初中物理“科學(xué)思維”啟發(fā)對(duì)策

寧其錦

科學(xué)思維是物理學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，借助于物理課堂教學(xué)，滲透思維能力培養(yǎng)，提高學(xué)生思維品質(zhì)。如何啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維？現(xiàn)就此提幾點(diǎn)個(gè)人看法。

“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”優(yōu)化課堂教學(xué)模式

科學(xué)思維的啟發(fā)，始于問(wèn)題。而課堂問(wèn)題的創(chuàng)設(shè)，要銜接物理學(xué)科知識(shí)，順應(yīng)學(xué)生認(rèn)知實(shí)際，循序漸進(jìn)增進(jìn)師生交流互動(dòng)?！皢?wèn)題導(dǎo)學(xué)”就是以問(wèn)題為依托，結(jié)合問(wèn)題來(lái)幫助學(xué)生領(lǐng)悟物理概念，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，增進(jìn)和提高科學(xué)思維的能力。

例如，在學(xué)習(xí)“大氣壓強(qiáng)”時(shí)，該節(jié)內(nèi)容包括大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生原因、方向，以及測(cè)量大氣壓強(qiáng)的方法與應(yīng)用。我們?cè)谡n堂上通過(guò)導(dǎo)出液體壓強(qiáng)概念，讓學(xué)生了解和思考液體壓強(qiáng)的原因、方向。液體本身具有流動(dòng)性，與空氣中的大氣層相比具有相似性，由此來(lái)探究“空氣是否受到重力”影響。同樣，在空氣中，也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)。利用托里拆利實(shí)驗(yàn)，觀察水銀柱的下落現(xiàn)象，對(duì)于水銀柱為什么沒(méi)有與水銀槽相平？原因是什么？是否與空氣中的大氣壓有關(guān)？同樣，當(dāng)我們將玻璃管進(jìn)行傾斜，觀察水銀柱的長(zhǎng)度、高度變化，為什么長(zhǎng)度變長(zhǎng)，但高度不變？當(dāng)我們選擇更為粗大的玻璃管進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，有何發(fā)現(xiàn)？水銀柱的高度會(huì)升高或降低嗎？與液面粗細(xì)有關(guān)系嗎？如果將玻璃管進(jìn)行提升，水銀柱的高度會(huì)有什么變化？如果在玻璃管內(nèi)進(jìn)入少量空氣，則所測(cè)大氣壓與實(shí)際大氣壓相比有何不同？這些問(wèn)題的提出，讓學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程，全面了解和認(rèn)識(shí)空氣大氣壓的存在，并通過(guò)水銀柱的高度變化，來(lái)測(cè)量大氣壓強(qiáng)的大小。然后，面對(duì)液體壓強(qiáng)，我們能夠利用P=ρgh來(lái)計(jì)算嗎？事實(shí)上，因?yàn)榭諝獾拿芏葻o(wú)法確定，所以不能將液體壓強(qiáng)公式應(yīng)用到大氣壓強(qiáng)測(cè)量中。顯然，在“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”中，問(wèn)題的提出與思考，更有助于激活學(xué)生的物理思維，增強(qiáng)科學(xué)思維意識(shí)的培養(yǎng)。

“實(shí)驗(yàn)支撐”消除學(xué)生思維屏障

物理學(xué)自身的邏輯性與抽象性特點(diǎn)，往往給學(xué)生理解物理概念、分析物理問(wèn)題帶來(lái)困難。教師在課堂教學(xué)中，要善于引入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)觀察和體驗(yàn)中，增進(jìn)對(duì)物理概念的邏輯思維，加深對(duì)抽象認(rèn)知的直觀化體驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，既能夠激活學(xué)習(xí)興趣，又讓物理課堂出彩，化解學(xué)生思維障礙。

例如，在學(xué)習(xí)“慣性”知識(shí)時(shí)，曾有一道題讓學(xué)生感到糾結(jié)：某游艇在勻速直線運(yùn)動(dòng)，某人從尾部豎直向上跳起，當(dāng)落下時(shí)，會(huì)落入水中還是落回游艇？該題在講解時(shí)，我們先給予學(xué)生足夠的自主交流與思考時(shí)間，讓學(xué)生利用慣性來(lái)分析可能出現(xiàn)的情況。但很多學(xué)生仍然將信將疑，原因是對(duì)“慣性”的理解不深刻，制約了思維的開(kāi)放性。為此，我們從生活中找到最常見(jiàn)的鑰匙，作為“慣性”實(shí)驗(yàn)演示器材，以教室為場(chǎng)景，采用勻速行進(jìn)狀態(tài)，并豎直向上拋出鑰匙，讓學(xué)生觀察鑰匙將落向何處？當(dāng)鑰匙落到手里時(shí)，反問(wèn)學(xué)生：“為什么沒(méi)有落在我的前面，也未落在我的后面，而是正好落在手里？”這說(shuō)明，在鑰匙被拋出的那一刻，鑰匙與人保持同樣的前行速度，這就是“慣性”的存在。同學(xué)們?cè)诳吹綄?shí)驗(yàn)后，很好地強(qiáng)化了“慣性”認(rèn)知，突破了思維屏障。

