基于科學思維培養的初中物理深度學習研究

袁敏敏

【摘要】初中物理新課程標準中強調要以學生學科素養發展為核心開展課程教學活動，要重視對學生科學思維的培養，實現學生課堂上的深度學習.物理教師要轉變傳統的教學理念，在傳授學生基礎物理知識的同時，引導學生深度學習與思考，促使學生在自主學習與合作探究中不斷提升自身的科學思維素養.本文結合當前初中物理教學的現實情況，分析與探討初中物理教學中以學生科學思維培養為核心的物理深度學習模式實施的有效策略，以期為提升初中物理教學的實效性提供參考.

【關鍵詞】初中物理；科學思維；深度學習

深度學習是指學生在自主學習、深度思考與探究中完成對課程內容的學習，深度學習是一種高效的教學形式，在初中物理教學中開展深度學習活動不僅能夠提高學生物理學習的有效性，使學生深度理解并扎實掌握物理課程知識，還能夠實現對學生思維品質的訓練和提升，使學生形成良好的科學思維品質.但是在現階段初中物理教學中，部分教師對學生科學思維培養的重視度不夠，也未能采取有效教學措施引導學生深度學習、新課標要求物理教師轉變教學理念、創新教學方法，實現學生在深度學習中提升自身的科學思維素養.

1在物理模型構建中培養學生的科學思維

構建物理模型是物理教學中比較常用的一種教學手段，通過物理模型的構建能夠讓學生對抽象的物理知識有更加直觀且深入的理解，是輔助學生思考物理問題的一種科學思維方法.初中物理教師要善于利用物理模型來引導學生深度思考與深度學習，也借助這種教學方法來培養學生的科學思維.在具體的教學實踐中，教師可以結合具體的物理課程內容，引導學生構建相應的物理模型，從而促使學生在具體的物理模型情境中思考問題、分析問題以及解決問題，達到對抽象物理知識以及物理問題的直觀化、具體化以及形象化的分析和思考，讓學生在深度思考中完成學習任務，提升自身的科學思維品質.

例如在進行有關“滑輪”這部分內容的教學中，了解與掌握定滑輪和動滑輪的使用方法和工作原理是教學的重點和難點，物理教師可以組織學生在學習這部分知識的過程中構建相應的物理模型，其中在定滑輪相關內容的學習中，學生根據定滑輪理論知識內容很容易構建起定滑輪的物理模型，但是在動滑輪物理模型的構建中，部分學生會受到之前構建的定滑輪物理模型思維的影響，認為動滑輪的支點同樣在軸心處.基于學生存在的這一問題，教師先不急于對學生出現的錯誤問題進行指正，而是引導學生回憶以往所學習的有關杠桿方面的知識內容，讓學生結合杠桿的概念來分析思考杠桿的支點到底是其旋轉的點，還是其移動的點，學生在教師的引導下通過實踐嘗試以及深度思考意識到杠桿的支點是其旋轉的點，而并非移動的點，由此，教師引導學生再回到動滑輪物理模型的構建中，讓學生思考軸心是否是定滑輪的支點，學生結合剛剛的思考，很容易就能發現動滑輪的軸心會隨著滑輪的移動而移動，因此并不是動滑輪的支點.在學生進行深度學習與實踐觀察中，發現動滑輪的支點實際上在動滑輪邊緣與繩子的接觸處，也就是繩子與動滑輪相切的點，學生對之前的物理模型進行了改進.

在整個物理模型構建的過程中，借助教師的引導使學生進行了深度的思考，實現了學生在課堂上的深度學習，同時學生在思考與探究中也提升了自身的科學思維.

2在深度思考過程中培養學生的科學思維

科學思維素養是初中物理課程教學中培養學生學科素養中的關鍵內容，所謂科學思維主要是指學生能夠根據所學習掌握的基礎知識，并結合所給出的已知條件和事實，通過科學的邏輯推理，進行準確的判斷并做出正確的結論的過程.開展初中物理課程教學活動，不僅是為了讓學生積累一些物理知識，更主要是為了讓學生形成科學思維，能夠運用知識解決實際問題.在以往的物理教學中，教師采用的教學方法主要是理論灌輸，即使在實驗教學中或者實踐指導中，仍然是以教師為主體，教師通過一步步引導學生按照某個步驟或者方法進行學習、操作，完成教學任務，學生學習過程中缺乏自主性思考，對知識的理解程度就會十分有限，影響學生科學思維的形成.因此，物理教師在以培養學生科學思維為核心的深度教學模式中，要改變以往的教學思維，通過給學生設計引導性問題，促使學生進行深度思考，并在深度思考中幫助學生逐漸形成科學思維.

例如在進行“電功”這部分內容的教學中，要求學生能夠掌握并深度理解影響電流做功大小的因素，能夠且在具體的物理問題中運用這一知識解決實際問題.在以往的物理教學中，教師會直接給學生展示相關電路圖，并根據電路圖給學生講解該電路中電流做功大小的影響因素，通過給學生演示在電路中控制哪些變量可以實現對電流做功大小的控制，并且在學生進行電路的連接與變量控制操作的過程中，也是由教師負責指導如何操作，學生只是按照教師的指導按部就班地完成操作即可.這個過程中學生對于物理知識的獲取主要通過教師的灌輸，由于學生缺乏自主性思考，不僅影響學生科學思維的發展，也會讓學生感到物理課程學習的枯燥與乏味，影響學生物理學習的主動性.教師在引導學生深度學習、提升學生科學思維品質的過程中，可以通過合理設計引導性問題，促使學生深度思考，比如，物理教師提出問題：“在該電路中要想探究W與U之間存在怎樣的關系，需要控制哪些變量？”學生回答：“需要控制I和t兩個變量.”教師接著引導學生思考：“該電路屬于串聯電路還是并聯電路？”學生回答：“串聯電路，控制I和t保持恒定，只需要改變U就能夠知道其與W之間的關系.”教師再給學生提出問題：“在串聯電路中，如何實現導體兩端電壓不等，并且怎樣設計才能清楚地觀察到導體兩端電壓不等？”學生經過深入思考后回答：“在電路中串聯兩個規格不同的燈泡，并在每個燈泡上并聯上電壓表，這樣根據規格不同則所分電壓不同的原理，可以直接從并聯的電壓表上讀出各個導體兩端的電壓，進而比較電壓大小.”教師接著提問：“在電路中怎樣觀察電流在不同導體上做功的大小？”學生回答：“可以直接觀察連接在電路中的燈泡，比較不同燈泡的亮度，燈泡越亮，則證明電流對該導體的做功越多.”

