“生本\"課堂視域下的科學(xué)思維發(fā)展“三步走”

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出，高中階段物理教學(xué)與學(xué)習(xí)的關(guān)鍵目標(biāo)在于培育學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這四大核心素養(yǎng)，其中，科學(xué)思維是學(xué)生洞察物理事物及物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律，將物理觀念具象化為物理圖景的心理活動(dòng)，是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的高階思維形式，更是學(xué)生學(xué)好與運(yùn)用物理知識(shí)的核心要點(diǎn).從“立德樹人”這一教育總體目標(biāo)來看，思維培養(yǎng)是育人環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容，科學(xué)思維素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性不言而喻.實(shí)際上，科學(xué)思維是一種綜合性思維，涵蓋邏輯思維、系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維、批判思維等多個(gè)方面，貫穿于整個(gè)教學(xué)進(jìn)程.因此，本文從情境、體驗(yàn)、交流這三個(gè)關(guān)鍵步驟著手，深入探究“生本”課堂視域下物理學(xué)科科學(xué)思維的教學(xué)實(shí)踐，具體內(nèi)容如下：

1情境：搭建新舊知識(shí)的連接橋梁

科學(xué)思維本質(zhì)上是一種思維活動(dòng)，它始于對(duì)問題的感知與好奇，依賴于個(gè)體的知識(shí)結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)背景.在高中物理課堂中，學(xué)生已具備一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)，但這些知識(shí)往往是零散的、片面的.為了促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，教師需要巧妙地設(shè)計(jì)教學(xué)情境，將新舊知識(shí)巧妙地串聯(lián)起來，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系.科學(xué)思維的培育需建立在學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)之上.學(xué)生借助類比、聯(lián)想，從而獲取新知識(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)體系的構(gòu)建以及科學(xué)思維的培養(yǎng)[1].基于科學(xué)思維發(fā)展的物理課堂，應(yīng)高度重視學(xué)生思維的連貫性，為學(xué)生搭建起連接新舊知識(shí)的橋梁，以此降低新知識(shí)的學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生思維的深刻性與靈活性.教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，以舊知識(shí)為切入點(diǎn)，以精心創(chuàng)設(shè)的優(yōu)質(zhì)情境為載體，在問題的引導(dǎo)下，深入開展教學(xué)內(nèi)容的探討，促使學(xué)生的科學(xué)思維得以生長.

在“楞次定律”這節(jié)課中，教師設(shè)計(jì)了問題情境與實(shí)驗(yàn)情境.

問題情境 在何種情形下，閉合線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？

實(shí)驗(yàn)情境用條形磁鐵分別穿過閉合的鋁圈（如圖1）與開放的鋁圈，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并嘗試推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)原理（為何條形磁鐵在插人和拔出閉合鋁環(huán)的過程中會(huì)對(duì)其產(chǎn)生力的作用）.

教師以“感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”這一舊知識(shí)為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生回憶“穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化”這一知識(shí)點(diǎn)，并共同提煉其中的關(guān)鍵詞，如“穿過”“閉合線圈”“變化”等.結(jié)合提煉出來的關(guān)鍵詞，借助“如果磁通量發(fā)生變化，線圈中會(huì)產(chǎn)生什么？”“感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化存在何種關(guān)系呢？”的問題激活舊知識(shí)并賦予其新認(rèn)知，也自然而然地將學(xué)生引入了“楞次定律”的學(xué)習(xí)中.通過對(duì)這些條件的深入探討，學(xué)生對(duì)舊知識(shí)有了全新的認(rèn)識(shí).緊接著，結(jié)合“鋁沒有磁性”這一知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境，將抽象的物理規(guī)律直觀呈現(xiàn)出來.學(xué)生通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，從而深刻理解相關(guān)知識(shí)，為后續(xù)教學(xué)的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

2體驗(yàn)：開展自主探究與合作探究

思維是人腦對(duì)客觀事物及其規(guī)律的間接反映，其發(fā)展應(yīng)以學(xué)生具備感性認(rèn)知為基礎(chǔ)，且需通過自主體驗(yàn)的方式來實(shí)現(xiàn).鑒于實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)科中的重要地位，教師可將實(shí)驗(yàn)作為載體，增強(qiáng)課堂的體驗(yàn)感，讓學(xué)生在“做”中“學(xué)”.一方面，教師設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出疑問、展開思考，促使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí).另一方面，教師安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生將自身的思維成果付諸實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”.通過自主體驗(yàn)的過程，促進(jìn)學(xué)生“思”與“做”的融合，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展.

2.1 體驗(yàn)1 演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中，實(shí)現(xiàn)思維的發(fā)展，為學(xué)生后續(xù)的實(shí)踐操作奠定基礎(chǔ).教師設(shè)計(jì)“條形磁鐵插入、拔出線圈”的實(shí)驗(yàn)（如圖2所示），引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)觀察電流表的示數(shù)變化.考慮到部分學(xué)生可能難以準(zhǔn)確觀察到電流方向，教師提出一系列問題，如“為何電流表會(huì)有示數(shù)變化？\"“插入和拔出時(shí)電流方向是否一致？為何會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？”“如何準(zhǔn)確判斷感應(yīng)電流的方向？”引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位展開討論，明確學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，逐步深入分析，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)“感應(yīng)電流方向判斷”的實(shí)驗(yàn).

