高中物理教學中科學思維的培養策略探究

摘要：高中物理本身是一門復雜而又抽象的學科，對學生思維能力有著較高的要求。毋庸置疑，科學思維是高中物理學習的核心內容，科學思維包括邏輯思維、求證思維、證偽思維。基于科學思維，有助于幫助學生掌握基本知識，同時能夠更有效地去分析問題、解決問題，達到高效學習高中物理的最終目的。文章就高中物理科學思維的概念、內容、作用及培養方式展開分析，以期有助于提升高中學生的科學思維能力。

關鍵詞：關鍵詞;高中物理;科學思維;培養

一、 引言

高中物理科學思維是學生進行物理學習、分析問題、解決問題的思維能力之一，科學思維能力能夠幫助學生根據事實經驗進行建模，并完成思維分析、推理、質疑及批判等多個思維分析過程，最終提出獨到性的見解，它對于提升高中學生的學習興趣與學習效率至關重要。但是當前，高中物理教學過程中普遍更關注基本知識的傳授和講解，忽視了思維能力的重要性及培養，因此，重視高中物理，并在教學過程中潛移默化地培養學生的思維分析能力至關重要。下文就對此展開具體分析。

二、 科學思維概述

從字面含義講，科學思維就是在科學活動中逐漸形成的一種思維能力，它是人類思考實踐的重要產物，對于促進人類思維進步、推動社會發展具有關鍵性的意義。科學思維具有以下特點：一是普遍性，即科學思維是普遍存在的;二是可驗證性和可預見性，即科學思維是可以預測且可以通過科學得到驗證的;三是主觀性，即科學思維具有因不同人的主觀而異。在科學實踐過程中，通過學習、分析、探究、主觀判斷和主觀猜想，可以形成對科學的有效感知和相對準確的預測。

三、 科學思維在高中物理的體現內容

（一）邏輯思維

邏輯思維是學生進行物理學習的重要思維。邏輯思維的本質在于通過事物的運行、發展和變化規律，找出物理現象、物理事物及物理知識之間的關聯性。高中物理的關鍵內容在于研究世界上的物質及客觀存在的自然現象，所研究的內容是符合邏輯思維本質的。舉例而言，在相同的條件背景下，不同的物質會顯現出不同的反應或現象，需要證明這種現象的科學性，就需要邏輯思維的支撐及基于邏輯思維的分析。

（二）求證思維

高中物理是現代科學的基礎內容，求證思維是高中學生進行物理學習的重要思維方式之一。求證思維的包容性強，且具有科學準確的特點，通過對猜想進行科學求證，就可以得出符合邏輯的科學結論。求證思維下的每個驗證步驟都邏輯嚴謹，科學性極強。

（三）證偽思維

證偽思維也是高中物理學習的重要思維方法。從物理學的發展角度分析，學術研究者不斷提出新的理論和定義，也不斷證偽了許多理論。舉例分析，牛頓所推導出的三大物理定律構成了現代物理的框架內容，但是愛因斯坦從微觀層面卻證偽了牛頓三大物理定律。因此，學生需要具備證偽思維，去不斷驗證權威和挑戰權威，這不但能夠提升學生對物理學習的興趣，更是能夠推動物理界發展的關鍵。

四、 培養學生思維能力的原因分析

（一）提高學生物理認識，易于知識學習

高中物理教學過程中，教師是學生學習的輔導者，教師教學關鍵在于引導學生學習及不斷提升學生的自學能力，在此過程中，培養學生的科學思維能力至關重要，它能夠提高學生對高中物理的認知，而且能夠提升學生的學習興趣。通過嚴謹有序的思維分析，可以讓學生在學習過程中形成嚴謹邏輯推理、科學邏輯分析的學習方式，遇到難題時不急不慌地進行邏輯分析，從而達到高效學習、輕松學習的目的。高中物理科學思維是一種邏輯思維分析能力，不是一朝一夕形成的，而是在長期的鍛煉、積累、分析過程中逐漸形成的，通過對物理的邏輯分析和層層推理，在學習過程中逐漸整合出一套獨有的邏輯思維方式，是長期實踐后形成的，能夠幫助學生自主學習、高效學習。

