物理核心素養(yǎng)導向下的思維能力培養(yǎng)

李于闐

【摘要】培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力要求教師轉(zhuǎn)變觀念，以物理核心素養(yǎng)為引領(lǐng)，注重引導學生開展創(chuàng)造性活動，培養(yǎng)學生的“形象”與“抽象”，“想象”與“邏輯”，“發(fā)散”與“獨創(chuàng)”以及“聯(lián)想”等創(chuàng)新思維。

【關(guān)鍵詞】初中物理 核心素養(yǎng) 創(chuàng)新思維 培養(yǎng)

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）07A-0143-02

物理核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的、適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學生通過物理學習內(nèi)化的品質(zhì)。物理核心素養(yǎng)由“物理觀念、科學探究、科學思維、科學態(tài)度與責任”四個方面構(gòu)成。在深化課程改革過程中，教師要注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力，這就要求教師轉(zhuǎn)變觀念，以物理核心素養(yǎng)為引領(lǐng)，注重引導學生的創(chuàng)造性活動，并以相應的創(chuàng)造性思維的熏陶來發(fā)展學生的創(chuàng)新意識。那么，如何以物理核心素養(yǎng)為導向培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維呢？

一、以“物理觀念”為導向，培養(yǎng)學生“形象”和“抽象”的創(chuàng)新思維

核心素養(yǎng)提出的“物理觀念”，是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉與升華，是從物理的角度解釋自然現(xiàn)象和解決問題的基礎(chǔ)。學生學習物理概念和規(guī)律的過程，就是從感性認識到理性認識的過程。教師在教學中不要把物理概念全盤拋給學生，而應以“物理觀念”為導向，讓學生從形象思維過渡到抽象思維，歸納出物理概念和規(guī)律，培養(yǎng)學生“形象”和“抽象”的創(chuàng)新思維能力。

在人教版八年級物理下冊《力》一課中，關(guān)于“力”的概念的教學，就是讓學生經(jīng)歷從自然和生活現(xiàn)象中歸納力的概念的過程。首先，以生活實例為學生創(chuàng)造“力”的情境。教師出示少數(shù)民族的押加比賽圖片，兩個人用“力”拖動布帶互拉，以決勝負。然后，教師引導學生描述一些生活中與力有關(guān)的現(xiàn)象（如下圖）。

接著，提出問題：發(fā)生力的現(xiàn)象時各有什么特點和共同點？引導學生梳理并總結(jié)，歸納出力的概念：力是物體對物體的作用。

二、以“科學思維”為導向，培養(yǎng)學生“想象”和“邏輯”的創(chuàng)新思維

“科學思維”主要包括模型構(gòu)建、科學推理、科學論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。初中物理有很多抽象的知識，如原子結(jié)構(gòu)、磁場等。怎樣才能讓學生快速理解這些抽象的知識呢？筆者認為可以運用“理想模型法”進行教學，通過構(gòu)建物理模型，疏通學生的思路，幫助學生建立清晰的物理圖像，使抽象的問題變得直觀，既增強了學生學習物理的興趣，又降低了學生學習的難度。

在人教版九年級物理第二十章《磁現(xiàn)象 磁場》一課中，因為磁場看不見、摸不著，學生要認識磁場是比較困難的，教師可以通過“模型構(gòu)建”，形象地描述磁場。

師：大家想不想知道磁鐵周圍的磁場“長”得怎樣？

生：想！

學生實驗：1.把玻璃板放在條形磁鐵上，在板上均勻撒上鐵屑并輕敲板，觀察發(fā)現(xiàn)鐵屑有規(guī)則地排成一條條曲線（引導學生觀察條形磁體的磁場分布）。2.把一些小磁針放在曲線上，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極指向一致沿著曲線方向。

師：請你們想一想，怎樣形象、直觀地描述磁場？

生：我們在磁場中畫一些帶有箭頭的曲線，箭頭的方向就是該點磁場的方向，這樣的曲線就叫磁感線。磁感線的方向都是從磁體N極出，回到S極。（學生畫出條形磁鐵的磁感線）

這個片段以“科學思維”為導向，構(gòu)建磁場的模型，把抽象的磁場直觀、形象地描述出來，不但使學生輕松掌握這個知識點，有助于學生領(lǐng)悟研究磁場的科學方法，而且培養(yǎng)了學生“想象”和“邏輯”的創(chuàng)新思維。

三、以“科學探究”為導向，培養(yǎng)學生“發(fā)散”和“獨創(chuàng)”的創(chuàng)新思維

物理是以實驗為基礎(chǔ)的學科，讓學生經(jīng)歷科學探究的過程是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的最佳途徑。物理學中很多重大規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都是經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題—進行猜想—設(shè)計實驗方案—實驗驗證等過程后才得到結(jié)論。科學探究過程實質(zhì)是一個創(chuàng)新思維的訓練過程，學生在生活情景中發(fā)現(xiàn)問題，訓練了學生提出問題的思維能力；學生對問題進行猜想，訓練了學生的發(fā)散性創(chuàng)新思維能力；學生設(shè)計實驗方案，親歷探究過程，使學生的個性得到了張揚，學生的創(chuàng)新思維得到了拓展。