2.2 體驗(yàn)2：實(shí)操實(shí)驗(yàn)

實(shí)操實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生將自身的思維成果通過實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn).這一過程模擬了科學(xué)家探究物理規(guī)律的過程，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生思維的系統(tǒng)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，真正實(shí)現(xiàn)“知行合一”.經(jīng)過演示實(shí)驗(yàn)階段的分析，學(xué)生對(duì)“感應(yīng)電流方向的判斷”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有了初步方案.此時(shí)，教師可依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖，指導(dǎo)學(xué)生連接實(shí)驗(yàn)裝置（如圖3所示），并根據(jù)小組討論結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后完成實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與分析記錄表格（如表1所示）.需要注意的是，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程而非僅僅關(guān)注結(jié)果，鼓勵(lì)學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理、仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、準(zhǔn)確歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行反思與檢驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)踐操作實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的發(fā)展.

3交流：促進(jìn)師生與生生互動(dòng)

李四光曾說：“科學(xué)的存在全靠它的新發(fā)現(xiàn)，如果沒有新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)便死了.”交流能夠?yàn)閷W(xué)生提供思維拓展的空間，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)散，推動(dòng)其思維廣度與深度的同步提升.在物理課堂上，交流不僅僅是一種學(xué)習(xí)方式，更是一種思維火花的碰撞.學(xué)生可以在交流中分享各自的見解，提出疑問，共同探討問題的本質(zhì).這種互動(dòng)不僅加深了學(xué)生對(duì)物理概念的理解，還激發(fā)了他們對(duì)未知世界的好奇心.因此，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)互動(dòng)型活動(dòng)，讓學(xué)生既能表達(dá)自己的思維成果，又能吸納他人的思維精華.經(jīng)過梳理、分析與歸納這些思維成果，學(xué)生能夠構(gòu)建起屬于自己的知識(shí)體系，同時(shí)培養(yǎng)邏輯思維的深刻性、批判性與創(chuàng)造性.教師可設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)研討會(huì)”活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位展示思維成果、傾聽他人觀點(diǎn)、展開交流討論，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維.

各小組選派代表根據(jù)“感應(yīng)電流方向判斷”實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與分析記錄表格，簡要闡述實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果.其他小組需認(rèn)真傾聽，并針對(duì)闡述內(nèi)容中的問題、優(yōu)點(diǎn)與不足進(jìn)行提問.通過組內(nèi)討論得出結(jié)論，在表達(dá)過程中深化對(duì)結(jié)論的理解，通過傾聽他人觀點(diǎn)吸收不同的見解，實(shí)現(xiàn)思維的碰撞.

隨后，教師展示“感應(yīng)電流方向的判斷”實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖（如圖4所示），通過問答的方式進(jìn)一步幫助學(xué)生梳理思維，使學(xué)生的知識(shí)系統(tǒng)化、思維全面化.最后，教師提出“通過實(shí)驗(yàn)過程，同學(xué)們有何發(fā)現(xiàn)？”引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過程中的知識(shí)、方法與思維，進(jìn)行審視與交流，從而拓展、深化與更新學(xué)生的思維.值得注意的是，教師應(yīng)始終以肯定的態(tài)度對(duì)待學(xué)生在交流過程中提出的各種想法，哪怕是錯(cuò)誤或新奇的想法，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心.

4結(jié)語

綜上所述，通過情境創(chuàng)設(shè)、親身體驗(yàn)、互動(dòng)交流這“三步走”的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生真正成為課堂的主體，他們通過主動(dòng)探索、積極實(shí)踐、用心學(xué)習(xí)，不僅獲取了知識(shí)，還實(shí)現(xiàn)了科學(xué)思維的發(fā)展，有力地推動(dòng)了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落地[2].在“楞次定律”這一具體實(shí)例中，看到了情境創(chuàng)設(shè)、親身體驗(yàn)、互動(dòng)交流對(duì)于提升學(xué)生科學(xué)思維的重要作用.在今后的教學(xué)中，教師應(yīng)緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的情境與實(shí)驗(yàn)，積極開展雙向互動(dòng)交流，進(jìn)一步拓展學(xué)生思維的廣度與深度，讓\"育人”理念在物理課堂中得以充分彰顯.

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雨欣，荊鵬，侯恕.物理教科書中科學(xué)思維的呈現(xiàn)：建構(gòu)邏輯、現(xiàn)實(shí)樣態(tài)與推進(jìn)路徑[J].中學(xué)物理，2025，43（01）：21—25.

[2]陶夢(mèng)雨.高中物理教學(xué)中提升科學(xué)思維的探索—以“分子動(dòng)理論”為例[J].物理教學(xué)探討，2024，42（10）：15—17.