如何借助物理實驗促進(jìn)學(xué)生思維能力的提高

涂東坡

引言：

基于當(dāng)前新課改的理念指導(dǎo)，教師須將提高學(xué)生的核心素養(yǎng)作為重要的教學(xué)目標(biāo)，這也與當(dāng)前初中物理教學(xué)實踐實現(xiàn)了統(tǒng)一。因此，學(xué)科教師需及時對教育理念進(jìn)行革新，真正落實新課改的政策要求，嘗試使用不同的教學(xué)方法來培養(yǎng)與鍛煉學(xué)生的思維能力，推動學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的不斷提升，在此基礎(chǔ)上輔助學(xué)生形成更高水平的思維能力。本文便主要針對學(xué)生物理思維能力的培養(yǎng)策略進(jìn)行探討和研究，以期為教育工作者提供有效的借鑒和參考。

1. 初中物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的意義

1.1提高學(xué)生的綜合能力

學(xué)科教師可從不同的方面來對學(xué)生的思維能力進(jìn)行有效地培養(yǎng)，從而逐步提升學(xué)生的學(xué)科思維，培養(yǎng)其思維能力，從而促進(jìn)學(xué)生提高自身的綜合素養(yǎng)。物理學(xué)科屬于基礎(chǔ)性的學(xué)科，研究內(nèi)容也廣泛涉及宇宙、粒子等和宏觀和微觀的知識信息，可見物理學(xué)科的發(fā)展可對人類認(rèn)識和了解自然界的深度和廣度形成直接的影響。初中物理可作為學(xué)生接觸物理知識的起點，其中，物理實驗也具有相對重要的作用，是學(xué)生準(zhǔn)確把握物理知識的有效渠道。同時，實驗對物理學(xué)科的發(fā)展也會起到較為關(guān)鍵的促進(jìn)作用。學(xué)科實驗?zāi)軌蛴行囵B(yǎng)學(xué)生的思維能力。在實驗教學(xué)活動中，教師需主動運用靈活的教學(xué)方式來促進(jìn)學(xué)生思維能力的提高，讓學(xué)生通過自主參與實踐操作來形成更高的學(xué)科興趣，最終實現(xiàn)操作能力和學(xué)科素養(yǎng)的全面優(yōu)化。

1.2提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

物理學(xué)科可作為自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，在生產(chǎn)和科技發(fā)展中的應(yīng)用也較為廣泛，能夠有效推動人類社會的發(fā)展。初中生在參與物理實驗活動時，除了要掌握基本的知識和實驗操作的技能之外，還需形成一定的學(xué)科思維，熟練應(yīng)用實驗操作的技巧來完成實驗活動。教師組織物理實驗的主要目的也是為學(xué)生獲取和運用知識提供機會，并在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力。通過開展物理實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生準(zhǔn)確和扎實地掌握學(xué)科抽象性的理論知識，探索出物理學(xué)科中知識的奧秘，認(rèn)識到知識的應(yīng)用性價值，逐步形成更高水平的學(xué)科素養(yǎng)，進(jìn)而提高自身的綜合能力，在學(xué)科思維的指導(dǎo)下對物理知識形成系統(tǒng)的認(rèn)識，以此來滿足社會建設(shè)和發(fā)展的需要。

2. 借助物理實驗促進(jìn)學(xué)生思維能力提高的措施

物理實驗在初中物理教學(xué)活動中占有重要的地位，因此教師在輔助學(xué)生掌握一定的學(xué)科知識后，便需引導(dǎo)學(xué)生自主參與到實驗操作活動中，通過實踐鍛煉來掌握相應(yīng)的實驗技能，也為提升物理思維能力提供了前提。若想全面掌握物理知識，便需綜合調(diào)動學(xué)生的頭腦和操作能力，而組織實施實驗教學(xué)可實現(xiàn)上述目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生形成更高的探究和創(chuàng)新意識，以此優(yōu)化學(xué)科思維。教師在組織實驗活動時，也需側(cè)重調(diào)動學(xué)生的思維能力。從學(xué)生的角度來講，參與實驗活動不但能夠提高自身對知識應(yīng)用的熟練程度，同時還能有機會探索新的知識和問題，從中獲得學(xué)習(xí)的成就感和自信心，以更高的思維能力輔助實現(xiàn)更為理想的學(xué)習(xí)效果。

2.1培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

教師在組織實施物理教學(xué)活動時，需側(cè)重調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生形成更高水平的學(xué)科思維，從而優(yōu)化教學(xué)活動的實施效果。物理學(xué)科當(dāng)中部分概念的理解難度較高，這也會導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)期間遇到一定的障礙，影響學(xué)習(xí)的有效性。此外，基于以往教學(xué)理念的影響，部分學(xué)科教師在組織實施教學(xué)活動時，也無法靈活運用不同的教學(xué)方法和策略，這也在一定程度上降低了學(xué)科教學(xué)的趣味性，難以激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣。因此，學(xué)科教師便須在設(shè)計實驗教學(xué)活動時，側(cè)重調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在自主參與的意識引導(dǎo)下深度理解學(xué)科知識，并借助實驗來驗證知識的應(yīng)用效果，從而實現(xiàn)理論到實踐的轉(zhuǎn)化，形成更高水平的學(xué)科思維，不斷提高實驗教學(xué)的實施效果。

