基于培養(yǎng)學生科學思維能力的高中物理教學設計

李峰

摘 要：核心素養(yǎng)是當代教育的核心主題，其從一定程度上拓展了教學工作的深度與廣度，對學生學習體驗的增強與能力的發(fā)展有著十分重要的促進作用。新教育背景下，如何以核心素養(yǎng)為導向，培養(yǎng)學生科學思維能力已成為廣大教師教學工作開展的重要課題。然而，目前來看，高中物理教學仍存在一定程度上的不足，如：教學內容單一、教學方法局限，影響了學生學習積極性與教師教學工作的針對性?；诖耍疚牧⒆愀咧形锢碚n堂，針對當下存在的問題提出具體優(yōu)化策略，旨在彌補傳統教學模式存在的短板，提升課堂溫度，促進學生科學思維能力的個性化發(fā)展。

關鍵詞：科學思維能力；高中物理；教學現狀；策略研究

科學思維能力作為學生理解知識、運用知識的重要品質，能夠幫助學生將學科知識與日常生活建立有機聯系，簡化學習流程的同時，在問題分析、問題解決過程中提高自身創(chuàng)新能力與實踐能力。對此，廣大高中物理教師應明確科學思維能力對學生能力、素養(yǎng)發(fā)展的現實意義，從課堂教學內容、方法入手，擺脫傳統“升學式”教學思維的束縛，優(yōu)化教學架構，豐富教學內涵，以此讓學生在學習過程中逐步形成問題解決的能力，加快核心素養(yǎng)培育工作的落實。

一、高中物理教學中培養(yǎng)學生科學思維能力的現實意義

（一）強化學生自主學習能力，構建完整知識框架

核心素養(yǎng)背景下，培養(yǎng)學生科學思維能力能夠簡化學生學習流程，使其從多個角度加深對物理知識的理解與運用，同時也能進一步提升課堂教學內涵，加快落實素質教育工作的根本育人任務。從一定程度上來看，高中物理知識點具有高度的關聯性，對學生邏輯思維的發(fā)展有著積極的促進作用，在此基礎上培養(yǎng)學生科學思維能力便于學生深入了解概念性知識，并通過具體的實驗探究活動促進能力思維的內化躍遷。此外，以核心素養(yǎng)為導向的高中物理課堂教學實現了單元知識內容的整合，通過多種情境問題引導學生進行自主探究學習這種環(huán)境下，也能幫助學生樹立良好的物理觀念，構建完整的知識框架，促進身心健康發(fā)展。

（二）高度契合新課標改革的實際需求

新教育背景下，聚焦學生能力、素養(yǎng)發(fā)展，構建品質課堂已成為教育核心目標，廣大教師要以核心素養(yǎng)為根本出發(fā)點，注重科學思維能力的培養(yǎng)，以多種教育資源為載體，拓寬學生物理視野，促進其綜合學習能力的多維度發(fā)展。同時，培養(yǎng)學生科學思維能力也能讓學生從多個角度探索物理知識魅力，明確其于社會發(fā)展的現實意義[1]。此外，科學思維能力的培養(yǎng)也能使學生走出課堂，以生活經驗為線索，對物理知識展開深入探索，逐步建立良好的物理觀念，達到意念合一的學習目標，全面強化學生的實踐能力。

（三）促進學生深度學習，促進能力、素養(yǎng)個性發(fā)展

科學思維能力能夠有效彌補學生學習目標模糊、學習積極性不高等問題的短板，促進他們思維的躍遷與能力的內化，進而強化自身科學發(fā)展觀。與其他學科相比，物理知識較為抽象，且彼此存在一定的邏輯關系，而現階段學生正面臨人生發(fā)展的黃金時期，以科學思維能力牽線物理知識學習能夠有效拓寬學生物理視野，使其從整體性、層次性等多個角度把握學習重點，提高自身創(chuàng)新性思維，促進能力、素養(yǎng)的個性發(fā)展。

