關注科學思維 培養關鍵能力
——以“力 彈力”教學為例

(江蘇省海門市東洲中學，江蘇 南通 226100)

盧瑟福是原子物理學的奠基者，一天深夜，他偶然發現一位學生還在埋頭實驗，便好奇地問：“上午你在干什么？”學生回答：“在做實驗。”“下午呢？”“做實驗。”盧瑟福不禁皺起了眉頭，繼續問：“那晚上呢？”“也在做實驗。”勤奮的學生本以為能得到導師的一番夸獎，沒想到盧瑟福居然大為不滿，問道：“你一天到晚都在做實驗，什么時間用于思考？”勤奮的學生看似受了委屈，實際上大師是在傳授真經啊！很多時候，我們教師也會犯同樣的錯誤，日復一日的勞作，總是在低水平的層次上重復備課、上課、批作業，卻不情愿拿出時間進行學習和自我反思，只顧埋頭走路，忘了抬頭看路，工作沒有起色，時間一長，自己似乎也變成初中生的水平，談何職業幸福！如何改變物理教學生態？教師要做實踐的反思者、反思的實踐者，重視物理思維教學，培養學生終身有用的科學思維能力。下面以“力 彈力”教學為例，談談自己的實踐體悟。

1 由物說理，在物理情境中學會實踐思考

物理是最重要的基礎學科，初中物理學科核心素養應與高中物理學科核心素養相匹配、關聯，包含物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面。回歸物理學科本質，從學科自身特點以及相應學段學生的年齡特點出發，重視物理思維方法，凸顯過程分析，在不斷的思考中琢磨回味、理性過濾，學生才能有真正意義上的科學思維能力的提高。

比如“力”這個詞，學生已有生活經驗，并不陌生，到底什么是力？學生不知道，就像小孩子會數1、2、3等具體的數字，但不知道“整數”這一抽象概念一樣。如何幫助學生從司空見慣的生活現象、日常語言出發，揭示本質共性，體悟真知灼見，生成物理概念？這個問題值得我們去思考。奧蘇貝爾曾說過：如果“教育心理學”用一句話來概括的話，就是“兒童已經知道了什么”，抓住學生的興趣和需要，進行有效設計。

如何初識力，并建構抽象的力的概念？可通過知識問題化、問題情景化、情景生活化來實現。首先，可以親身體驗力。兩人一組，同學之間玩“扳手腕游戲”。“扳手腕”不只是為了活躍氣氛，調動學生的興趣，吸引學生的注意力，使其專注到課堂上來，更要引發問題思考，追問學生：“比的是什么？你知道贏的原因嗎？”設疑激趣，促進學生思考，學生回答：“比的是力，贏是因為力氣大。”把學生的注意力集中到“力”的主題上。

接著，抓住學生喜歡動手的天性，提問：你能對桌上的物品(彈簧、鐵絲、海綿、氣球、橡皮泥、橡皮筋)施加力嗎？做一做，把施力的方法用文字表達出來，讓學生動手實驗，在實驗中體悟，做中學，學中思，思中悟，把體驗感知的信息及時用文字準確記錄下來。

“手壓氣球，手壓彈簧，手拉橡皮筋，手捏橡皮泥，手扳鐵絲……”學生列舉的都是人施加的力。教師在學生匯報的基礎上追問：其他物體也能施力嗎？倘若學生一時回答不出，教師可以示范舉例：壓路機碾壓路面，起重機吊起重物，狗拉雪橇……

列舉豐富事例的目的是用學生熟悉的事例做鋪墊，帶領學生一起從司空見慣、具體經驗型的“力”的現象出發，做進一步理性思考：產生力需要什么條件？它們有什么共同點？力是什么？教師拋出問題后，要適當停頓，舍得給學生思考的時間，同中求異，異中求同，歸納總結，揭示共性，生成抽象的力的概念。

而有的老師在教學中同樣也列舉了這些事例，設置追問的環節如下。

問1：比較一下這些力，你會發現每個力有幾個物體？

問2：每個力的兩個物體之間有一個什么詞，它描述力的什么？

問3：現在你能給力下一個定義嗎？

相比較而言，這樣的設問，缺少思維含量，學生不加思考就能脫口說出答案。只有設置開放性的問題，優化過程設計，才能讓學生“跳一跳，摘到桃”，才能激起學生思考的興趣，體驗物理概念建構的過程，“從具體到抽象，從感性到理性”，讓學生學會分析、比較、抽象、概括等思維方法，讓知識變得有血有肉，鮮活起來，使學生能深刻地理解概念的內涵。

2 由物論理，在表達展示中學會理性思考

在教學中只是讓學生背概念，記概念，再去刷題，考出好分數，這是有違我們物理教師職業道德、違背教育目標的做法。在幫助學生掌握物理知識、技能的同時，物理教師更要關注知識學習的意義和情趣，助力學生在主動參與的思維過程中，自主推敲，對話質疑，心神領會，水到渠成，生成新知，才會內化為學生的核心素養。

