指向科學思維培養的初中物理教學

摘 要：在初中物理教學的過程中，要想重點培養學生的思維能力、引導學生建立科學思維能力，需要教師優化課堂教學模式，組織高效的課堂活動.文章以蘇教版“電磁波及其傳播”為例，滲透科學思維，培養學生的思維能力和綜合學習能力，提高初中物理課堂教學的質量和效率.

關鍵詞：初中物理；科學思維；課堂教學；電磁波

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）29-0098-03

收稿日期：2023-07-15

作者簡介：夏秋平（1989.6-），男，江蘇省張家港人，本科，中小學一級教師，從事初中物理教學研究.

科學思維是初中物理學科的核心思維，教學中需要教師引導學生正確地認知、掌握物理知識，靈活地運用物理知識解決物理問題.在初中物理教學過程中，部分教師過于推崇應試教育，注重解題方法、解題技巧的講解，忽視學生的課堂主體地位，影響了學生科學思維的發展.在新課改背景下，教師應當注重學生科學思維的培養，創新課堂教學模式，豐富學生的學習體驗，提升物理課堂的教學質量^[1].

1 構建生活情境，引導學生培養科學思維習慣

物理學科來源于生活，在課堂教學中構建生活情境，引導學生聯系熟悉的生活情境去探究物理理論，研究物理知識的內涵.在生活情境構建的過程中，教師注意深度調查研究學生的學習習慣，基于對學生的了解，充分利用物理課程聯系生活實際，培養學生的思維習慣^[2].

在物理課堂生活情境設計和構建的過程中，教師從學生熟悉的生活現象出發進行情境導入，由淺入深地進行知識的研究，不僅可以讓學生體會到物理知識研究和應用的樂趣，還能夠從生活現象出發，培養學生逐步養成提問、質疑的習慣，鍛煉學生主動思考的能力^[3].

例如，在講解“電磁波以及傳播”知識的時候，教師在課堂中構建生活情境，從生活中應用電磁波的常見物品入手，激發學生的研究興趣，鼓勵學生主動探究、主動提問.電磁波雖然看不見、摸不著，但是在生活中電磁波有著十分廣泛的應用，例如車載收音機.從生活中學生熟悉的電子設備入手，課堂中設計探究問題來展開電磁波特點、應用性質等理論知識的研究，調動學生課堂參與的積極性，引導學生融入到課堂情境中進行深度思考.

為了調動學生對于收音機運轉原理的研究，教師在課堂上設計問題：“打開收音機可以立即收聽到電臺的節目，為什么在行駛的汽車上，我們也可以打開收音機收聽電臺信號呢？”以此問題，吸引學生的課堂注意力，同時對即將要學習的電磁波知識產生濃厚的興趣，課堂教學中為了引導學生深化理解電磁波的定義，教師提問：“收音機播放電臺節目是接收到了電磁波的信號，那么電磁波是如何產生的呢？”“在移動的車載收音機中，移動中的汽車是如何能夠接收電磁波信號的？電磁波信號在生活中是通過哪種介質傳播的呢？”借助這幾個學生實際體驗過的問題，引出電磁波的定義、特點以及傳播形式，通過為學生講解電磁波的特征和性質，引導學生深刻認識和理解電磁波，探究不同的電臺節目是如何在收音機上進行調節的，基于電磁波的特征，分析不同電臺電磁波的原理.

對于電磁波這一看不見、摸不著的物質，學生在學習的時候對抽象的理論缺少真實的感受和認知，從生活中的場景入手，為學生搭建問題探究和分析的問題場景，教師在課堂上系統地為學生介紹電磁波的產生、傳播等一系列知識，借助生活中車載收音機這一實際的應用場景，設計問題鏈引導學生思考，利用問題來吸引學生的課堂注意力，夯實學生對于基礎理論、定義的認識，課堂的后半段，教師繼續引導學生探究電磁波實驗，鼓勵學生親自動手，實踐驗證，突出物理學科的實踐意義，引導學生建立科學的思維，運用科學的思維去看待生活中存在的物理現象，體會物理學習的樂趣.

2 構建物理模型，培養學生的抽象科學思維

抽象思維是物理學科中一種重要的邏輯思維方法，培養學生的抽象科學思維能力，有助于學生形成物理概念，構建物理研究的基礎.物理概念來源于生活，物理學家通過物理實驗，構建物理模型，將理論應用到實際生活中.在物理教學的過程中，教師為學生構建物理模型，將實際問題轉化為學生可以實際接觸的物理模型，使得學生在腦海中形成物理思維觀念，建立抽象思維認知^[4].

對于復雜的物理概念，通過構建物理模型，抽象、概括、類比物理概念和理論，突出物理研究問題的本質因素，豐富學生的思維過程，讓學生正確地理解物理概念.

例如：對于電磁波的概念，構建物理模型，從感性到理性，從具體到抽象，在培養學生思維認知的過程中分析、比較、探究、抽象和概括物理問題和物理概念，課堂中也組織多種思維活動，凸顯學生在課堂的主體地位.為了引導學生正確理解電磁波的概念，教師在電子白板上為學生模擬水波演示圖，構建水波演示儀的模型，接通電源，讓學生親眼觀察波的傳播，繪制形成的水波圖，學生親自觀察波產生的方式，引出“振動產生波”的概念，教師在課堂上提出了“波源”的概念，借助水波圖的物理模型，學生觀察了波的傳播方向，從波源出發向前移動，波振動的形態也發生了變化，為了讓學生更清晰地了解波的運動形態，教師在課堂上利用多媒體FLASH軟件模擬波形成的原理，在FLASH動畫中，波源不斷振動，振動形式不斷向前移動形成波，如圖1所示.

