科學(xué)思維視角下的初中物理教學(xué)研究

劉菊賢

（福建省晉江市英林中學(xué)，福建泉州 362256）

引 言

初中階段是學(xué)生運(yùn)用物理思維解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵時(shí)期，但部分物理教師因受傳統(tǒng)教育理念的影響，以注入的方式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，并且只關(guān)注學(xué)生是否掌握了基本概念、是否提升了應(yīng)試能力，而忽視了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)停留在較淺的層面，這對(duì)于他們今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，教師應(yīng)重視學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，并運(yùn)用行之有效的方式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生在靈活掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)發(fā)展科學(xué)思維，以此獲得可持續(xù)發(fā)展。本文以初中物理為切入點(diǎn)，從創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)、滲透物理學(xué)史、重視課后實(shí)踐四個(gè)方面對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力進(jìn)行分析與探究。

一、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力

物理建模是一種物理思想，也是科學(xué)思維的要素之一，該能力直接影響著學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的有效性。

目前，教師常常忽視學(xué)生建模能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生的建模能力有所欠缺。建立模型就是對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象，排除次要因素，找出研究對(duì)象遵循的物理規(guī)律，以完成建立模型的過(guò)程。因此，教師可以根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，使學(xué)生置身于具體情境中，進(jìn)一步思考物理問(wèn)題。這樣不僅能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生探究問(wèn)題的積極性，還能夠提高學(xué)生的遷移能力，進(jìn)而幫助他們找到問(wèn)題中所蘊(yùn)含的物理規(guī)律，并培養(yǎng)其建模能力[1]。

筆者在教學(xué)“快與慢”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，考慮到如果直接講解教材內(nèi)容，容易使學(xué)生產(chǎn)生思維障礙，并且學(xué)生很難理解“快與慢”這一原理。因此，筆者創(chuàng)設(shè)生活化情境，并采用生活案例作為教學(xué)導(dǎo)入。

例如，小汽車在某段平直公路上穩(wěn)定行駛；游輪在湖面上平穩(wěn)前進(jìn)。以這兩個(gè)生活實(shí)例來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，首先，筆者引導(dǎo)學(xué)生在情境中找到“運(yùn)動(dòng)快慢保持不變”這一共性。然后，筆者引導(dǎo)學(xué)生歸納上述生活現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生摒棄次要條件，對(duì)這些物體做理想化處理。于是，學(xué)生構(gòu)建出一個(gè)理想化模型——?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。因此，在初中物理教學(xué)中，教師通過(guò)引入學(xué)生熟悉的生活化案例，不僅使學(xué)生形成了科學(xué)理性的學(xué)習(xí)態(tài)度，還提高了學(xué)生的建模意識(shí)，開(kāi)拓了學(xué)生的科學(xué)思維。

二、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的推理能力

科學(xué)思維是一種研究物質(zhì)內(nèi)在規(guī)律的思想，而推理能力作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要因素，是學(xué)生必備的能力之一。因此，教師不能把口頭講解作為唯一的教學(xué)方式，也不能讓學(xué)生以“單一的學(xué)習(xí)方式”來(lái)記憶物理知識(shí)，而要開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中感受到物理研究對(duì)象的內(nèi)在屬性。這樣，學(xué)生不僅能循序漸進(jìn)地體會(huì)到物理原理的形成過(guò)程，還能提高探究意識(shí)，從而深入理解物理知識(shí)的本質(zhì)特征[2]。

例如，教學(xué)“牛頓第一定律”這一內(nèi)容時(shí)，考慮到這一章節(jié)知識(shí)揭示的是“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系，為了使學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作活動(dòng)，靈活地運(yùn)用分析和論證的方法，推理并總結(jié)牛頓第一定律的內(nèi)容，筆者先提問(wèn)：“同學(xué)們，運(yùn)動(dòng)物體如果不受外力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將會(huì)如何呢？”學(xué)生展開(kāi)了激烈的討論，發(fā)表了不同的觀點(diǎn)。之后，筆者讓學(xué)生閱讀教材，并以小組為單位，嘗試制訂實(shí)驗(yàn)方案。為了驗(yàn)證學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的可操作性，筆者帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，利用課前準(zhǔn)備好的毛巾、木板、棉布等實(shí)驗(yàn)用具開(kāi)展操作活動(dòng)，并將摩擦力的大小、小車運(yùn)動(dòng)的距離等實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表格。最后，學(xué)生以小組為單位，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，總結(jié)出了“平面越光滑，滑塊受到的摩擦力就越小，滑塊前進(jìn)的距離越大”等結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生不僅經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作的開(kāi)展、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析等過(guò)程，還發(fā)展了歸納論證能力，從而掌握了科學(xué)推理的研究方法。