如在開展“物體的沉浮條件及應(yīng)用”部分實驗活動設(shè)計期間，教師便可先運用多媒體為學(xué)生播放相應(yīng)的視頻內(nèi)容：人在水上步行、死海中漂浮的物體不下沉等等。上述現(xiàn)象看似較為奇特，因此可明顯調(diào)動學(xué)生產(chǎn)生探索的興趣。在學(xué)生主動探究物體沉浮的條件之后，教師便可為學(xué)生準(zhǔn)備幾個相同的乒乓球，在容器中放入不等量的水，并將乒乓球放入水中，讓學(xué)生觀察球的沉浮情況。此后，教師還可嘗試在水中加入鹽等物質(zhì)，讓學(xué)生再次觀察球的沉浮變化。教師在整個實驗期間，需不斷引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)影響物體沉浮的因素，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)科思維能力來探索知識。完成實驗活動后，教師還可帶領(lǐng)學(xué)生對物體沉浮的條件進(jìn)行總結(jié)，提出改變物體沉浮的因素有哪些。通過引導(dǎo)學(xué)生思考和猜測，便可明顯鍛煉學(xué)生的思維能力。最后，教師可鼓勵學(xué)生自主發(fā)言，總結(jié)影響物體沉浮的條件，在交流和探討的過程中實現(xiàn)實踐能力與思維水平的同步提升。

2.2利用實驗教學(xué)過程，提高學(xué)生的思維能力

在實施物理實驗教學(xué)期間，學(xué)生可同步發(fā)揮學(xué)科思維和實踐方面的能力，通過實驗活動來扎實掌握學(xué)科知識。教師在組織實驗活動時，需為學(xué)生提供平等和開放化的實驗空間，同時還需側(cè)重提升實驗的兼容性，通過運用有效的教學(xué)手段來促進(jìn)學(xué)生自主探究問題，形成協(xié)作的意識。再加上教師的適當(dāng)引導(dǎo)，便可在實驗教學(xué)活動中獲得預(yù)期的教學(xué)效果。在實驗中，學(xué)生是操作的主體，教師作為協(xié)助者需發(fā)揮必要的引導(dǎo)功能。此外，教師還需鼓勵學(xué)生形成質(zhì)疑和挑戰(zhàn)的意識，通過獨立思考聯(lián)系客觀實際，不斷提高學(xué)科的思維能力，準(zhǔn)確理解和運用學(xué)科知識。

在學(xué)習(xí)“大氣壓強”部分知識時，教師便可在學(xué)生掌握基本的知識后，組織學(xué)生以小組的形式來設(shè)計和開展實驗活動。在實施實驗活動時，教師可先向?qū)W生簡單介紹實驗的原理和目的，讓學(xué)生利用塑料瓶來開展液體和氣體壓強兩個實驗內(nèi)容，盡量簡化操作的流程，提高實驗操作的便捷性。在此期間，學(xué)生還可以小組形式進(jìn)行自主研討，設(shè)計最優(yōu)化的實驗方案，并科學(xué)分工完成實驗結(jié)果。教師只需在全程為學(xué)生適當(dāng)提供引導(dǎo)和輔助，并鼓勵學(xué)生自主說出實驗設(shè)計的意圖，或探索其他的實驗方案，最大限度地讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和解決問題，完成預(yù)期的實驗效果。這樣不但能夠鍛煉和提高學(xué)生的思維能力，同時還可讓學(xué)生在合作和設(shè)計實驗等方面也獲得鍛煉的機會。

2.3對初中物理開放式課堂進(jìn)行設(shè)立

為優(yōu)化初中物理實驗教學(xué)的實施過程，教師便需側(cè)重提高課堂的開放性，鼓勵學(xué)生以團隊的形式參與實驗活動，從而培養(yǎng)和提高自身的學(xué)科思維。在具體實施教學(xué)活動時，教師可結(jié)合學(xué)生的實際水平進(jìn)行分組，讓學(xué)生在小組中充分協(xié)作，發(fā)揮自身的主動性，從而提高學(xué)習(xí)的效率。尤其在實驗內(nèi)容難度較高的情況下，教師無法將各個細(xì)節(jié)都準(zhǔn)確傳達(dá)給所有學(xué)生。因此，教師便可通過設(shè)置開放式的課堂，鼓勵學(xué)生在小組中相互交流，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，自主完成知識的探究。此外，開放式的課堂還有利于激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生表達(dá)的愿望，讓學(xué)生不斷提高理解知識的能力，客觀認(rèn)識到自身的不足，從而在實驗學(xué)習(xí)中提高效率和效果，形成更為系統(tǒng)的學(xué)科思維。在此期間，教師需將培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力作為重要的目標(biāo)。先向?qū)W生講解實驗的必要知識，降低學(xué)生操作實驗的難度，讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解復(fù)雜程度較高的理論知識。但教師需注意，在日常教學(xué)活動中需側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維，如在開展利用伏安法測定物體RX的電阻實驗期間，教師便可設(shè)計更具有針對性的實驗活動，包括設(shè)備操作、數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備檢測等。學(xué)生在具體檢測期間，需側(cè)重留意電壓表和電流表的靈敏性，檢查指針是否可達(dá)到最左端。在具體操作時，也需留意設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，調(diào)節(jié)流經(jīng)RX的電阻值，并將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄，從而掌握設(shè)備運轉(zhuǎn)的正常情況。在整個實驗過程中，學(xué)生需調(diào)整設(shè)備的位置，并重視科學(xué)設(shè)置實驗流程。學(xué)生要相互配合才能夠達(dá)到預(yù)期的實驗?zāi)康?，從而不斷提高學(xué)生的思維和協(xié)作能力。