結合物理模型以及多媒體教學工具，教師將抽象的概念以形象的模型呈現出來，給學生創造了更多實際的觀察和學習體驗，吸引學生的注意力.由于電磁波在生活中看不見、摸不著，教師利用多媒體工具模擬波的形成過程，以具體、形象的水波來為學生建立波的抽象概念，為學生創造了更直觀的波認知印象，形成對波更直觀、形象的認知.在這一教學和引導的過程中，教師培養了學生抽象思考的科學思維能力，逐步引導學生從感性思考轉向理性認知，逐步鍛煉了學生的科學思維能力，提高課堂教學效率.

3 設計實驗探究，引導學生建立科學思維的品質

物理來源于生活，在物理教學的過程中，不能脫離物理實驗，通過物理實驗對物理知識進行驗證和應用，教師應當靈活地運用物理實驗來豐富課堂學習的內容，引導學生全面深刻體會物理實驗，認知物理理論^[5].

教師在課堂中設計和組織物理實驗，設計“提出問題、猜想與假設、設計實驗計劃、操作實驗、觀察物理現象、分析提煉物理結論”的物理實驗環節，組織學生參與到物理實驗中，完整地收集證據，體會實驗過程，培養學生的動手探究能力和科學思維推理的能力.

例如，在設計與電磁波有關的物理實驗時，教師鼓勵學生結合教材中的探究實驗，為學生準備相關的實驗材料，讓學生利用導線、電池、彈簧、燈泡、開關、滑動變阻器等材料，設計電磁波產生的驗證實驗，學生猜想電磁波產生時電路的變化，親自操作論證，并總結提煉出電磁波產生的條件.在組織學生進行驗證性實驗的過程中，教師為學生打造了自主思考和研究的空間，讓學生在自主的空間內大膽提出自己的想法，驗證自己的猜想，課堂上學生不再僅僅依靠教材和教師，而是結合自己所學的物理知識、生活經驗進行探究，主動地將電學與電磁波的產生聯系在一起.實驗電路中，學生通過設置電路開關來控制電流的產生，分析電流和電磁波之間的關系，并利用電阻數、燈泡的亮度來控制不斷變化的電流，多角度地驗證電磁波與電流之間的關系，得出實驗的結論，加深學生對于電磁波知識的認知.

為了進一步培養學生的科學思維，教師從物理實驗出發，鼓勵學生探究生活中的電磁波現象，從學生熟悉的網絡WIFI出發，鼓勵學生研究WIFI信號在空氣中傳播的介質是什么？組織學生以小組的形式進行研究，學生聯系之前學習的內容，猜想電磁波的傳播與空氣有關，猜想電磁波在真空環境中是無法傳播的，也就是在真空的環境內，WIFI信號是無法傳播和使用的.小組實驗討論中，學生聯系以往所學的知識，做出相關的猜想，設計實驗驗證的方案，利用WIFI檢測信號器檢驗WIFI信號的強弱，創造一個真空的環境來論證自己的猜想，總結實驗的結論.為了培養學生的科學思維，教師組織學生以小組實驗探究的模式猜想、論證實驗，教師扮演輔助者和指導者的角色，讓所學知識不斷遷移、創新和應用，這樣不僅為學生創造自主探究的空間和成長的環境，而且有助于培養學生的科學推理能力以及質疑創新的能力.

在物理實驗教學中，教師調動學生的各類感官，親自動手、大膽猜想、結合實際、觀察總結，訓練學生自主思維能力，讓學生能夠自主歸納知識框架，對所學的物理知識建立邏輯性、系統性的認知.

在初中物理教學過程中，教師要注意引導學生建立科學的思維能力，豐富課堂教學的模式，創新學生的學習體驗，讓學生能夠體會到物理學習的樂趣，積極參與到課堂教學活動中.培養學生的科學思維能力，重點在于豐富課堂教學活動，啟發學生的思維，激發學生的興趣，為學生創造自主思考的空間，讓學生在科學推理、科學論證、質疑創新的過程中提升自我的思維認知以及思考能力，這樣既可以激發學生的物理學習興趣，又能夠提升學生問題解決的能力，助力學生構建完整的物理知識框架體系，提升物理學科核心素養和課堂教學的質量.

參考文獻：

[1] 馬丹丹.基于科學思維發展的初中物理教學策略研究[D].蘭州：西北師范大學，2021.

[2] 劉蕓鳳.基于科學思維的初中物理教學策略研究[D].信陽：信陽師范學院，2021.

[3] 陳潯穎.重構實驗課堂教學促進科學思維提升：以“用電流表，電壓表測電阻”實驗教學為例[J].物理教學，2023，45（3）：4.

[4] 倪凱健.基于批判性思維培養的初中物理課堂教學研究：以蘇科版“磁場對電流的作用電動機”課堂教學為例[J].華夏教師，2020（18）：2.

[5] 劉雄英，馬冰然.“電磁場與電磁波”課程教學中的歸納與演繹[J].電氣電子教學學報，2010，32（5）：2.

[責任編輯：李 璟]