物理課堂如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力

張曉

物理學(xué)科中的科學(xué)思維能力包括建立物理模型的能力，分析、綜合和推理、論證的能力，質(zhì)疑和創(chuàng)新的能力。要使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷提升這方面的科學(xué)思維能力，就要在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生形成一種科學(xué)的思維方法，從而真正提升思維能力。

1.把握教材立意，在新授課中提升科學(xué)思維能力

例如，處理變量問(wèn)題典型的科學(xué)思想方法——化整為零，以恒代變，積零為整，再取極限。

以不變量代替變化量在課本上第一次出現(xiàn)，是關(guān)于平均速度和瞬時(shí)速度的問(wèn)題，此時(shí)，主要讓學(xué)生掌握方法，不能靠灌輸，要靠學(xué)生的多次實(shí)踐。這一段教學(xué)，要細(xì)膩處理，認(rèn)真對(duì)待。在此過(guò)程中，提升學(xué)生建立物理模型的能力，讓學(xué)生初步體會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題的方法。以不變量代替變化量在課本上第二次出現(xiàn)，是關(guān)于練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的問(wèn)題，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中第二次體驗(yàn)，以增強(qiáng)意識(shí)，形成方法。以不變量代替變化量在課本上第三次出現(xiàn)，是在思考與討論中探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在課堂上要舍得花時(shí)間讓學(xué)生完成這一段探究活動(dòng)。以問(wèn)題的形式出現(xiàn)，再次讓學(xué)生感悟方法性的東西，給學(xué)生的思維搭好臺(tái)階，為推出位移公式鋪平道路。以不變量代替變化量在課本上第四次出現(xiàn)，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，這里，最終形成解決變量問(wèn)題的科學(xué)方法。因?yàn)閷W(xué)生有了前三次的實(shí)踐體驗(yàn)，就會(huì)明白這種科學(xué)研究問(wèn)題的方法的本質(zhì)原理，明白每一步為什么這么做。以不變量代替變化量在課本上第五次出現(xiàn)時(shí)，包含的問(wèn)題有：如何在一個(gè)實(shí)際問(wèn)題中找出可解決的物理問(wèn)題？如何建立恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ?？如何選取合適的物理規(guī)律？這既是科學(xué)方法的固化，更是實(shí)實(shí)在在提升學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.理論聯(lián)系實(shí)際，在習(xí)題課中提升科學(xué)思維能力

引導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)回歸教學(xué)的本源，要更多地關(guān)注物理概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，更多地關(guān)注物理規(guī)律的建立過(guò)程，更多地體現(xiàn)物理教學(xué)的邏輯。注重科學(xué)研究問(wèn)題的方法的考查，注重應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和探究能力的考查。

所以，在教學(xué)中要經(jīng)常思考：高三的課堂難道就是把已有的習(xí)題歸類，不斷強(qiáng)化訓(xùn)練嗎？學(xué)生的能力提高點(diǎn)在哪里？我們應(yīng)做哪些深入的教研和思考呢？因此，教師要研究教材，研究日常教學(xué)的實(shí)效性。

例如，2017年北京高考物理第23題，這個(gè)高考題出來(lái)后有的教師還在想：怎么考了這么一個(gè)題目，感覺(jué)和平時(shí)練的很多題都不一樣。但只要仔細(xì)研究考試說(shuō)明、教材以及關(guān)注北京高考的特色，就會(huì)驚嘆這道題的精妙。課本中出現(xiàn)過(guò)類似的教學(xué)素材，若在教學(xué)中認(rèn)真對(duì)待了這些能力提升點(diǎn)，就能真正明白為什么要建立這個(gè)概念，是如何建立的，從而真正理解概念的物理本質(zhì)。

處理這些問(wèn)題時(shí)不同教師的課堂教學(xué)策略是不一樣的。我們要考慮教師是否能夠深刻認(rèn)識(shí)到這些教學(xué)環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學(xué)生能力中的重要作用，在討論物理本源問(wèn)題上是否肯花時(shí)間，是否運(yùn)用了有效的教學(xué)策略。我注意到，有的教師“驕傲”地說(shuō)：“我從來(lái)不用課本，太簡(jiǎn)單了，我的學(xué)生好，就講難題，基本概念、規(guī)律完全由學(xué)生預(yù)習(xí)獲得，上課就講難題。”這種做法沒(méi)有理解教學(xué)的本質(zhì)，不能提升學(xué)生的思維能力。

3.巧設(shè)問(wèn)題情境，在復(fù)習(xí)課中提升科學(xué)思維能力

例如，學(xué)習(xí)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的分析時(shí)，首先請(qǐng)一位學(xué)生用自己的語(yǔ)言描述物理情景并說(shuō)出其中遵循的物理規(guī)律，更加深刻地理解物理問(wèn)題。然后，針對(duì)不同的問(wèn)題，由學(xué)生推導(dǎo)，并由一位學(xué)生在黑板上推導(dǎo)并講解，之后學(xué)生多次進(jìn)行小組討論。

通過(guò)對(duì)電磁感應(yīng)中導(dǎo)體棒切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的分析，推導(dǎo)和證明相關(guān)物理量的關(guān)系式，探究物理規(guī)律的微觀本質(zhì)；回歸物理教學(xué)的本源，提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，注重物理概念、規(guī)律的建立過(guò)程。對(duì)于同一物理問(wèn)題，從宏觀與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。其目的是在高三的總復(fù)習(xí)中促進(jìn)學(xué)生不斷提升綜合分析問(wèn)題的能力，形成科學(xué)、正確的研究物理問(wèn)題的方法，培養(yǎng)物理學(xué)科素養(yǎng)。