如何幫助學生生成“形變和彈力”概念？可設計實驗再探：“再對桌上的器材施加力。你又發現了哪些有趣的現象？這些現象有什么不同？可分成幾類？劃分的依據是什么？”語言是思維的工具，讓學生帶著好奇，帶著開放性的問題，通過實驗再現，進行觀察、比較，記錄具體的實驗現象，并用形象的語言表達出來：“手拉的彈簧伸長了，手壓的海綿變扁了，手壓的氣球變扁了，手拉的橡皮筋變長了，手扳的鐵絲變曲了，手捏的橡皮泥變扁了……”這些司空見慣的日常現象，是學生認知的起點，也是新知的生長點，請學生把看到的實驗現象用語言表達出來，展示各組風采。一組表達不完整的，其他組補充，這時課堂就會出現:“我還發現了……我的依據是……”教師創造課堂精彩，就是把更多時空讓給學生，關注學生參與的主動性、思維的深刻性，讓學生動手操作、用眼觀察、動腦思考、動口表達，形成“相互交流、交鋒，最后達到交融”的良好狀態，從具體感性到抽象理性，概括得出形變的兩種情況，領會彈力的要義，而且發現“外力越大，彈性形變越大”的規律。

物理是就物論理，為學生創設學習物理的活動情景、問題情景，啟迪物理思維，進行現象的比較、分類、歸納，養成思維的條理化，讓學生感悟到抽象的物理概念、規律背后，都是有直觀、感性、鮮活的事物支撐，不需要死記硬背。朱正元先生說過：“離開具體的物，僅憑教師的語言和書本講抽象的理，學生學到的只能是口頭的和字面上的物理。”

一堂好課，就如講好一個故事，注意劇情的不斷變化，引發新的認知沖突，讓思維不斷發展。我們用拉力器，比一比，誰的力氣大？請學生觀察體悟，再追問：“你是怎樣知道的？”學生會從彈簧伸長的長度得出結論，這是學生憑借生活經驗也能知道的。學習物理，教師就要提醒學生養成科學思維，“為什么彈簧伸得越長，表明他的力氣就大呢？”在經驗背后進一步啟迪學生理性的思考，生成新知：“彈性形變越大，外力越大。”這里蘊含著物理的轉化思想。對學生而言，學生的學習經歷已經使其習慣于教師講什么就學什么，教師強調什么就注意什么，教師沒有明確強調指出的地方就不去思考，更談不上思維的積極加工，因此，教師的責任就要幫助學生在學習物理知識、技能的同時，更能領悟其中上位的物理思想。

3 由物用理，在體驗琢磨中學會創新思考

“物理教學的核心價值在于促進學生實現三個轉化：一是把人類積累的知識轉化為學生個體的知識，使他們知道世界是什么樣的，成為一個客觀的人；二是把前人從事智力活動的思想、方法轉化為學生的認識能力，使他們明白世界為什么是這樣的，成為理性的人；三是把蘊含在知識中的觀念、態度等轉化為學生的行為準則，使他們懂得怎樣使世界更美好，成為一個創造的人。”

學習了力、彈力概念后，知道了彈性形變的規律、特點，在實際生活中有什么用呢？引發學生深入思考，教師不要直截了當地告訴學生可以制成彈簧測力計。可能學生一下子還想不出來，教師可以創設實驗情景，將活生生的物理現象和物理過程返璞歸真地展現開來，多讓學生面對原汁原味的物理問題，引導他們去親歷物理概念、規律的建構過程。

實驗演示：彈簧下掛1個鉤碼，拉力大小是0.5N，再掛2、3個鉤碼，分別做彈簧伸長的記號。撤去鉤碼，用手拉彈簧，與掛2個鉤碼產生同樣效果，用的力大小是多少？同學們體悟到了等效思想。改變彈簧的伸長量，拉力又是多少？你能從這個裝置中獲得什么啟發？學生在親身體驗中，琢磨推敲，相互對話，碰撞火花，生長靈感，領悟到“可以測量力的大小”。運用科學方法合乎邏輯地推導出科學知識，讓學生感受到這種邏輯力量。

“現在你代表生產廠商，要把這個產品推銷到市場上，你認為它有什么缺點？會做哪些改進？”學以致用，制作發明，激起學生再思考，再對照書本，自主學習彈簧測力計的制作原理、構造、使用注意點，展示、交流彈簧測力計的正確使用。

總之，物理教學要“以實驗為基礎，以過程為主線，以思維為核心，以問題為導向”，幫助學生從“司空見慣”的現象上升到“真知灼見”的獲取，切忌簡單下定義，過早給結論。要充分“還原稀釋”，把概念的形成與運用過程盡可能完善、生動地展開，讓學生正確理解與消化；要堅持“延遲判斷”，引導學生借鑒前人科學研究的方法，主動參與這些規律的發現過程，突出物理思維方法，重視物理過程分析，切實提高學生解決物理問題的能力。