喚醒科學思維，提升綜合素養
——初中物理教學中科學思維喚醒措施探析

四川省射洪市城西學校 陳長壽

從當前初中物理教學來看，比較側重科學結論，弱化了科學思維的培養，雖然在教學中有引導學生進行猜想，也有進行實驗，但整個過程卻無思維，最終也就導致教學無法取得實質性的進展。基于此，研究初中物理教學中科學思維喚醒措施具有一定的現實意義，將有利于提升學生的綜合素養，從而為學生未來全面發展奠定堅實的基礎。

一、建立猜想過程中科學思維缺失以及喚醒措施

（一）具體問題：僅“猜”少“想”，或者不“想”，嚴重缺乏思維意識

對于建立猜想來講，必須達到這樣的要求，即要求學生根據問題，充分結合自身知識以及生活經驗，就具有可能性的原因進行大膽猜想，然后再進行深入探究，從而達到掌握知識以及加深印象的目的。課堂上很多教師都采用問題鼓勵學生猜想，讓他們不要怕隨便猜，錯了也沒什么影響，但是大部分學生均止步于“我想大概是”等這樣的回答，之所以出現這樣的問題，其根本原因是沒有重視學生科學思維的培養。例如，在引導學生探究影響浮力大小的因素時，如果沒有喚醒學生的科學思維就鼓勵學生猜想，那么學生的回答就會是“我想大概是與液體密度有關，或者與物體浸入的液體深淺有關”等。學生之所以這樣回答，主要是因為對浮力概念有著比較豐富的認知，但不夠科學，而且比較片面。最后，隨著教學的深入，課堂時間有限，教師只能“灌輸式”地講解影響浮力大小的因素可能與物體排開液體的體積有密切關系，而其他的猜想則是錯誤。整體來講，這樣的教學失去了絕佳的喚醒學生科學思維的機會。

（二）喚醒措施：創設探究情境，激發學生科學思維

在引導學生進行猜想時，有必要為其創設適宜的情境，作用是助力學生回憶有關的知識、現象以及生活經驗。需要注意的是，倘若學生未具備相應的知識與經驗，那么就需要通過視頻、文字、圖片、活動、實驗等形式，為學生呈現相應的情境。同時，當學生說出一個猜想時，有必要試著追問，例如：“你猜想的依據是什么？”雖然不是每一個學生都可以將猜想依據規范表達出來，但是堅持這樣的做法，則能夠循序漸進強化學生的科學思維。例如，針對“浮力與什么有關”這個知識點，首先，準備兩個大小不同的吹好的氣球，并在水槽內裝一半的水，然后將小氣球朝下按，使其達到底部，此時引導學生仔細觀察并體驗浮力的存在，并做好水面位置的記錄；隨后，以同樣的方式將大氣球按下去，然后觀察兩次水面的變化。

以此為基礎提出問題：根據大家所觀察到的現象，你們認為浮力的大小與什么因素有關？有的學生猜測將大氣球按下去時明顯有很大的浮力，而兩個氣球的深度是相同的，那么進一步猜測到浮力大小可能與物體的深度是沒有關系的；有的學生猜測到將大氣球按下去并使其上升之后，明顯比小氣球高得多，那么這里可以猜測浮力大小可能與物體排開液體的體積有關，如果液體排開越多，那么意味著浮力越大；還有的學生猜測，浮力大小可能與物體體積有關，因為氣球大小不同。基于學生的猜測，教師可以追問：你們的猜測有什么依據嗎？此時有學生提出疑問，假若將大氣球只按下去一部分，那么水面上升將會比較小，手也不會覺得費勁，這就意味著浮力大小與物體的體積沒有關系，應該與排開液體的多少有關。

本次教學案例是從學生原認知入手進行了創新，創新點是讓學生的認知產生沖突，這樣就可以將學生的科學思維成功喚醒，以此為基礎指導學生透過實驗現象逐步推理，從而得到結論——浮力大小與排開液體體積有關。長此以往，將有利于發展學生的科學思維品質。