（二）培養學生分析能力，便于解決問題

在高中物理教學過程中，培養學生的科學思維能力，有助于學生有條理、有邏輯地分析并解決問題，通過邏輯思維分析運用已學的知識內容去解釋物理現象或者解決物理問題。首先，學生需要掌握一定的物理基礎知識，根據相關的物理現象去提出物理問題，并通過對該現象的分析和邏輯推理，進一步理解物理知識，并明確物理問題所要考查的內容。其次，分析物理現象及物理問題中所涉及的物理知識，通過物理狀態、物理反應過程的特點，確定物理現象及物理問題中所涉及的物理內容，進而找到解決問題的關鍵。最后，根據對物理問題的整體分析，找出物理規律，并根據自己掌握的知識整合物理規律，得出解決問題的方法和最終的結論。解決物理問題就需要通過科學思維去確定問題要考查的內容，找到解決問題的規律，并通過驗證得出結論。

（三）培養學生思維能力，形成理性思維

在高中物理教學過程中培養學生的科學思維，有助于幫助學生打破原本的固化思維方式，幫助學生更全面地、更科學地去分析問題，在逐漸引導過程中讓學生能夠自主發現問題、分析問題、解決問題，并自主歸納物理學習重難點內容和規律性內容，形成一種理性的思維。在理性思維下，學生自行研究問題，以科學的態度去解決問題，并設計出解決問題的方法和方案，能夠根據科學思維分析總結自己在解決問題時失敗的原因。

五、 高中物理教學中科學思維的培養策略

（一）合理的教學模式

高中物理教學不應該只重視成績，忽略實際教學效果的評價和總結，這對學生的教育也很難達到預期的效果。教師在教學過程中要在符合教學目的，不違背教學內容的情況下，根據學生的年齡和理解能力，采取科學合理的教學方法，在教學實踐中也要充分考慮到教學對象以及教材自身的特點，然后創新出一種能夠切合學生需求，不違背學習規律的教學模式。高中物理教學需要不斷地創新教學方式，更新教學思想與觀念，才能夠更好地適應現代教育環境以及要求，有利于教學目標的完成，同時也能夠促進學生能力全方面提升，培養學生的科學思維能力。

（二）合理設置物理問題

高中物理中的科學思維包括分析、推理等多種要素，但是這些要素內容都可以在探究實踐中不斷提升，而培養其科學思維的基礎在于讓學生對物理課程產生興趣，并愿意自主探究思考。唯有如此，才能夠在真正意義上去培養學生的科學思維。因此，高中物理教學在具體教學過程中需要提升學生的學習興趣，具體可以設置一些有趣的、有探究性的且貼合物理教學內容的問題，讓學生對問題產生興趣，這樣學生就能夠根據自己所掌握的知識內容，結合問題去思考，并嘗試自主分析、推理、驗證。通過如此反復的訓練，學生的科學思維能力必將會得到發展。

如在教師講述“摩擦力”課程內容時，就可以在上課前做一個簡單的實驗，即將筆放在課桌上，然后輕輕一推，讓學生通過觀察筆的運動狀態，回答：“為什么筆在滾動一段距離后就停止不動了？”這類問題看似簡單，學生也在日常中遇到這種現象，但實際與物理課程內容緊密相連。學生在教師的引導下能夠回答出“摩擦力”的答案，教師也可以圍繞學生的答案拓展延伸，提出與“摩擦力”相關的其他問題，在問題探索中學習物理知識，并運用物理知識去解釋生活中的物理現象。久而久之，學生的科學思維將不斷得到提升。

（三）科學創設實驗情境

在高中物理教學過程中，實驗教學始終是其中關鍵性的內容，但由于課堂時間的有限，許多物理實驗都是由教師進行演示、學生循規蹈矩地去模仿操作。這種實驗教學雖然能夠得到預期的效果，但是并不利于對學生科學思維的培養。因此，教師可以適當調整實驗教學方案，創設與課程內容相關的實驗情境，帶領學生一起進行實驗設計、實驗觀察及實驗分析，適當讓學生進行自主實驗、自主探索，更有助于培養學生的思維能力。在教學情境中留給學生更多的時間，將更能夠激發學生的學習興趣與學習動機，讓學生更專注、更認真地進行物理實驗，同時還能夠幫助學生形成科學、嚴謹的實驗態度，這對于提升學生的思維能力有極大益處。

