初中物理教學中如何培養學生的科學思維

張炳發

【摘要】在初中物理教學過程中，教師需要培養學生的科學思維，主要包括情境轉換和現象分析等。在實際教學中，大多數教師只是重視傳授知識和技能，并沒有培養學生的科學思維。根據初中物理教材的特點，結合學生的認知規律，本文以“液體蒸發”為例，培養學生科學思維的意識，通過教學情境的創設，進行情境轉換；通過問題的引導，經歷現象分析。

【關鍵詞】情境轉換；現象分析；證據意識；質疑創新

在初中物理教學過程中，科學思維是從物理學的角度上，對客觀事物的相互關系、本質屬性和內在規律進行認知；在構建抽象概括的過程中，是屬于推理、綜合和論證等方式的內化。初中物理科學思維主要包括的要素為情境轉換和現象分析等。隨著新課程改革的不斷深入，需要在物理教學中培養學生的科學思維，就是通過物理教學訓練學生的思維能力，提高學生的理解能力，從而培養學生的科學思維和綜合素養。

一、創設情境，體驗情境轉換

在以培養學生科學思維為教學目標的過程中，首先要培養學生的核心素養，然后選擇并構建教學情境，通過實踐活動，激發學生的學習積極性。情境認知理論提出，學習者在特定的情境下，主動建構知識的過程是學習，而情境屬于認識活動的基礎，在物理教學過程中，教師可以通過對學生的引導，將物理知識和生活情境進行有效結合，選擇合理的物理知識，對生活中出現的物理問題進行解決，從而調動學生的學習積極性，提高學生對物理知識的理解。例如，在對新課內容進行導入的過程中，創設教學情境主要包括以下幾個環節：

情境轉換1：不管是冬季和夏天，在濕布擦過的桌面，會逐漸變干。同樣，在溫暖皮膚和其他冰冷物體的表面上擦拭酒精的過程中，最后都會“消失不見”。那么，這些液體會變成什么？學生通常認為轉化成了氣體，但并不能看見水變成水蒸氣的過程，只能通過水量的減少，其預測減少的水量可能轉變為氣體，而擴散到空氣當中。學生具備吹氣球的經驗，根據氣球外形的變化，可以感覺到氣態的存在。因此，筆者利用圖1裝置，引導學生對實驗驗證進行自主設計，在試管中需要裝上適量的水，為了減少實驗時間，需要使用酒精燈進行加熱，但水不會呈現沸騰現象，過了幾分鐘之后，試管內的水量會減少，而氣球會逐漸鼓起來，這充分說明水量減少，主要原因是水轉化成了水蒸氣，從而讓學生充分體會到產生的水蒸氣。

情境轉換2：在發生蒸發現象的過程中，主要發生在液體的哪個位置？首先需要讓學生對教材進行閱讀：從分子運動的角度上來說，其組成的液體，大量的氣體會不停地運動，其中會存在分子運動速度較大的情況。在分子處于液體表面的情況下，需要解決其他分子對它的引力，在離開液面之后，就會進入到空氣中。這是于微觀推理，學生不能很好地理解。那么，怎么運用實驗，對變化過程進行觀察呢？物理教材中并沒有涉及對實驗存在的問題的解決，我們使用的器材主要包括氨水、注射器、兩個試管、食用油等，通過實驗演示，對問題進行論證。具體流程如下（如圖2所示）。在試管1中適量的加入氨水，然后用棉簽沾上酚酞試液，放入到試管1管口，然后讓學生對變化的情況進行觀察：棉球變紅，說明氨水蒸發，酚酞遇堿性變紅；在試管2中適量的添加食用油，然后用注射器取適量的氨水，注入到試管2中，然后用棉簽沾上酚酞試液，放入到試管2管口，然后讓學生對變化情況進行觀察：棉球沒有變色，說明氨水處于液體內部沒有蒸發。這樣，我們可以得到結論：蒸發只發生在液體表面。

情境轉換1源自學生經歷的生活情境，每個學生都具備一定的經驗，并且，對實驗進行自主設計，可以激發學生的學習興趣；情境轉換2源自教材內容，教師進行演示實驗，可將不可見的現象轉化為可見的現象，這樣不僅具備挑戰，還具有趣味性。在實際教學中，教師要根據學生的認知邏輯，創設合理的教學情境，調動學生的學習積極性，從而提高初中物理教學效果。

二、問題導引，經歷現象分析

在推理和分析物理現象的過程中，能夠培養學生的科學思維?？茖W推理，是結合物理知識和給予的條件進行推導，從而保證判斷結論的準確性。學生在物理學習過程中，是提出和解決問題的過程，因此，在解決問題時，引導學生進行推理十分重要。

現象分析1：冬天洗澡后，通常會使用浴巾擦拭身體，其目的是干得快些；希望買來的水果干得慢些，這些都關系到液體蒸發的快慢。你可以根據液體蒸發快慢的影響因素，構建合理的假設？學生每天洗臉時，會使用毛巾，然后結合晾曬毛巾的經驗，會獲得一定的啟示。提示：在濕毛巾撐開晾曬與堆在一起晾曬進行比較的情況下，哪種方式會干得更快一些？在太陽光晾曬與陰涼處晾曬進行對比時，哪種方式會干得更快一些？在處于太陽光下和陰涼處的情況下，其不同的是溫度，而在通風處和無風處中，不同的是空氣流動的快慢。這樣學生可以建立的假設包括以下幾點：可能會與液體表面積中的大小有一定的關系；可能會與溫度的高低有一定的關系；可能會與液體表面空氣流動的快慢有一定的關系。

現象分析2：除了上述因素外，需要有效結合晾毛巾的例子，你認為蒸發快慢的影響因素還包括哪些？

在液體不同的情況下，毛巾干得快慢也會不同，因此液體的種類會與蒸發的快慢有一定的關系；在南方天氣潮濕的情況下，毛巾是不容易干的，因此，空氣的濕度與蒸發快慢存在關系。

在現象分析1中，根據學生生活中的晾毛巾情況，可以運用對比的方式對問題進行分析、創設猜想，雖然思維處在感性的模糊時期，但可以為實驗探究奠定一定的基礎。在現象分析2中，研究對象為毛巾，需要不斷深化研究問題，并在推理和分析的前提下，對前概念的錯誤進行糾正，提高學生解決問題的能力，從而培養學生的科學思維。

三、結束語

綜上所述，隨著新課程改革的不斷深入，提出了教師需要結合教學內容，培養學生科學思維的教學目標，創設符合教學內容的情況，引導學生自主實驗研究，可以在整個教學過程中充分融入思維訓練，從而培養學生自主思考的習慣，促進學生的全面發展。

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（福建省邵武市邵武第六中學，福建南平354000）