初中物理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

陳建軍

【摘? ? 要】新課程改革對物理教學(xué)提出了新理念，將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)放在了核心位置，而思維能力又是科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容。在初中階段，許多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時總感到非常難學(xué)，其中很重要的原因是沒有掌握好物理思維規(guī)律。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生積極思考，學(xué)會思維，同時要了解并設(shè)法克服學(xué)生的思維障礙，從而提高物理教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】初中物理? 科學(xué)思維? 培養(yǎng)

中圖分類號：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.24.156

當(dāng)今時代，瞬息萬變，放眼未來，科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)是變化的中心，掌握這些技術(shù)的是人，決定國家民族興衰的關(guān)鍵，是人的智力，而智力的核心內(nèi)容，不再是知識儲量的多少，而是思維能力的強(qiáng)弱，或者說，思維品質(zhì)。課程教學(xué)改革迫切要求教師改變舊的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)成為當(dāng)務(wù)之急。因此，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)是時代的要求，也是新課標(biāo)的基本理念。

一、物理科學(xué)思維能力的概念

所謂物理科學(xué)思維能力，是指學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時，基于自身大腦對不同事物所形成的客觀認(rèn)知，對其屬性、運(yùn)動規(guī)律及相互關(guān)系作出對應(yīng)的判斷。物理思維能力是在認(rèn)識物理過程中，所形成的一種高階思維能力，根據(jù)其形式的不同，可以將其分為動作思維、形象思維、邏輯思維及直覺思維幾種。在物理學(xué)科中，包括具有精準(zhǔn)性的概念、規(guī)律等內(nèi)容，也會因誤差、理想化處理等出現(xiàn)近似值，所以物理科學(xué)思維具有精準(zhǔn)性及近似性特點(diǎn)，同時還具有抽象性及形象性特點(diǎn)，如用形象的殼層結(jié)構(gòu)表示抽象的原子，另外，還會因人的直覺感受而存在直覺思維，這些都是物理科學(xué)思維能力的具體表現(xiàn)和組成。

二、科學(xué)思維的培養(yǎng)策略

（一）通過組織教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)科學(xué)思維教育

在初中物理教學(xué)中，我們要按照具體思維方法的邏輯組織授課內(nèi)容、設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)科學(xué)思維教育。在引入電壓概念時，可應(yīng)用類比法教學(xué)，教師可按照類比法思路開展教學(xué)。首先，展示水流和電流的示意圖，引導(dǎo)學(xué)生找出相似屬性，如水流有一定方向，電流也有一定方向;水流推動水輪機(jī)的速度大小不同，電流使燈泡發(fā)光的亮度也不同……接著進(jìn)行類比：水流動時，要使水路暢通，推理可知電流流動也要有處處連通的電路;水流動時要有水壓，推理可知電流動時要有電壓;由水壓隨髙度差變大而增加，類比可知，電壓也會隨某種因素的變化而變化。此時教師要告訴學(xué)生類比具有偶然性，要想知道結(jié)果是否確切，還需通過驗(yàn)證才確定其準(zhǔn)確性。這里，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入了解類比法的運(yùn)用與優(yōu)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會聯(lián)想知識、觸類旁通，啟發(fā)創(chuàng)新的靈感。

（二）通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究促進(jìn)科學(xué)思維教育

初中物理實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)是可以通過多種形式呈現(xiàn)的，教師通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)探究以達(dá)到促進(jìn)科學(xué)思維教育的目的。例如，在“探究物質(zhì)吸熱能力”的教學(xué)中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是將質(zhì)量相等的煤油和水分別裝在兩個相同的燒杯中，并測出煤油和水的初始溫度，然后用兩個相同的酒精燈加熱，每隔2min記錄一次溫度，通過比較吸收相同熱量所升高的溫度來分析物質(zhì)的吸熱能力。而實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中卻發(fā)現(xiàn)這一實(shí)驗(yàn)存在以下不足1.實(shí)驗(yàn)安裝費(fèi)時且有一定危險。2.酒精燈不可能完全相同，燒杯底部平整導(dǎo)致受熱不夠均勻。3.分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論時只能憑借印象，產(chǎn)生疑問時也無法重新實(shí)驗(yàn)觀察，學(xué)生往往對結(jié)論理解不透，要耗費(fèi)很長時間去記憶、理解。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計DIS實(shí)驗(yàn)，圍繞吸熱能力和質(zhì)量、升高溫度等的關(guān)系展開討論，力爭更好地推理論證嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨?，如采用同一個紅外加熱器保證兩個試管中的液體加熱方式基本相同，且試管底部為半圓，受熱相對均勻。