在人教版八年級物理下冊《浮力》一課教學中，探究“決定浮力大小的因素”是本節(jié)難點。教師出示圖片，學生觀察、思考，然后提出問題：“人在死海中能漂浮在水面上，在河水中卻不能，那么浮力的大小跟什么因素有關(guān)呢？”

有趣的情境喚起了學生的思維認知，促使學生快速進入探究者的角色，教師引導學生大膽猜想：浮力的大小可能跟物體浸在液體里的體積、物體的密度、液體的密度或物體的形狀等因素有關(guān)。此時，教師說道：“請你先獨立思考設(shè)計實驗方案來驗證你的猜想，然后在小組內(nèi)交流選出一個最佳的實驗方案。”

這樣教學，教師沒有禁錮學生的思維，而是放手讓學生親自動手設(shè)計實驗方案，并鼓勵學生大膽創(chuàng)新，設(shè)計出不同的方案。下面是5個小組代表在全班匯報的實驗方案。

小組1：把一塊鐵塊掛在彈簧測力計下，使鐵塊浸入水中的體積分別等于[V4]、[V3]、[V2]，測出浮力大小是不同的，驗證了浮力的大小跟物體浸在液體里的體積有關(guān)。

小組2：將體積相同的鐵塊、鋁塊浸沒在水中，發(fā)現(xiàn)它們受到的浮力是相同的，驗證了浮力的大小跟物體的密度無關(guān)。

小組3：將同一塊橡皮泥分別浸在水和酒精中，測出所受的浮力，浮力不相同，說明浮力的大小跟液體的密度有關(guān)。

小組4：把同一塊橡皮泥分別捏成圓形、方形和扁形浸沒在水中，發(fā)現(xiàn)這三種情況下測力計的示數(shù)是相同的，說明了浮力的大小跟物體的形狀無關(guān)。

通過動手探究，學生理解并掌握了影響浮力大小的因素，輕松地突破了本節(jié)課的難點，有效地滲透了猜想、分析等思維方法，讓有不同特長的學生都得到了發(fā)展，學生的思維貫穿了整個科學探究的過程，培養(yǎng)了學生“發(fā)散”和“獨創(chuàng)”的創(chuàng)新思維。

四、以“科學態(tài)度與責任”為導向，培養(yǎng)學生“聯(lián)想”的創(chuàng)新思維

教師以“科學態(tài)度與責任”為導向，引導學生正確認識物理學科的本質(zhì)，讓學生從“生活走向物理，從物理走向社會”，進一步理解課程內(nèi)容與生活、社會、環(huán)境和科技發(fā)展的聯(lián)系，使學生逐漸形成對科學具有好奇心和想象力，獨立思考、勇于創(chuàng)新的正確態(tài)度，培養(yǎng)學生“聯(lián)想”的創(chuàng)新思維。

在八年級物理下冊《力》的教學中，教師創(chuàng)設(shè)了一個對話的情境引導學生思考。

師：物體間力的作用是相互的，請同學們想一想，舉例說一說在生活、生產(chǎn)中是如何應用“力的作用是相互的”。

（先打開學生的思維，學生先個人思考，然后小組討論交流，讓學生的思維不斷碰撞，產(chǎn)生更多創(chuàng)新思維的火花）

生1：人游泳時，手向后劃水，水對人有向前的推力。

生2：人向前走路的時候。

生3：直升機升空時。

生4：我國的神舟飛船就是由長征二號火箭發(fā)射升空，火箭發(fā)射時，快速向下噴出燃氣，給燃氣一個向下的力，燃氣同時也給火箭一個向上的動力，從而火箭就發(fā)射出去了。

生5：我曾夢到我坐的小船停在冰面上，由于沒有摩擦，無法推動小船，后來，我想出了一個奇妙的方法——把行李向后扔出去，小船居然動起來了。（全班學生為他這個“奇思妙想”而鼓掌）

師：科學家發(fā)現(xiàn)了“力的作用是相互的”的物理規(guī)律，并應用在生活、生產(chǎn)中，從而推動了人類的文明和社會的進步。現(xiàn)在汽車越來越多，導致了環(huán)境污染和能源危機，請你做一個小小發(fā)明家，用廢舊材料制作簡易空氣動力小車，看看誰的設(shè)計最有創(chuàng)意，能有效解決這個難題。同時，老師希望每名同學都有把科學技術(shù)服務(wù)于人類社會的意識，凝聚力量實現(xiàn)“中國夢”“強國夢”。

總之，以物理核心素養(yǎng)“物理觀念”“科學探究”“科學思維”和“科學態(tài)度與責任”為導向，從四個維度培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，針對性強、效率高，為實現(xiàn)“中國夢”培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一流人才。

（責編 林 劍）