？看不见；（4）冬天和夏天最大的区别是什么？温度，冬天温度较低；（5）人呼出的气体中含有大量的水蒸气.在冬天，人呼出的水蒸气会发生什么变化？液化.水蒸气液化成小水珠，让我们看到“白气”.最后，正确答案为“液化”. 又如，在学习“惯性”知识后，在解答“一人从匀速行驶的船尾竖直起跳，他将落在何处？”这一问题时，学生错误回答为“水中”.为此笔者设计了这样的问题：我们站在地面上，地球带着我们自西向东高速运动，按照大家的想法，家在西边的同学放学后只要向上跳一下，就可以到家啦？立定跳远向西边跳就可以提高成绩啦？待学生在笑声中有所领悟后继续提问，这样学生在思考和讨论中能真正理解惯性的概念.
在物理学习中，不能在复杂、混乱的物理情景中排除各种干扰是思维批判性品质差的主要表现.思维的批判性建立在喜欢质疑的良好习惯上，因此要引导学生善于分析，敢于怀疑促进思维批判性的培养.
4设计问题，通过物理思想方法的渗透，培养思维的独创性
思维的独创性，是指思维活动的创造精神，也就是创造性思维.在实践中，除善于发现问题、思考问题外，更重要的是要创造性地解决问题.独创性源于主体对知识经验或思维材料高度概括后集中而系统的迁移，进行新颖的组合分析，找出新异的层次和交结点.概括性越高，知识系统性越强，伸缩性越大，迁移性越灵活，注意力越集中，则独创性就越突出.
例如，在教《浮力的利用》时，做了如下的演示实验：在木筷的一端绕上适量的铜线，把它分别浸入酒精、水、盐水中，使其竖直浮在液面上.引导学生观察木筷在三种液体中的情况.木筷在三种液体中浸入的深度一样吗？由什么原因引起的？请比较这三种液体的密度.在教师的引导下，学生得出了木筷在不同的液体中浸入的深度不同，并且通过思考得到液体密度越大，木筷浸入的深度越小.在此基础上引导学生利用这个结论可以制成什么测量仪器？学生：测量液体密度的仪器.教师：密度计.
又如，在《电磁感应》的教学中，重新演示奥斯特实验，设计问题引导学生逆向思考.奥斯特实验表明电能生磁，那么，反过来，磁能否生电？怎样才能生电呢？你为什么这么想？怎样设计实验进行探究“磁生电”？然后，学生讨论，进行实验探究.
在物理教学中，通过设计问题，让学生形成强烈的问题意识，鼓励学生采用新的思路和方法解决问题，采用新的实验方法，设计新的实验方案，对物理事实和规律提出新的解释和理解，逐步地培养和提高学生的思维的独创性.
5设计问题，通过抢答，培养思维的敏捷性
思维的敏捷性，是指思维过程的敏锐速度.它反映了智力的敏锐程度.有了思维敏捷性，在处理问题和解决问题的过程中，能够适应变化的情况来积极地思维，周密地考虑，正确地判断和迅速地作出结论.
在教学过程中，设计抢答的问题，教师念题目，由同学们举手抢答，答对的学习小组加量化分或有物质奖品.
例如，在《物态变化》的教学中，设计如下问题：下面有几个常见的物理现象，各是什么物态变化？（1）湖面结冰；（2）烧水时看到“白气”；（3）自来水管“出汗”；（4）严冬玻璃窗上结有“冰花”；（5）冰箱中取出冰棒冒“白气”；（6）放在衣箱中的卫生球过一段时间就消失了；（7）深秋晚间会“下霜”；（8）戴眼镜的人，冬天从室外走进暖和潮湿的房间，眼镜变得模糊不清；（9）出炉后的钢水又会变成钢锭；（10）洒在地上的水很快就会干了.
又如，在《改变物体内能的两种途径》的教学中，设计如下问题：下列事例中是以什么方式改变物体内能：（1）冷天用热水袋取暖，人体感到暖和；（2）在爬杆比赛中，从杆的顶端滑到底端时手感到发热；（3）密封的空气被压缩时温度升高；（4）火炉上烤饼子，饼子发热；（5）用锉刀锉铁块，铁块变热；（6）把烧红的工件放到冷水中，工件会凉下来.等等.
这些问题要迅速地回答出来，需要同学们平时多观察各种事物，认真思考问题.在抢答问题时，限制时间，有意训练思考问题的速度，逐渐培养思维的敏捷性.
需要指出的是，物理思维品质的深刻性、灵活性、批判性、独创性和敏捷性，是完整的思维品质的组成因素，它们之间是互相联系、密不可分的.由于思维品质的高低是思维能力强弱的主要标志，因此，在物理教学中通过优化问题的设计，有意识地训练学生的思维品质，是提高思维能力的有效途径.
