思維 行動的起點
——高中物理教學中學生科學思維能力培養研究

周麗穎

(江蘇省宜興中學 214200)

高中教學從以傳統知識課程體系中的學科知識結構為重點，逐漸轉化為以提高學生素質為重點，高中物理是在傳授知識的同時培養學生的物理科學思維能力，物理科學思維能力主要培養的是學生的創新思維和探索品質，通過物理的方式去認識和研究事物之間的內涵、規律和關系，通過從不同角度去認識事物從而進行推理，提出批判性的理解.科學思維能力對學生的培養是多方面的，包括模型建構，科學推理、科學論證、質疑創新等多個方面，使學生能夠運用科學物理知識去解析與聯系生活中的實際問題.

一、培養學生思維能力的原因

1.提高學生物理認識，有助于掌握知識

高中學習是以教師教學為輔，學生自學能力為主而進行的核心素養培養過程，培養學生的科學思維能力，需要讓學生提高對物理思維的認識，提高個人的文化素養和學習能力，培養科學思維能力的嚴謹有序性，可以讓學生在分析物理問題時運用邏輯性科學思維能力去進行邏輯推理，遇難題時有思路，推理過程有條理，引用邏輯思維能力套用在各科學習上形成一套行之有效的學習模式.科學思維是一種邏輯思維，是經過長期的鍛煉形成能運用在科學活動中，通過對認識材料進一步的分析理解，對各種科學思維方式進行自我認識和整合的一種理論邏輯，是長期實踐活動的產物.

2.培養學生思維能力，有助于解決問題

學生培養良好的思維能力，能夠有程序，有條理的去解決問題，通過一定的思維程序方式來把握物理知識點，首先學生需要掌握一定的物理知識，通過把握基本的物理現象來研究物理事實提出物理問題的解決思路，只有通過對物理現象的分析和理解，才能夠確定物理問題所要考察的重點，其次是要分析物理問題所涉及的物理概念和規律，通過對一定物理狀態和物理過程的特點進行分析來確定所研究問題的所涉及的物理概念和規律，抓住他們的特點找到問題解決的關鍵.第三，根據對題目分析，找到合適的物理規律，將這些物理規律進行思維邏輯的整合，得出解決問題的過程和結論，解決物理問題時，要從物理問題的特點出發，找到符合問題的關鍵，要保持物理條件的適用范圍和研究對象的狀態特點一致，通過結論反推其中的物理概念使用是否正確，以驗證結論的正確性.

3.培養學生思維能力，有助于理性思維

對高中生進行科學思維能力培養，有助于打破原有固化的思維，幫助學生全面充分的分析問題思路，讓學生能夠自主發現問題，解決問題，對題目所涉及的重難點和規律進行歸納總結，通過自行探析研究，對解題思路方向進行合理假設，培養學生以冷靜的態度去面對學習和難題，設計相關的實驗方案計劃，通過科學思維找到失敗的原因.

二、培養學生物理科學思維能力的方法

1.問題簡單化

學生面對物理難題時，通常會產生不知所措的情況，難以讀懂題目，不能夠正確的理解題目所考察的方向，為了方便學生對題目進行分析和處理，學生會用自己的方式對復雜的題目進行轉化，把復雜的題目干擾選項化解掉，留下簡單的重點，從而更容易找到問題所考察的要點總結分析題目的規律，教師應該在日常教學活動中把復雜問題的抽象理解轉化便于學生理解的題目，正確切入題目，分析題目，去除題目干擾選項，對題目考察重點能夠有正確的認識.通過日常的學習和鍛煉，讓學生提升科學思維能力從而對問題的分析有正確的判斷.比如學習《機械能》一課，可以舉例題目:物體靜止在光滑的水平面上，先對物體施加一個水平向右的恒力F1，立即再對它施加一個水平向左的恒力F2，又經t秒后，物體回到出發點，在這一過程中，F1、F2分別對物體做功W1、W2間的關系是：

A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2= 5W1

解題思路如下：題目有關功的計算及功能的轉化關系時，要高度重視是否做功，能量發生轉化的情況，把握做功與能量轉化之間的關系，列出相應的等式求解.AB段物體受的作用力為F1，BCD段物體受作用力F2，設向右為正方向，AB=S， 則AB段物體的加速度:a1=F1/m,B點的速度:v1=a1t,BCD段物體的加速度a2=F2/m，A到B過程中F1做正功，BCD過程中F2做正功，故正確選項為C.

2.知識推理化

學生的學習過程是鞏固舊知識學習新知識的狀態，引導學生推導新知識，讓新舊知識從互相交匯的兩條小溪匯聚成一條河流，使得零碎的知識化為縱橫交錯的河網，幫助學生理解和認識記憶每一個知識點.學生通過對舊知識的鞏固和推導，引發出了對新知識的推導認知理解，學生在此期間對創新思維有了一定的拓展和提高.當學生學習物理概念并對物理概念在腦海中形成固定的定義的時候，需要借助一定的思維和研究方法去對其他的物理概念形成聯系和總結，這樣才能縱觀的去分析題目中所涉及的重難點考察的意義和解題所需的思路所在，從而推導出結論.比如在《力》這一章節，涉及到多個問題和方向的題目要先逐一分解再聯系整體分析，如右圖所示，跨過滑輪細繩的兩端分別系有m1=1kg,m2=2kg的物體A和B，滑輪質量m=0.2kg，不計繩與滑輪的摩擦，為使B靜止在地面，則向上拉力F不能超過多大？

(1)以B作為切入點，當B即將離開地面時，地面對B的支持力為0，B只受到了重力m1g和繩子的拉力T的作用，得出T-m1g=0.

(2)再研究A，當B即將離開地面時，A受到重力和繩子的拉力的作用，由于T=m1g>m2g，所以A將會加速上升，得出T-m1g=m1aA.

(3)最后研究滑輪，滑輪收到四個力的作用，分別是重力，拉力，繩子兩邊拉力，得出F-mg-2T=ma，因為A上升距離s，滑輪上升s/2，故A加速度為滑輪加速度2倍，aA=2a.

(4)聯立分析得出最終結論：F=43N.

高中物理的學習需要通過大量的實例來進行相關物理知識的論證和規律的總結，因此師生之間要通過具體的真實實驗案例來論證課本中的有關物理知識概念，學生可以通過實驗過程論證來反推物理結論的正確性,活躍學生的創新探索思維能力.高中物理教學課堂中對科學思維能力的培養，需要教師在課堂教學過程中以引領者的身份，參與學生的學習過程當中，通過學習互動模式促進物理學習，在物理學習的過程中培養學生的科學思維能力和探索能力，調動學生對物理問題進行猜想推理和論證，使學生對規律的簡單認識上升到理性思維的鍛煉.利用課堂實驗情景教學，使學生建立完成的物理思維概念結構，課程結構趨于合理和優化，學生邏輯結構思維完善.高中物理課堂在教學過程中通過雙向交流和溝通更好的培養和提升學生科學思維能力，使科學思維能力成為行動的起點.