二、高中物理教學中學生科學思維能力培養(yǎng)路徑

（一）單元解讀，制定目標

在實際教學過程中，為進一步提升物理教學實效，教師應深入解析單元內容，在此基礎上制訂靈活的教學目標，這種情況下也能強化教學實效，為學生打造高效的物理課堂。同時，針對學生科學思維能力培養(yǎng)，教師可以單元教學目標為出發(fā)點，根據教材知識點分布情況，設計多維度、梯度性的教學方案，秉持“以生為本”的教育原則，對教學內容予以重構，加強多種教育資源的開發(fā)，提升課堂溫度，實現知識的有機整合，為學生能力、素養(yǎng)發(fā)展奠定基礎[2]。此外，針對學生能力間的差異，教師也要圍繞教學內容與課程標準，從物理學科核心素養(yǎng)視角出發(fā)，圍繞教學目標進行情境創(chuàng)設與導學問題設置，降低學生學習難度，使其更好地融入課堂學習中，促進思維的發(fā)散。

（二）梳理知識，明確要點

與一般通識學科相比，物理知識具有抽象性、關聯性強等特點，對學生邏輯思維知識獲取、知識運用等基礎能力要求較為嚴苛?；诖?，教師應立足現階段高中生能力認知特點，梳理教材重難點知識，以思維啟發(fā)、思維培養(yǎng)為導向進行教學方案設計，簡化學生學習流程，把握學習要點，從而消除負面學習情緒，提高學習成效。

（三）聚焦重點，強化思維

基于科學思維能力培養(yǎng)下的物理教學設計應始終以學生知識運用能力提升為根本要點，擺脫傳統教學模式的束縛，加強知識與多種元素（生活現象、實際案例等）的交織，以情境、問題為踏板，降低學生學習難度的同時，使其結合生活經驗梳理物理知識于自身、社會發(fā)展的現實意義，并形成良好的行為習慣與科學嚴謹的價值觀念。

三、當下高中物理教學現狀分析

目前來看，受傳統應試教育思維的限制，部分教師教學工作仍圍繞教學內容及課程標準，缺乏對學生思維、能力、素養(yǎng)的培養(yǎng)，加之師生角色定位的模糊，學生難以快速融入課堂學習中，對物理知識的認知存在局限性。此外，物理實驗教學也是物理學科的重要一環(huán)，多數教師將學科知識作為學生能力、素養(yǎng)的價值體現，在實際教學過程中常以其升學為目標進行知識講述，忽略了學生自主思考、自主探究等能力的培養(yǎng)，同時“目的性”過強的教學方法極易讓學生陷入思維困境，甚至對教師產生過度依賴。其次，對于物理課堂而言，課堂氛圍起到了十分重要的輔助作用，一方面，能夠有效吸引學生注意力，縮短其融入課堂學習的時間；另一方面，良好的課堂氛圍能夠確保教學工作的順利開展，為學生能力、素養(yǎng)提升奠定基礎[3]。但從目前來看，多數教師并未重視課堂氛圍的營造，在教學時也只是利用提問、回答的方式進行互動。單一、枯燥的互動方式不僅影響了學生學習積極性，加之現階段高中生能力、認知的局限性，無法積極響應教師，進而導致課堂節(jié)奏難以控制，教學成效難以達到預期目標。

四、基于培養(yǎng)學生科學思維能力下高中物理教學開展策略

（一）創(chuàng)設生活情境，點燃學習熱情

情境作為知識的重要載體，其展現了良好的價值，一方面能夠對抽象的物理知識予以重構，以學生樂于接受的形式予以展現，提升課堂趣味性的同時，使其快速融入課堂學習中；另一方面，情境能夠串聯學科知識，幫助學生構建完整的知識框架，提高學習效率。以“運動描述”這一知識點為例，教師可依托多媒體技術為學生創(chuàng)設生活情境，展示“蘇炳添以9.91秒的成績殺進田徑世錦賽百米決賽”。隨后根據蘇炳添的百米沖刺視頻進行模型建立，并引入瞬時速度、加速度等概念知識，同時設置如下問題引導學生進行思考：

