初中物理教學如何培養學生的科學思維

陳建軍

【摘? ? 要】新課程改革對物理教學提出了新理念，將培養學生的科學素養放在了核心位置，而思維能力又是科學素養的重要內容。在初中階段，許多學生在學習物理時總感到非常難學，其中很重要的原因是沒有掌握好物理思維規律。在教學過程中，教師應當引導學生積極思考，學會思維，同時要了解并設法克服學生的思維障礙，從而提高物理教學質量。

【關鍵詞】初中物理? 科學思維? 培養

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.24.156

當今時代，瞬息萬變，放眼未來，科學、數學和技術是變化的中心，掌握這些技術的是人，決定國家民族興衰的關鍵，是人的智力，而智力的核心內容，不再是知識儲量的多少，而是思維能力的強弱，或者說，思維品質。課程教學改革迫切要求教師改變舊的教學方法，培養學生自主學習能力，培養學生的思維品質成為當務之急。因此，在物理教學中培養學生科學思維品質是時代的要求，也是新課標的基本理念。

一、物理科學思維能力的概念

所謂物理科學思維能力，是指學生在學習物理時，基于自身大腦對不同事物所形成的客觀認知，對其屬性、運動規律及相互關系作出對應的判斷。物理思維能力是在認識物理過程中，所形成的一種高階思維能力，根據其形式的不同，可以將其分為動作思維、形象思維、邏輯思維及直覺思維幾種。在物理學科中，包括具有精準性的概念、規律等內容，也會因誤差、理想化處理等出現近似值，所以物理科學思維具有精準性及近似性特點，同時還具有抽象性及形象性特點，如用形象的殼層結構表示抽象的原子，另外，還會因人的直覺感受而存在直覺思維，這些都是物理科學思維能力的具體表現和組成。

二、科學思維的培養策略

（一）通過組織教學內容體現科學思維教育

在初中物理教學中，我們要按照具體思維方法的邏輯組織授課內容、設計課堂教學環節，體現科學思維教育。在引入電壓概念時，可應用類比法教學，教師可按照類比法思路開展教學。首先，展示水流和電流的示意圖，引導學生找出相似屬性，如水流有一定方向，電流也有一定方向;水流推動水輪機的速度大小不同，電流使燈泡發光的亮度也不同……接著進行類比：水流動時，要使水路暢通，推理可知電流流動也要有處處連通的電路;水流動時要有水壓，推理可知電流動時要有電壓;由水壓隨髙度差變大而增加，類比可知，電壓也會隨某種因素的變化而變化。此時教師要告訴學生類比具有偶然性，要想知道結果是否確切，還需通過驗證才確定其準確性。這里，教師可以引導學生深入了解類比法的運用與優點，引導學生學會聯想知識、觸類旁通，啟發創新的靈感。

（二）通過設計實驗探究促進科學思維教育

初中物理實驗探究環節是可以通過多種形式呈現的，教師通過設計實驗、引導探究以達到促進科學思維教育的目的。例如，在“探究物質吸熱能力”的教學中，傳統實驗是將質量相等的煤油和水分別裝在兩個相同的燒杯中，并測出煤油和水的初始溫度，然后用兩個相同的酒精燈加熱，每隔2min記錄一次溫度，通過比較吸收相同熱量所升高的溫度來分析物質的吸熱能力。而實際實驗教學中卻發現這一實驗存在以下不足1.實驗安裝費時且有一定危險。2.酒精燈不可能完全相同，燒杯底部平整導致受熱不夠均勻。3.分析數據并得出結論時只能憑借印象，產生疑問時也無法重新實驗觀察，學生往往對結論理解不透，要耗費很長時間去記憶、理解。教師引導學生設計DIS實驗，圍繞吸熱能力和質量、升高溫度等的關系展開討論，力爭更好地推理論證嚴謹的方案，如采用同一個紅外加熱器保證兩個試管中的液體加熱方式基本相同，且試管底部為半圓，受熱相對均勻。

在分析吸熱能力強弱時，突出轉換思維和控制變量方法，引導學生運用數字化實驗圖像（可以在實驗中保存）找到兩種物質升高相同溫度的點，發現兩種物質所用的加熱時間長短不一樣，轉換成吸熱多少不同。又推理得出通過“吸熱相同（加熱時間相同）時，比較物質升溫多少”的方法。在改進實驗設計時，要提醒學生分析結論的可靠性和適用性，反思實驗方案和過程，促進科學思維與實驗過程的優化組合。

（三）通過思維比較形成沖突激發科學思維

科學思維教育的目的是要教會學生正確獲取知識，而其他思維方式與科學思維方式得出不一樣的結論，從而使學生產生了認知沖突。

例如，在“力和運動”一節中，學生們起初大多通過經驗思維推導，認為力是使物體運動的原因，沒有力就無法使物體運動;還有個別學生通過哲學思維思考，認為物體的運動是人內心的一種感覺等。這與科學思維的實證、邏輯相違背，要激發學生運用科學思維學習，就要進行比較，讓證據與學生的經驗產生認知沖突，進而突出質疑過程（力對物體的運動到底有什么影響）、建立模型過程（用小車代表一般物體，用幾種不同材料的平面制造出不同的力等）、推理論證過程（小車停下的距離越近說明了什么），促進科學思維教育的整體性學習。

（四）通過科學思維教育鞏固科學思維

雖然科學思維教育內容和物理具體內容結合在一起，但是科學思維教育內在的整體性、系統性和發展性要求在每一階段的物理教學中都要實現全覆蓋，包括以實證、邏輯、質疑為思維取向;以提出問題、建立模型、推理論證、質疑創新等為思維特征;以比較、分析、抽象、假說、演繹、模型為思維方法，確保每學完一冊物理書，鞏固提髙一次科學思維。例如，在“杠桿、滑輪”等內容都體現了模型思維;功率、機械效率突出了比較、分析等思維;綜合實踐活動則訓練學生的演繹思維;后面幾章內容也凸顯了實證、邏輯等科學思維特征。

總之，物理科學思維能力的培養，不僅是物理教學中的一項重要工作，而且是增強學生物理學習能力的有效途徑。在物理課堂上，應通過強化學生的科學思維意識、加強對物理科學方法的學習、構建課堂教學情境、重視對學生思考能力的培養等策略，幫助學生形成物理科學思維，進而才能提高教學質量及教學水平，促進學生全面發展。

參考文獻

[1]李正福.論物理核心素養視野下的科學思維教育內容《課租、教材、教法》2012年10期.

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