在分析吸熱能力強(qiáng)弱時，突出轉(zhuǎn)換思維和控制變量方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)圖像（可以在實(shí)驗(yàn)中保存）找到兩種物質(zhì)升高相同溫度的點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)兩種物質(zhì)所用的加熱時間長短不一樣，轉(zhuǎn)換成吸熱多少不同。又推理得出通過“吸熱相同（加熱時間相同）時，比較物質(zhì)升溫多少”的方法。在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計時，要提醒學(xué)生分析結(jié)論的可靠性和適用性，反思實(shí)驗(yàn)方案和過程，促進(jìn)科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)過程的優(yōu)化組合。

（三）通過思維比較形成沖突激發(fā)科學(xué)思維

科學(xué)思維教育的目的是要教會學(xué)生正確獲取知識，而其他思維方式與科學(xué)思維方式得出不一樣的結(jié)論，從而使學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突。

例如，在“力和運(yùn)動”一節(jié)中，學(xué)生們起初大多通過經(jīng)驗(yàn)思維推導(dǎo)，認(rèn)為力是使物體運(yùn)動的原因，沒有力就無法使物體運(yùn)動;還有個別學(xué)生通過哲學(xué)思維思考，認(rèn)為物體的運(yùn)動是人內(nèi)心的一種感覺等。這與科學(xué)思維的實(shí)證、邏輯相違背，要激發(fā)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維學(xué)習(xí)，就要進(jìn)行比較，讓證據(jù)與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而突出質(zhì)疑過程（力對物體的運(yùn)動到底有什么影響）、建立模型過程（用小車代表一般物體，用幾種不同材料的平面制造出不同的力等）、推理論證過程（小車停下的距離越近說明了什么），促進(jìn)科學(xué)思維教育的整體性學(xué)習(xí)。

（四）通過科學(xué)思維教育鞏固科學(xué)思維

雖然科學(xué)思維教育內(nèi)容和物理具體內(nèi)容結(jié)合在一起，但是科學(xué)思維教育內(nèi)在的整體性、系統(tǒng)性和發(fā)展性要求在每一階段的物理教學(xué)中都要實(shí)現(xiàn)全覆蓋，包括以實(shí)證、邏輯、質(zhì)疑為思維取向;以提出問題、建立模型、推理論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等為思維特征;以比較、分析、抽象、假說、演繹、模型為思維方法，確保每學(xué)完一冊物理書，鞏固提髙一次科學(xué)思維。例如，在“杠桿、滑輪”等內(nèi)容都體現(xiàn)了模型思維;功率、機(jī)械效率突出了比較、分析等思維;綜合實(shí)踐活動則訓(xùn)練學(xué)生的演繹思維;后面幾章內(nèi)容也凸顯了實(shí)證、邏輯等科學(xué)思維特征。

總之，物理科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，不僅是物理教學(xué)中的一項(xiàng)重要工作，而且是增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的有效途徑。在物理課堂上，應(yīng)通過強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維意識、加強(qiáng)對物理科學(xué)方法的學(xué)習(xí)、構(gòu)建課堂教學(xué)情境、重視對學(xué)生思考能力的培養(yǎng)等策略，幫助學(xué)生形成物理科學(xué)思維，進(jìn)而才能提高教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)水平，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李正福.論物理核心素養(yǎng)視野下的科學(xué)思維教育內(nèi)容《課租、教材、教法》2012年10期.

[2]黃冠，物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的有效策略《初中生世界》2017年44期.