1.蘇炳添百米跑用時9.91s，他的速度是多少？該速度有什么樣的含義？

2.如何計算蘇炳添撞線時的速度？這時的速度被稱為什么速度？

通過情境、問題的引導，能夠將物理學習與實際生活進行連接，引發(fā)學生學習興趣的同時，為其后續(xù)深入學習奠定基礎。

（二）重視概念教學，明確學習目標

高中物理教師要深入解讀物理教材，細化物理公式和定律教學，加強概念教學，降低學生學習難度，使其更好地理解物理知識，提高學習積極性與自主性。以“牛頓三大定律”這一知識點為例，教師可讓學生思考三大定律間的內在關系，同時借助多媒體為學生播放相關視頻，如：牛頓第一定律探究了物體運動和力之間的關系，教師可為學生播放小人推車，通過對物體受力方向的分析，了解公式的含義；牛頓第二定律則是在第一定律基礎上揭示了力與質量、加速度間的關系，教師可為學生展示公式F=ma，并結合具體案例，如：勻加速推動物體，讓學生在此過程中思考物體運動方向、物體受力方向等內容，并圍繞“物體加速度與合外力間的關系”開展實驗探究。通過這種方式，讓學生更好地理解概念及公式元素間的邏輯關系，提高學習成效。

（三）豐富教學手段，提升課堂溫度

在高中物理教學中，學生科學思維能力培養(yǎng)是當下教師教學工作開展的重要課題。對此，針對當下高中生能力認識的特點，教師要豐富教學手段，增強學生學習體驗，使其在多種教學手段的引導下，促進物理思維的發(fā)散，從而更好地掌握重難點知識，提高自身科學思維能力。

1.鼓勵小組探究

小組合作學習能夠實現優(yōu)劣互補，提高學生學習積極性，同時，使其在思維的交互碰撞下強化自身創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。以“歐姆定律”這一知識點為例，教師可布置小組探究任務，讓學生思考“如何改變燈泡的亮度？”并為其準備相應的實驗材料，讓他們通過電路的組裝進行實驗探究，例如，有的學生在電路上增加了滑動變阻器，通過改變滑動變阻器阻值大小來調整電流，從而達到改變燈泡亮度這一目的；也有的同學計算出燈泡的電阻值，隨后挑選阻值大于燈泡阻值的電阻箱，通過組裝電路同樣也達到了改變燈泡亮度這一目標。

2.巧妙運用課堂提問

問題的引入能夠使學生聚焦特定的內容思考問題，便于學生把握學習方向，高度契合學生個性化的學習需求。新時代背景下，教師可結合教學主題引入多元化的問題，引導學生深入思考物理問題，并在問題解決方案制訂過程中提高自身科學思維能力。

（1）設置情境式問題，激發(fā)學生學習興趣

以《摩擦力》一課為例，教師可創(chuàng)設“人走路、推箱子”等教學情境，讓學生思考摩擦力是如何產生的以及摩擦力的方向是否一定跟物體前進方向相反？通過情境的創(chuàng)設引入具體問題，能夠聯系實際生活，讓學生結合生活經驗進行物理模型建立，并在分析過程中加深對知識的印象，點燃學生的思維，提升課堂教學質量。

（2）設置發(fā)散性問題，活躍學生的思維

發(fā)散性問題能夠幫助學生從多個角度思考、探究物理知識，并由此促進自身聞一知十、舉一反三能力的提升。

以《電源與電流》一課為例，開展教學時，教師可圍繞本節(jié)課教學目標，為學生設置如下問題：

①電流形成后，其方向是否為唯一性？

②如何控制電流的大小及方向？

③電路串、并聯對電流大小是否有影響？

針對學生能力間的差異，教師還可將上述問題以多選題的形式展現給學生，讓他們對每一個選項進行探究思考。通過這種方式，進一步強化他們的科學思維探究能力，提高教學工作的針對性與指向性。