问题是思维的起点、核心，一切探究和创新都是围绕问题展开的.亚里斯多德说过：“思维是从疑问和惊奇开始的”.苏霍姆林斯基也强调教师要积极创造条件，使学生“面临问题”.有了问题，才能激发学生学习探究的意识，才能活跃思维，爆发探究问题的热情.精心设计课堂提问，是充分调动学生思维的重要手段之一.恰如其分的提问不但可以活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣，了解学生掌握知识的情况，可以激发学生思考，它从一定程度上引导着学生的思维走向，调节着课堂的节奏，而且科学合理的提问，能加强学生和教师之间的双向交流，能使学生课堂学习得轻松愉快扎实稳健.
笔者在初中物理教学过程中，从优化课堂提问设计的角度，通过训练思维品质的五个方面深刻性、敏捷性、灵活性、独创性和批判性来促进初中学生物理思维能力的培养，具体做法如下.
1设计问题，通过实验操作，培养思维的深刻性
思维的深刻性，反映思维的抽象程度和逻辑水平，以及思维活动的广度、深度和难度.思维具有深刻性的人，善于透过问题的表面现象，深入到问题的内部核心，抓住问题的关键，发现问题的本质特征，揭露现象产生和发展的规律，准确预见事物的发展进程及结果，善于把握物理事物的本质和规律，而不被表面的现象所迷惑.
例如，在《大气的压强》教学时，设计了一个实验：将小试管套在装水的大试管中，倒过来口朝下，小试管在大试管内上升.看到这现象，学生都非常奇怪，原以为会掉下来的小试管居然向上运动.到底是什么力使小试管上升呢？小试管受到重力作用是要向下运动的，难道小试管还受到一个看不见的向上的力的作用？这是什么力？又由什么物体产生的？这样教师创设的情境与学生原有的认知结构有明显的反差，引起学生好奇，并从好奇到怀疑，进而激发他们积极思维，拓宽了学生思维活动的广度和深度，逐渐培养思维的深刻性.
又如，在《电阻的串联》的新课教学过程中，设计问题：如何用实验的方法测定两个电阻串联后的总电阻？要顺利解决这个问题，这就要求学生具有思维的深刻性，能在伏安法测电阻的基础上，认识其规律性，由此及彼，抓住这两个实验的本质和内在联系.
在实验中，笔者从提高学生能根据现象概括出本质规律的能力、不同实验分类比较能力等方面优化问题的设计，促进思维深刻性的培养.
2设计问题，通过一题多解，培养思维的灵活性
思维的灵活性，是指思维活动的灵活程度.思维的灵活性是在思维深刻性的基础上引申出来的一个思维品质，它更多地反映一个人思维的灵活程度.灵活性反映了智力的“迁移”，如我们平时说的，“举一反三”、“运用自如”等.灵活性强的人，智力方向灵活，善于从不同的角度与方面起步思考问题，能较全面地分析、思考问题，解决问题.
例如，在《电阻的串联》的习题课教学过程中，设计一道计算题，要求学生用两种或两种以上的方法来解答.问题：一只小灯泡的额定电压为8 V，正常发光时通过它的电流为0.4 A.现将该小灯泡接在12 V的电源上.求：为使其正常发光，应串联一个多少Ω的电阻？有的学生用总电阻减分电阻，有的学生用总电压减分电压后再除以电流.
例如，在中考复习时，关于设计实验的一道问题：给你一把直尺，一只弹簧测力计，一支温度计和一块秒表，你能用这些测量工具，或单独使用，或组合起来使用，直接和间接测量出哪些物理量？同学们的思维“万马奔腾”. 学生之间既互相比赛谁能想出的物理量比较多，又互相讨论争取能想出更多的物理量，引发了学生积极的物理思维过程.汇总学生的解答有很多：（1）直尺可以直接测量物体的长度，在测出规则物体的边长后还可以计算出它的面积、体积；（2）弹簧测力计可以直接测出物体的重力，计算出物体的质量，甚至再结合水可以测出物体在水中受到的浮力，还可以计算出物体的体积，测出物体的密度；（3）温度计直接测温度.但是温度计和弹簧测力计结合可以测出物体的比热；（4）秒表直接测时间.直尺和秒表结合可以测出物体运动的速度、加速度；（5）直尺和弹簧测力计结合也可以测出物体的密度.
笔者平时设计合适的问题有针对性地训练学生，这些问题都是要求学生的思维尽可能地打开，尽量减少思维定势的影响，能善于应用不同知识，用不同方法正确地解决问题，使这些知识变得“活”起来，有利于培养思维的灵活性.
3设计问题，通过学生错误作业的订正，培养思维的批判性
思维的批判性，是指思维活动中分析和评判的深度，是循规蹈矩、人云亦云，还是独立思考、善于发问，这是思维过程中一个很重要的品质.思维的批判性品质，来自于对思维活动各个环节、各个方面进行调整、校正的自我意识.