三、滲透物理學(xué)史，使學(xué)生樹(shù)立批判意識(shí)

物理概念的由來(lái)并不是一蹴而就的，而是科學(xué)家經(jīng)過(guò)不斷探索、研究和實(shí)驗(yàn)總結(jié)而來(lái)的。同時(shí)，物理理論也在不斷更新、發(fā)展和突破。因此，物理教師應(yīng)在教學(xué)中滲透物理學(xué)史知識(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)科的探究過(guò)程和物理學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)。這樣，學(xué)生不僅能體會(huì)到物理觀念的來(lái)之不易，還有利于培養(yǎng)他們敢于批判舊觀念、提出新觀念的意識(shí)，從而促進(jìn)他們的科學(xué)思維的進(jìn)一步發(fā)展。

例如，探究“牛頓第一定律”的由來(lái)時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生敢于批判的意識(shí)，筆者在教學(xué)中滲透了以下物理學(xué)史，即從亞里士多德的理論到伽利略的結(jié)論，打破了自亞里士多德以來(lái)1000多年間關(guān)于受力運(yùn)動(dòng)的物體停止作用時(shí)便歸于靜止的陳舊觀念，并建立理想實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀４送?，牛頓在伽利略等科學(xué)家研究的基礎(chǔ)上，建立了力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的第一條定律。通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)史，學(xué)生既能感受到科學(xué)在不斷發(fā)展，又培養(yǎng)了質(zhì)疑能力和批判意識(shí)。此外，在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史，也能拓展學(xué)生的思維意識(shí)，使他們的思維不再局限于對(duì)某一事物的刻板印象，而是打破思維定勢(shì)，敢于對(duì)事物提出質(zhì)疑。

四、重視課后實(shí)踐，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

現(xiàn)代教育觀強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，需要學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題、追求創(chuàng)新，這些也是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的主要因素。初中生容易被新鮮事物所吸引，因此，教師可以充分利用學(xué)生這一心理特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)課后實(shí)踐活動(dòng)，這樣不僅能使學(xué)生充分體會(huì)到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的樂(lè)趣和價(jià)值，還能夠提高他們的創(chuàng)新能力，從而提升他們的物理綜合素質(zhì)[3]。

例如，在教學(xué)完“走進(jìn)神奇”這一課內(nèi)容后，為了使學(xué)生在開(kāi)放的環(huán)境中激發(fā)創(chuàng)造性思維，筆者設(shè)置了以下課后實(shí)踐作業(yè)：每位學(xué)生在課后觀察一種生活現(xiàn)象，并通過(guò)探究現(xiàn)象發(fā)生的原因，揭示其蘊(yùn)含的物理原理。第二天，學(xué)生反饋的信息多種多樣，他們都按照自己所設(shè)定的主題來(lái)思考生活現(xiàn)象發(fā)生的原因，如梳過(guò)頭發(fā)的梳子能吸引碎紙片。開(kāi)展課后實(shí)踐活動(dòng)，不僅激發(fā)了學(xué)生的思維創(chuàng)新，還使他們進(jìn)一步整合原有認(rèn)知來(lái)解釋生活現(xiàn)象，也使物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活建立了有效的聯(lián)結(jié)，進(jìn)而啟發(fā)了學(xué)生的思維，促進(jìn)了他們的思維發(fā)展。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維作為教學(xué)重點(diǎn)之一，可以創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，使學(xué)生融入其中，客觀分析物理現(xiàn)象，并建立科學(xué)的物理模型，同時(shí)讓學(xué)生以問(wèn)題為導(dǎo)向，開(kāi)展動(dòng)手操作活動(dòng)，使他們?cè)诜治?、推理、歸納中加深對(duì)物理概念的深入理解。此外，教師也應(yīng)重視課后實(shí)踐，讓學(xué)生在分析生活現(xiàn)象的過(guò)程中發(fā)散思維，以此獲得實(shí)踐體驗(yàn)，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。