2.4合理利用教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生展開并培養(yǎng)抽象思維能力

為明顯提升學(xué)生的學(xué)科思維能力，教師可為學(xué)生設(shè)置相應(yīng)的情境，讓學(xué)生獲得更為真實的體驗感，在具體的情境中準(zhǔn)確理解和掌握相應(yīng)的學(xué)科知識。初中生的思維正處于從形象到抽象的過渡階段，因此，教師可通過設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)情境，讓學(xué)生在直觀的情境中掌握難度較高的學(xué)科知識，并通過后續(xù)的講解來深化學(xué)生的理性思維，讓學(xué)生在頭腦中構(gòu)建更為系統(tǒng)的學(xué)科知識體系，實現(xiàn)思維方式由形象到抽象的轉(zhuǎn)化。如在講解力的概念部分內(nèi)容時，教師便可為學(xué)生列舉物體之間發(fā)生力的作用的案例，如壓路機與公路等等。通過上述生活中的實際案例可知，兩種物體接觸后便可產(chǎn)生一定的相互作用。此后，教師還可帶領(lǐng)學(xué)生開展鐵磁和鐵釘?shù)膶嶒灮顒?，讓學(xué)生拓展了解即便兩種物體不接觸，也有可能產(chǎn)生力的作用，從而分析出力的概念。此外，教師還可通過多樣化的教學(xué)手段來輔助學(xué)生認(rèn)識壓強，讓學(xué)生更為全面地把握力的知識。在具體教學(xué)過程中，學(xué)生在相對直觀和生動的情境中更能夠準(zhǔn)確理解抽象化的概念知識，不斷提高自身的學(xué)科思維水平。教師需逐步引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)科思維的作用下不斷優(yōu)化學(xué)習(xí)的效果，靈活掌握并運用學(xué)科知識解決生活中的實際問題。

2.5教師加強對學(xué)生思維能力培養(yǎng)的重視

教師需側(cè)重在物理實驗教學(xué)中對學(xué)生學(xué)科思維能力進(jìn)行培養(yǎng)。在開展教學(xué)活動時，如果教師自身對學(xué)生的學(xué)科思維能力培養(yǎng)重視不足，認(rèn)為僅在考試中獲得理想的成績便能夠達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，這種意識便會嚴(yán)重阻礙學(xué)生學(xué)科思維的提升，使學(xué)科教學(xué)僅停留在形式層面。

基于當(dāng)前時代的發(fā)展背景，若想實現(xiàn)理想的教育目標(biāo)，便需教師主動對自身傳統(tǒng)的理念進(jìn)行革新，提高對學(xué)生思維培養(yǎng)的重視程度，以學(xué)生為核心開展不同層面的思維培養(yǎng)工作，實現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。在具體實施期間，學(xué)校也須對教師進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)來革新教師的教學(xué)理念和策略。當(dāng)前，我國的經(jīng)濟水平持續(xù)提高，在社會高速發(fā)展的背景下，社會對人才也提出了更高的要求。社會更需要人才具有高水平的思維能力，因此各地區(qū)的教育機構(gòu)便需側(cè)重引導(dǎo)教師的教育理念實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，充分認(rèn)識到提高學(xué)生思維能力的重要意義，加大對此方面的重視程度，不斷通過具體的教學(xué)實踐來優(yōu)化學(xué)科教育的思維，讓學(xué)生在科學(xué)的實驗教學(xué)活動中提高自身的思維能力，形成更高水平的學(xué)科素養(yǎng)。

結(jié)束語：

初中物理知識的邏輯性較強，在整個初中學(xué)科體系當(dāng)中，物理也是較為重要的學(xué)科之一，對學(xué)生形成更高水平的思維和實踐能力具有明顯的促進(jìn)作用。希望通過以上分析，能全面提高物理實驗課堂學(xué)生思維能力的培養(yǎng)水平。

*此論文系教育部福建師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心立項課題《實驗教學(xué)中提升中小學(xué)生觀察和思維能力的實踐研究》（立項批號：KCZ2021118）的研究成果之一。