（四）注重實驗探究，強化思維邏輯

物理核心素養(yǎng)下，從實驗教學入手，引導學生進行實驗探究，能夠逐步提高學生的探究能力，培養(yǎng)其良好的科學思維能力。同樣以“運動描述”這一單元內容為例，教師可設計“瞬時速度測量”的實驗活動，選取某段距離平均分成十份，每10米站一個學生，利用停表和米尺，測量班級某位同學百米跑分段數據，做好基礎數據的統計工作。隨后，一名學生出發(fā)，經過十米處，由站立學生打點，記錄到達時間，隨后整理分段數據，結合公式計算引出每段距離的瞬時速度。通過這種方式，能夠幫助學生更好地理解瞬時速度、速度等概念間的異同點，強化自身思維邏輯，提高學習成效。

（五）做好課程總結，培養(yǎng)科學態(tài)度

物理教學中，做好課程總結，利于學生把握物理學科的核心要素，在此基礎上也有利于學生科學思維能力的培養(yǎng)，對其素養(yǎng)綜合發(fā)展也有重要影響。

以“加速度”這一知識點為例，在實際教學中，教師可鼓勵學生以小組的形式進行實驗設計，自主選取測量對象，對教材實驗結論進行驗證。在此過程中，教師要做好實驗指導工作，一方面，對學生實驗活動、實驗步驟、注意事項予以記錄，分析其可行性；另一方面，對學習困難的學生予以指導，提高其學習自信心與積極性，營造良好的學習氛圍。此外，也可讓學生對比單元內容，深入剖析不同的概念，以《運動的描述》這一單元為例，教師可以讓學生重點總結運動的描述的相關概念，幫助學生構建完整的知識框架，深入理解學科內容，強化學生綜合學習能力[4]。不僅如此，教師還應在課程總結階段，落實教學評價，針對不同層次學生能力特點制訂生成評價與預設評價，從教學目標設立到學生實驗探究活動，設置多個階段的考評體系，以周、月為節(jié)點，對學生階段能力提升予以記錄、對比，并做好評價內容、評價標準的革新工作，保證教學工作契合不同層次學生能力、素養(yǎng)發(fā)展實際需求，提高課堂溫度，培養(yǎng)其科學、嚴謹的學習態(tài)度[5]。

結束語

綜上所述，以核心素養(yǎng)為導向的高效課堂構建已成為教師培養(yǎng)學生科學思維能力的重要方式。對此，教師應立足學科特點，以科學思維培養(yǎng)為總抓手，創(chuàng)設生活情境，點燃學習熱情。重視概念教學，明確學習目標、豐富教學手段，提升課堂溫度；注重實驗探究，強化思維邏輯；做好課程總結，培養(yǎng)科學態(tài)度。多措并舉，提高學生科學思維能力。不僅如此，在今后的教學中，教師也要注重學生個體間的差異，加強多種教育資源的開發(fā)與運用，推進課內外知識的有機整合，滿足不同層次學生能力發(fā)展需求，加快落實素質教育的根本育人目標。

參考文獻

[1]郭彪.高中生物理科學思維能力的培養(yǎng)策略與實踐研究[D].武漢：華中師范大學，2022.

[2]李文靜.基于科學思維培養(yǎng)的問題鏈教學在復習課中的實踐研究[D].石河子：石河子大學，2022.

[3]楊軍.高中物理課堂教學中培養(yǎng)學生科學思維能力的策略[J].遼寧教育，2022（9）：66-69.

[4]趙桃.高中物理教學中培養(yǎng)學生科學思維能力的策略研究[D].重慶：西南大學，2022.

[5]張春雷.指向學生物理科學思維能力培養(yǎng)的探究性實驗教學：以電學實驗為例[J].數理天地（高中版），2022（6）：84-85.

本文系廣西教育科學規(guī)劃課題“融合核心素養(yǎng)的高中物理教學策略研究”（項目編號：2018ZJY234）。