二、實驗設計與實踐過程中科學思維缺失以及喚醒措施

（一）具體問題：“設”而不“計”，缺乏科學思維深加工

初中物理實驗的要求非常明確，即要求學生能夠根據實驗目標以及提出的假設，從而設計具體的實驗方案以及步驟，需要主要注意對“變量”的控制，通常情況下只確認一個變量，也就是會對實驗結果有影響的變量。從實際情況來看，大部分學生設計以及實踐實驗時缺乏基本思路以及方法，“顧此失彼”的情況比較突出；還有部分教師習慣直接給出實驗方案與裝置，但學生卻盲目進行實踐。整體來講，學生在參與時有思維，但并沒有就思維進行深加工，這種淺層學習不利于學生加深對知識與技能的印象，容易遺忘。

例如，在研究電流與電壓關系的實驗時，首先要確保小燈泡兩端的電壓不會出現變化，以此為基礎再深入研究電阻的電流與電阻阻值大小之間的關系。雖然很多教師也鼓勵學生嘗試自主設計實驗方法，但在更換電阻之后，部分學生則忘記對滑動變阻器進行調節，還有的學生將燈泡作為電阻，這樣就會導致最后一組實驗無法成功完成。其實這也是一個喚醒學生科學思維的好時機，先讓學生按照自己的想法進行設計與操作，后來當他們發現結論錯誤時，再引導學生重新思考，有利于喚醒思維，使其嘗試重新設計與實踐實驗。

（二）喚醒措施：用問題搭建支架，喚醒學生科學思維

從初中學生的特點來講，他們內心深處對被動實踐是抵觸的，他們崇尚自主與自由，也希望思維能夠被激發與喚醒。所以，在教學中，教師應盡量不告訴他們正確答案，并用問題搭建支架，從而喚醒學生科學思維，使其思考自己實踐中的不足，也促使他們能夠聽取他人意見，從而解決實踐問題。以研究電流與電壓關系的實驗為例，首先給出問題：“要研究其關系，需要設計什么樣的實驗方案？具體需要哪些器材？”大部分學生都知道需要導線、開關、電阻（不同阻值）、電流表、電源等，并將電路圖畫出來（如圖1中a所示）。以此為基礎，教師繼續引導：如何進行實踐操作？具體又需要注意什么？學生明白必須要保持電壓相等，還要用到電壓表，然后將電路圖畫出來（如圖1中b所示）。隨后，教師繼續引導：要確保結論具有普遍性，又需要用到什么器材？此時，引導學生思維朝著深加工方向邁進，使其明白，如果要將電阻兩端的電壓改變，那么必須要有滑動變阻器，還需要配置不同的電源，并將電路圖畫出來（如圖1中c所示）。

圖1

整個實驗設計與實踐教師一直引導學生的思維深加工，使其能夠從實踐中發現如果滑動變阻器不能移動，那么將無法保持電壓相等。在此基礎上，又可以進一步探究到自己選擇的滑動變阻器最大電阻過小。還有的學生發現電流與電阻不成反比，然后與其他學生進行討論時，又發現自己實驗中的電阻是燈泡，從而猜測燈泡的電阻將會隨著溫度而發生改變。

從教學案例來看，教師一直引導學生，而不是讓學生處于被動狀態直接接受教學安排，并允許學生設計基本電路時出錯，當他們發現結論與教材有出入時，學生的科學思維將會被喚醒，隨后再引導學生繼續設計與實踐，從而發現實驗方案的不足與優勢，有利于培養并發展學生的批判質疑能力。

綜上所述，初中物理不能再是“灌輸式”教學，而應當喚醒學生的科學思維，注重培養以及發展學生的物理核心素養。筆者僅從上述兩個方面簡單探討了存在的問題以及喚醒措施，但其實在教學中還有很多地方學生缺乏科學思維，這將不利于提升學生綜合素養。為此，在今后的教學與研究中，將結合更多實際問題進行分析，從而有針對性提出喚醒措施，以促進學生全面發展。