初中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

周文興

（甘肅省武威市體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校，甘肅 武威 733000）

0 引言

對(duì)于初中階段的學(xué)生而言，在當(dāng)下注重素質(zhì)教育的環(huán)境中，學(xué)生應(yīng)努提高自身的學(xué)習(xí)能力，提升自身的物理學(xué)科素養(yǎng)，為更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展筑牢知識(shí)基礎(chǔ)。而科學(xué)素養(yǎng)作為學(xué)生應(yīng)具備的物理核心素養(yǎng)之一，學(xué)生應(yīng)跟隨教師的物理課程教學(xué)，完成自身科學(xué)思維的調(diào)動(dòng)、啟發(fā)、驅(qū)動(dòng)、鍛煉、建構(gòu)，讓自己的科學(xué)思維得到切實(shí)培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)物理綜合素養(yǎng)的整體提升。

1 結(jié)合生活實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維

在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，物理中的許多知識(shí)內(nèi)容都是源自于生活，如平面鏡成像與湖面倒影相關(guān)、十字路口轉(zhuǎn)角處的廣角鏡與凸透鏡成像相關(guān)等?；诖耍谖锢斫虒W(xué)中，教師可以通過(guò)結(jié)合生活實(shí)際的方法，以生活現(xiàn)象調(diào)動(dòng)學(xué)生的科學(xué)思維，在提高學(xué)生物理知識(shí)理解力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)[1]。

以人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第四章第三節(jié)《平面鏡成像》為例。在本次教學(xué)中，教師將通過(guò)引入生活實(shí)際的方式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)上述知識(shí)內(nèi)容的掌握。首先，教師為學(xué)生展示了生活中常見(jiàn)的會(huì)有“平面鏡”現(xiàn)象的場(chǎng)景，如鏡中人、湖面倒影等。在觀察中，學(xué)生應(yīng)思考：平面鏡中呈現(xiàn)出的像與物體的位置、大小有怎樣的關(guān)系呢？如果移動(dòng)物體，平面鏡中的像是否會(huì)發(fā)生變化呢？針對(duì)這些思考，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行了平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，教師將運(yùn)用等效替代法完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并需要用到薄玻璃板、支架、大小完全相同的蠟燭、白紙、刻度尺、記號(hào)筆、光屏等實(shí)驗(yàn)器材。而后，教師分別進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，并記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）。

表1 平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

在本次實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)表1 中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以獲得平面鏡呈現(xiàn)的特點(diǎn)，即像的大小與實(shí)際物體的大小相等、像與實(shí)際物體到平面鏡的距離相等、像與實(shí)際物體的連線與鏡面呈直角、平面鏡的成像是虛像。

對(duì)此，通過(guò)生活現(xiàn)象引發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證生活現(xiàn)象、理解物理知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的充分理解和掌握。

2 靈活設(shè)置問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維

在物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的深入思考，往往都是從一個(gè)個(gè)基礎(chǔ)的物理問(wèn)題出發(fā)，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的不斷分解、深入分析，從而完成對(duì)物理問(wèn)題的解決，獲得物理知識(shí)。因此，在開(kāi)展物理教學(xué)時(shí)，教師需要靈活設(shè)置課堂問(wèn)題，積極引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)問(wèn)題的思考與解決。

以人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第一章第一節(jié)《長(zhǎng)度和時(shí)間的測(cè)量》為例。在本次課程的教學(xué)中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)正確使用刻度尺等相關(guān)器材獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠正確運(yùn)用停表測(cè)量一段時(shí)間，并掌握實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因與減小誤差的方法?；诖耍诮虒W(xué)中，教師可以通過(guò)靈活設(shè)置問(wèn)題的方式，帶領(lǐng)學(xué)生完成課程中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。具體來(lái)講，在課程開(kāi)始，教師便可以問(wèn)題的形式導(dǎo)入新知識(shí)。

師：同學(xué)們，日常生活中我們都使用過(guò)哪些測(cè)量長(zhǎng)度的工具？

生：刻度尺、卷尺、三角尺、皮尺等。

師：在測(cè)量的過(guò)程中，面對(duì)不同的物體，我們使用的測(cè)量工具是否一樣呢？

生：不一樣。測(cè)量身高使用卷尺最合適，測(cè)量三維使用皮尺最合適，如果測(cè)量像銅絲等物體的數(shù)據(jù)需要用到游標(biāo)卡尺。

通過(guò)上述提問(wèn)，教師將學(xué)生的注意力與思維引導(dǎo)至對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量工具的認(rèn)知上。接著，教師可以為學(xué)生設(shè)置具體的測(cè)量問(wèn)題，如“如何測(cè)量出一張紙的厚度、鐵絲的直徑、乒乓球的直徑等”等，而學(xué)生需要設(shè)計(jì)出具體的測(cè)量方法。借助設(shè)置問(wèn)題的方法，學(xué)生的科學(xué)思維可以得到有效啟發(fā)。在運(yùn)用思維思考問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的深入掌握，還能通過(guò)對(duì)問(wèn)題的解決，提高自身科學(xué)思維能力。