如在“測量勻變速直線運動加速度”課程實驗過程中，教師就可以創設類似“探究短跑運動員加速方法”的實驗情境，帶領學生根據百米運動員比賽的跑步情況，圍繞加速度在運動員百米不同階段的情況分析，以得出問題的答案。在這一教學實驗過程中，由于創設的問題涉及百米運動員的加速技巧，問題能夠吸引學生的探究興趣，學生也愿意積極參與到實驗過程中，運用自己已知的知識內容去大膽驗證，并在教師的科學指導下逐漸尋找正確的答案。在這個探索的過程中，學生的科學思維能力必然會得到有效培養。

教師在上課時可以將生活現象與物理現象進行對比，比如在探討都有哪些因素可以影響電阻大小時，教師可以將生活中水管中水流速度大小的影響因素遷移過來，以讓學生形成較為直觀的感受。教師還需要多多鼓勵學生，讓學生展開想象，將所學知識與實際生活現象進行關聯。在學習中不斷聯想，就是學生形象思維能力提高的過程。

（四）聯系現實生活案例

高中物理學科是和生活聯系緊密的學科之一，各種物理規律雖然會給人一種抽象的感覺，但是這些規律基本都源于生活，如果學生能夠通過生活總結出物理規律，那么其科學思維必然會有極大突破。對此，高中物理教師應該在教學過程中聯系生活案例，將學生耳熟能詳的生活案例搬到課堂進行講解，帶領學生一起探索總結其中的物理知識，同時將課本中的物理知識生活化，讓學生在真正意義上體會物理源于生活且又能夠回歸生活，并在此過程中逐漸深化科學思維。

在“靜電現象的應用”課程內容中，教師就可以在課堂上引入學生常見的“梳頭發過程中頭發會倒立的現象”“冬天穿衣服時會產生觸電現象”等，讓學生將這些現象的特點歸納起來，并與靜電場知識聯系起來，分析產生該種現象的原因，同時通過知識學習，思考如何避免靜電的產生。通過這樣的課堂訓練，從生活現象出發又回到解決生活問題，同時還能夠有效訓練學生的思維能力。

（五）引導學生總結反思

在物理課堂結束后，大部分物理教師往往習慣收集教學反饋并進行教學評價與反思，希望提升個人的教學能力和課堂的教學效果，但是學生往往不會表達什么意見，所以不利于學生思維能力的培養。因此，教師需要在課堂結束后帶領學生進行系統回顧和總結分析，反思學習過程中的不足，并提出課堂的疑問，同時梳理課堂知識內容，以讓學生在自主歸納中鞏固知識內容。

如在“物理概念總結”教學環節，教師可以引導學生繪制思維導圖，通過思維導圖直觀明了地展現課堂中所學的知識內容，并建立知識與知識之間的聯系，同時對學生的思維導圖進行引導，讓學生在繪制過程中考慮更多、更全面，鍛煉學生的思維發散能力，促進學生科學思維能力的形成與發展。

六、 結語

綜上所述，科學思維能力是高中物理教學過程中的重要內容之一，它雖然并不是知識性內容，但擁有良好的科學思維能力，對學生的自主學習、科學探索、解決問題等有極大的幫助。教師要在教學課堂中注重學生科學思維的培養，通過一系列可行的措施提升學生思維能力，并讓這種能力支撐學生的物理學習。

參考文獻：

[1]許琳琳.淺談核心素養下高中物理教學中如何培養學生科學思維能力[J].考試周刊，2020（95）：135-136.

[2]金林軍.核心素養下高中物理教學中科學思維的培養[J].數理化學習（教研版），2020（11）：25-26.

[3]夏立兵.核心素養導向下高中物理教學中問題情境創設的探索[J].高考，2020（16）：96-97.

[4]吝歡歡.高中物理教學中學生科學思維能力的培養策略研究[D].延安大學，2020.

[5]李志剛.在高中物理教學中培養學生科學思維的方式分析[J].高考，2020（20）：36.

作者簡介：

丁志龍，甘肅省甘南藏族自治州，甘肅省臨潭縣第一中學。