物理教師通過在教學中不斷提出問題引導學生深入思考的方式，實現了學生在物理課堂上的深度學習，與此同時，也讓學生在不斷深入的問題思考中，提升了自身的科學思維素養.

3在科學論證過程中培養學生的科學思維

科學論證是一種科學思維的過程，主要是指學生借助于相關的科學事實或者概念知識、規律等進行推理和思考，從而證明某一觀點或者某一階段是否正確，該過程能夠促進學生的思維能力的提升，發散學生的思維，提升學生的思維品質.在初中物理教學中，物理教師結合具體的教學內容，為學生設計相關的科學論證環節，使學生在科學論證的過程中，通過科學的推理、思考、探究以及辯證，來證實自己的觀點或者猜想是否正確，實現對學生科學思維的有效培養.

例如在進行“家庭電路和安全用電”這部分內容的教學中，要求學生能夠對引發家庭電路安全事故的因素以及什么是短路、短路的危害等有準確的認知和了解，在以往的物理教學中，教師對這部分內容的教學不夠重視，只是進行語言上簡單的闡述，并不能讓學生更加直觀的理解短路是如何形成的以及短路的危害.在基于學生科學思維發展的深度學習中，教師可以在這部分內容的教學中，給學生設計相關實驗，借助于實驗讓學生更加直觀、深刻地理解什么是短路、造成短路的原因以及短路的危害，加深學生對課程知識的理解，并且能夠讓學生對這部分課程內容的學習與深度探究產生興趣.教師需要給學生準備實驗材料，比如需要準備幾節干電池、導線、錫紙、口香糖等，教師讓學生利用這些材料自己設計實驗，并進行實驗的觀察，其中部分學生直接錫紙將連接在電池的正負極上，片刻工夫學生就感到了燙手，由此學生知道這樣連接電路會造成短路現象.部分學生又嘗試將連接在電池正負極上的錫紙中間剪細，結果很快被剪細部分的錫紙燃燒起來，這時物理教師采用科學的引導方法，使學生能夠進行深入思考，猜想并驗證為什么錫紙能夠燃燒起來，學生在教師的層層引導與深入思考探索中，構建相應的實驗情境，有效地解決了問題，并驗證了自己的猜想.通過這一深入學習的過程，使學生形成新的認知，提升了學生的科學思維能力.

4在質疑創新過程中培養學生的科學思維

質疑與創新同樣是科學思維中不可或缺的重要內容，初中物理教師在培養學生科學思維的過程中，要注重引導學生大膽質疑，并鼓勵學生進行不斷創新，以此提升學生的科學思維，其中，質疑需要學生能夠對新知識產生好奇心和求知欲，并且需要學生具有良好的獨立思考能力、良好的問題素養，在交流探討中、不斷的求索中探索未知.創新則要求學生能夠從多角度、多層面進行問題的思考，能夠在已知問題的基礎上，提出新的問題，通過靈活運用所學知識解決問題，最終提升學生的質疑能力和創新能力.教師要加強對教學形式的創新與改進，提升初中生教學中的主體地位，給學生自主思考、質疑以及創新求索足夠的空間.

例如在進行“電熱器、電流的熱效應”這部分內容的教學中，探究電熱與電阻之間的關系是本節課教學的重點和難點，物理教師可以結合本節課教學內容，再結合該探究性實驗活動開展的需求，給學生提供幾組實驗器材，然后給學生設計相關的思考問題，比如：教師可以讓學生自主選擇實驗的材料，并且說明自己為什么這樣選擇，有怎樣的實驗規劃？在具體的實驗過程中如何觀察電流經過不同導體所產生的熱量大小？并用多媒體給學生呈現幾組電路圖，學生結合教師設計的思考問題觀察教師展示的電路圖，有的學生就指出其中一個電路圖，認為其存在錯誤，而部分學生則認為電路圖沒有錯誤，物理教師可以鼓勵持不同觀點的兩方學生進行辯論，分別闡述自己的理由，在不斷質疑與辯論的過程中提升了學生的科學思維，教師再讓學生對電路圖進行創新設計，培養學生的創新精神和創新能力.

5結語

綜上所述，初中物理課程教學中培養學生的科學思維已經成為重要的教學目標，學生科學思維品質的提升對于提高學生的物理學習效率以及促進學生全面發展等都具有重要的價值，物理教師要通過創新與改進教學方法，使學生在課堂上進行深度學習，借助深度學習來提升學生的科學思維品質.比如通過構建物理模型、引導學生深度推理以及啟發學生質疑與創新等，促使學生在物理課堂上進行有效地互動和深入地探討，幫助學生深度理解物理知識的同時培養學生的科學思維.

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