3 運(yùn)用課堂留白，驅(qū)動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維

課堂留白是指，在物理教學(xué)中，學(xué)生能夠進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的時(shí)間。在這部分時(shí)間內(nèi)，學(xué)生需要通過(guò)對(duì)物理知識(shí)獨(dú)立自主地學(xué)習(xí)，完成對(duì)物理現(xiàn)象分析、探索、解決的過(guò)程[2]。以這樣的方式，可以讓學(xué)生的科學(xué)思維實(shí)現(xiàn)自主驅(qū)動(dòng)，獲得物理學(xué)習(xí)能力的提升。

以人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第二章第三節(jié)《聲的利用》為例。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生需要掌握現(xiàn)代技術(shù)中與聲有關(guān)的應(yīng)用知識(shí)、能夠正確區(qū)分聲與信息和聲與能量。在課程的學(xué)習(xí)中，教師采用課堂留白的方式，將需要使用的資料分享給學(xué)生后，便讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)第一部分的內(nèi)容“聲音可以傳遞信息”時(shí)，學(xué)生對(duì)聲音在不同情境中傳遞信息的情況進(jìn)行了總結(jié)（見(jiàn)表2）。

表2 聲音在不同情境中傳遞信息的情況

而在探究“聲音可以傳遞能量”這部分知識(shí)時(shí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)“會(huì)跳舞的火焰”，驗(yàn)證聲音如何傳遞能量。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將音響放置在點(diǎn)燃蠟燭的前側(cè)，并播放音樂(lè)。隨著音樂(lè)的播放，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰會(huì)隨著音樂(lè)搖動(dòng)，以此證明聲音可以傳遞能量。

4 借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鍛煉學(xué)生科學(xué)思維

對(duì)于學(xué)生而言，通過(guò)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的操作，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)物理知識(shí)的扎實(shí)掌握，還可以借助科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作流程，讓自己的科學(xué)思維得到切實(shí)鍛煉[3]。因此，教師應(yīng)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理課程中的比重，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維。

以人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第三章第三節(jié)《汽化和液化》為例。在本次課程的學(xué)習(xí)中，教師將通過(guò)“探究水的沸騰現(xiàn)象”的物理實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)汽化的知識(shí)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生需要根據(jù)教師的指導(dǎo)，完成裝配、加熱、讀記、作圖四個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要注意兩個(gè)方面的內(nèi)容，其一是水溫升到90℃時(shí)，應(yīng)每隔1 分鐘記錄一次水溫，直到水沸騰后5 分鐘為止；其二是溫度計(jì)的玻璃泡不能觸及燒杯底部和杯壁。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知：水在沸騰的過(guò)程中雖然會(huì)吸收熱量，但是溫度保持不變。此外，在完成實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生需要將水的沸騰現(xiàn)象與之前課程中學(xué)習(xí)的水的蒸發(fā)現(xiàn)象做對(duì)比，明確二者在水汽化過(guò)程中的異同點(diǎn)（見(jiàn)表3）。

表3 沸騰與蒸發(fā)現(xiàn)象的異同對(duì)比表

借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，學(xué)生在物理課程中，可以通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)、整理對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異同的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身科學(xué)思維的鍛煉，獲得科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，促進(jìn)自身科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

5 繪制思維導(dǎo)圖，建構(gòu)學(xué)生科學(xué)思維

在知識(shí)的學(xué)習(xí)中，為了讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)掌握，形成結(jié)構(gòu)性認(rèn)知，教師經(jīng)常會(huì)運(yùn)用思維導(dǎo)圖帶領(lǐng)學(xué)生整理知識(shí)，讓零散的知識(shí)內(nèi)容得以形成結(jié)構(gòu)。對(duì)此，在物理教學(xué)中，教師同樣可以引入思維導(dǎo)圖，輔助學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行整理，從而讓學(xué)生的科學(xué)思維在知識(shí)梳理中得到建構(gòu)。

以人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第四單元第二節(jié)《光的反射》為例。在本次課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要掌握三個(gè)目標(biāo)內(nèi)容：第一，認(rèn)識(shí)到光射到物體表面可以發(fā)生反射；第二，掌握光的反射規(guī)律，知曉法線、入射角、反射角的概念；第三，掌握反射現(xiàn)象中光路的可逆性特點(diǎn)?；诖耍趯?shí)際教學(xué)中，學(xué)生需要完成對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，即光的反射相關(guān)概念、光的反射定律、光反射的兩種類型。同時(shí)，學(xué)生還應(yīng)熟練操作探究光的反射定律實(shí)驗(yàn)、探究鏡面反射和漫反射的實(shí)驗(yàn)。具體而言，在思維導(dǎo)圖的制作中，學(xué)生需要將內(nèi)容具體到法線的概念、物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等。這樣，學(xué)生便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光的反射知識(shí)做出系統(tǒng)性的認(rèn)知。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，不僅需要學(xué)生積極主動(dòng)配合教師的教學(xué)活動(dòng)、參與到物理課堂中，還需要教師運(yùn)用科學(xué)有效的教學(xué)方法，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維進(jìn)行調(diào)動(dòng)、啟發(fā)、驅(qū)動(dòng)、鍛煉、建構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生的科學(xué)思維才能得到有效培養(yǎng)。所以，物理教師應(yīng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的教學(xué)指導(dǎo)要求，及時(shí)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新教學(xué)方法，在教學(xué)中切實(shí)落實(shí)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。