例如，在批改作业时，发现“冬天，能看到呼出的‘白气’”，这道题学生错误回答为“汽化”.针对这道题的答题情况，笔者设计了如下的问题：（1）“汽化”时，物质由什么状态变为什么状态？“汽化”时，物质由液态变为气态.根据同学们的答案，分析“冬天，能看到呼出的‘白气’”，该是水变为水蒸气；（2）水蒸气看得见吗？看不见，那么“汽化”的答案就不对了；（3）夏天，能看到呼出的“白气”吗？看不见；（4）冬天和夏天最大的区别是什么？温度，冬天温度较低；（5）人呼出的气体中含有大量的水蒸气.在冬天，人呼出的水蒸气会发生什么变化？液化.水蒸气液化成小水珠，让我们看到“白气”.最后，正确答案为“液化”. 又如，在学习“惯性”知识后，在解答“一人从匀速行驶的船尾竖直起跳，他将落在何处？”这一问题时，学生错误回答为“水中”.为此笔者设计了这样的问题：我们站在地面上，地球带着我们自西向东高速运动，按照大家的想法，家在西边的同学放学后只要向上跳一下，就可以到家啦？立定跳远向西边跳就可以提高成绩啦？待学生在笑声中有所领悟后继续提问，这样学生在思考和讨论中能真正理解惯性的概念.
在物理学习中，不能在复杂、混乱的物理情景中排除各种干扰是思维批判性品质差的主要表现.思维的批判性建立在喜欢质疑的良好习惯上，因此要引导学生善于分析，敢于怀疑促进思维批判性的培养.
4设计问题，通过物理思想方法的渗透，培养思维的独创性
思维的独创性，是指思维活动的创造精神，也就是创造性思维.在实践中，除善于发现问题、思考问题外，更重要的是要创造性地解决问题.独创性源于主体对知识经验或思维材料高度概括后集中而系统的迁移，进行新颖的组合分析，找出新异的层次和交结点.概括性越高，知识系统性越强，伸缩性越大，迁移性越灵活，注意力越集中，则独创性就越突出.
例如，在教《浮力的利用》时，做了如下的演示实验：在木筷的一端绕上适量的铜线，把它分别浸入酒精、水、盐水中，使其竖直浮在液面上.引导学生观察木筷在三种液体中的情况.木筷在三种液体中浸入的深度一样吗？由什么原因引起的？请比较这三种液体的密度.在教师的引导下，学生得出了木筷在不同的液体中浸入的深度不同，并且通过思考得到液体密度越大，木筷浸入的深度越小.在此基础上引导学生利用这个结论可以制成什么测量仪器？学生：测量液体密度的仪器.教师：密度计.
又如，在《电磁感应》的教学中，重新演示奥斯特实验，设计问题引导学生逆向思考.奥斯特实验表明电能生磁，那么，反过来，磁能否生电？怎样才能生电呢？你为什么这么想？怎样设计实验进行探究“磁生电”？然后，学生讨论，进行实验探究.
在物理教学中，通过设计问题，让学生形成强烈的问题意识，鼓励学生采用新的思路和方法解决问题，采用新的实验方法，设计新的实验方案，对物理事实和规律提出新的解释和理解，逐步地培养和提高学生的思维的独创性.
5设计问题，通过抢答，培养思维的敏捷性
思维的敏捷性，是指思维过程的敏锐速度.它反映了智力的敏锐程度.有了思维敏捷性，在处理问题和解决问题的过程中，能够适应变化的情况来积极地思维，周密地考虑，正确地判断和迅速地作出结论.
在教学过程中，设计抢答的问题，教师念题目，由同学们举手抢答，答对的学习小组加量化分或有物质奖品.
例如，在《物态变化》的教学中，设计如下问题：下面有几个常见的物理现象，各是什么物态变化？（1）湖面结冰；（2）烧水时看到“白气”；（3）自来水管“出汗”；（4）严冬玻璃窗上结有“冰花”；（5）冰箱中取出冰棒冒“白气”；（6）放在衣箱中的卫生球过一段时间就消失了；（7）深秋晚间会“下霜”；（8）戴眼镜的人，冬天从室外走进暖和潮湿的房间，眼镜变得模糊不清；（9）出炉后的钢水又会变成钢锭；（10）洒在地上的水很快就会干了.
又如，在《改变物体内能的两种途径》的教学中，设计如下问题：下列事例中是以什么方式改变物体内能：（1）冷天用热水袋取暖，人体感到暖和；（2）在爬杆比赛中，从杆的顶端滑到底端时手感到发热；（3）密封的空气被压缩时温度升高；（4）火炉上烤饼子，饼子发热；（5）用锉刀锉铁块，铁块变热；（6）把烧红的工件放到冷水中，工件会凉下来.等等.
这些问题要迅速地回答出来，需要同学们平时多观察各种事物，认真思考问题.在抢答问题时，限制时间，有意训练思考问题的速度，逐渐培养思维的敏捷性.
需要指出的是，物理思维品质的深刻性、灵活性、批判性、独创性和敏捷性，是完整的思维品质的组成因素，它们之间是互相联系、密不可分的.由于思维品质的高低是思维能力强弱的主要标志，因此，在物理教学中通过优化问题的设计，有意识地训练学生的思维品质，是提高思维能力的有效途径.