“錯(cuò)題糾正”增進(jìn)思維靈活性

在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)，對(duì)于學(xué)生大面積出錯(cuò)的習(xí)題或試題，其原因多與學(xué)生的物理思維受限有關(guān)。事實(shí)上，很多習(xí)題的設(shè)計(jì)在于考查物理知識(shí)點(diǎn)，不同習(xí)題側(cè)重點(diǎn)不同，但總有學(xué)生掉入習(xí)題的“陷阱”。如在某一容器中有一個(gè)氣球被進(jìn)入水中，當(dāng)向容器中加入適量水，氣球所受的浮力將如何變化？該題所考查的知識(shí)點(diǎn)與浮力有關(guān)，很多學(xué)生認(rèn)為氣球浸入水中，增加水后，體積不變，所以，浮力也會(huì)不變。事實(shí)上，氣球的體積在增加水后會(huì)變小;但很多學(xué)生誤以為氣球等同于“固體”，排出液體的體積不變，所以出現(xiàn)解題錯(cuò)誤。當(dāng)加入水后，氣球受到的壓強(qiáng)增大了，自身的體積會(huì)減小，所以，浮力也會(huì)變小?？梢?jiàn)，對(duì)于平時(shí)習(xí)題訓(xùn)練中學(xué)生出現(xiàn)的常見(jiàn)難點(diǎn)，我們要借此展開(kāi)深入探析，引領(lǐng)學(xué)生分析出錯(cuò)原因，探究解題思路，提高學(xué)生的思維品質(zhì)。當(dāng)然，科學(xué)思維的培養(yǎng)需要漸進(jìn)性，需要在平時(shí)不斷應(yīng)用中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓思維，消解思維短板。以錯(cuò)題為突破口，讓學(xué)生從中分析糾錯(cuò)原因，總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)思維靈活性。

“教學(xué)拓展”激活創(chuàng)新思維

科學(xué)思維需要?jiǎng)?chuàng)新，而創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，需要聯(lián)系學(xué)科特點(diǎn)，引領(lǐng)學(xué)生開(kāi)發(fā)創(chuàng)造潛能。創(chuàng)新是一種思維品質(zhì)，也是物理教學(xué)的重要目標(biāo)。在創(chuàng)新思維教學(xué)中，教師要善于立足課堂，拓展學(xué)科認(rèn)知領(lǐng)域，讓學(xué)生能夠打破常規(guī)思維，激活創(chuàng)新意識(shí)。例如，在學(xué)習(xí)“凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，為了能夠增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)趣味，更好地激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中融入了一些與實(shí)驗(yàn)有關(guān)聯(lián)的探究問(wèn)題，這些問(wèn)題很好地拓展了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也為學(xué)生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成搭建了廣闊空間。如在成像過(guò)程中，當(dāng)蠟燭燃燒后變短，其在光屏上的像該發(fā)生如何變化？為什么？同樣，當(dāng)光屏上的像出現(xiàn)偏下時(shí)，如何通過(guò)調(diào)節(jié)凸透鏡來(lái)使其居中？如果我們?cè)诔上駥?shí)驗(yàn)中，將凸透鏡進(jìn)行遮擋一部分，光屏上的像還會(huì)完整嗎？有何變化？如果有一只蒼蠅落在凸透鏡上，光屏上的像上有蒼蠅嗎？事實(shí)上，結(jié)合成像實(shí)驗(yàn)，適度融入與之相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，幫助學(xué)生從實(shí)驗(yàn)規(guī)律中來(lái)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)確把握成像規(guī)律。在這些預(yù)設(shè)的探究問(wèn)題中，給予學(xué)生更廣闊的思維空間，也讓學(xué)生能夠從探究中發(fā)展創(chuàng)新思維。

科學(xué)思維在初中物理課堂上的啟發(fā)，需要教師能夠統(tǒng)合教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，立足學(xué)生，想方設(shè)法創(chuàng)設(shè)學(xué)生自主參與的思維空間。