科學思維視角下初中物理課堂教學

【摘" 要】初中生正處于各項能力及素質快速發(fā)展的關鍵時期，在新課標正逐漸深入課堂的當下，教師應結合學科核心素養(yǎng)制定教學規(guī)劃，助力學生全面健康成長與發(fā)展。初中物理是初中學段重要的課程，教師應基于科學思維角度設計課堂教學，在引領學生掌握物理知識的同時改善思維品質。

【關鍵詞】科學思維；初中物理；課堂教學

《義務教育物理課程標準（2022年版）》提出了以核心素養(yǎng)為引領的課程理念。科學思維是核心素養(yǎng)的重要組成，是指基于物理學視角認識客觀事物之間的相互關系、內在規(guī)律及本質屬性。科學思維涉及建構模型、科學推理與論證及創(chuàng)新和質疑等多個要素。物理教師從發(fā)展科學思維角度設計課堂教學，既有助于學生對物理現(xiàn)象的準確理解，更能促進學生深入探索物理現(xiàn)象的本質與奧秘，提升思維深度，促進核心素養(yǎng)形成。

一、依托概念，滋養(yǎng)科學思維

（一）創(chuàng)設趣味情境，引發(fā)學生深度思考

物理相較于其他學科較為抽象，學生在學習過程中會遇到不少陌生的概念，這些概念極易使學生產生困惑，影響整體學習質量。對此，教師在平常的教學中要針對物理概念的獨特屬性，利用實物或信息技術手段營造趣味化、直觀化的課堂情境，通過有趣生動的場景降低物理概念理解難度，驅使學生進行深度思考，引領學生在潛移默化中形成科學思維。

在進行“電流磁效應”教學時，教師可以利用多媒體設備播放下列視頻：物理科學家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以產生磁場；通電螺線管周圍的磁場。據(jù)此營造有趣的課堂教學情境，同時要求學生在認真觀看以上視頻時，將重點放在螺線管，通電以后周邊小磁針發(fā)生了何種變化，讓學生體會到物理現(xiàn)象的神奇，且對電流磁效應這一物理概念產生初步認識。然后，教師以此為基礎設計以下問題：請大家猜測螺線管通電以后周邊磁場方向與哪些因素存在關聯(lián)？學生可能會提出不同見解，如螺線管的繞法、電池的正負極位置及電流方向等，然后教師借助實驗形式帶領學生展開全面分析與驗證，讓學生在親歷知識的產生過程中產生思考，進而理解電流磁效應的本質，并產生了對“電生磁”因果關系的深層思考。

初中學生對一些抽象晦澀的物理概念往往難以理解，在課堂教學中，創(chuàng)設趣味情境，吸引學生深度融入其中，往往能讓學生不由自主地去思考、去發(fā)現(xiàn)、去內化，進而滋養(yǎng)其科學思維。

（二）設計探究活動，注重科學思維發(fā)展

初中物理知識雖然理論性較強，但也具有實踐性特征，尤其是物理概念，無不浸潤著科學家們辛勤的汗水。為幫助學生真正理解概念的形成與內涵，教師可精心設計一些探究活動，使其通過探究活動深度融入概念形成過程，進而發(fā)展學生的科學思維，并分享個人心得。

如在學習“杠桿平衡條件”內容時，由于涉及的物理概念較多，教師可設計探究活動，并同時借助信息技術手段監(jiān)測學生的探究過程，輔助學生深度探究。當學生在探究實踐中遭遇困境時，既可采用回放視頻的方式找到出現(xiàn)問題的原因，也能同時為學生提供適時指導，幫助學生及時改正。如有的學生在探究活動時，將動力、動力臂，阻力、阻力臂以表格形式呈現(xiàn)出相應的數(shù)據(jù)，而通過計算后發(fā)現(xiàn)并不符合課本中給出的“杠桿平衡條件”，此時，師生借助視頻回放，發(fā)現(xiàn)是因為學生在拉彈簧測力計時方向傾斜，導致得出的數(shù)據(jù)不準確，從而幫助學生深化了對“力臂”概念的理解。這既有助于學生形成實事求是的科學態(tài)度，訓練學生處理物理問題的能力，更幫助學生針對存在的問題，找出其原因，實現(xiàn)思維水平的進階過渡，形成良好的科學思維。

科學探究是優(yōu)化思維品質、實現(xiàn)能力躍遷和思維進階的重要渠道。物理教學中的科學探究更為學生發(fā)現(xiàn)物理奧秘，實現(xiàn)知識融通，從而學以致用提供了契機，與此同時，學生科學思維的種子也會在科學探究中生根發(fā)芽。

二、融入生活，激發(fā)學習欲望

（一）生活現(xiàn)象，激發(fā)學習熱情

初中物理大部分內容都與現(xiàn)實生活密切關聯(lián)，不少物理現(xiàn)象都來源于實際生活，生活中的物理現(xiàn)象更是比比皆是。物理教師在課堂教學中可根據(jù)實際需求引用生活中的物理現(xiàn)象，拉近物理課堂同生活的距離，增強學生的科學思維。

如在“平面鏡”的教學中，教師先在多媒體課件中展示一些生活中出現(xiàn)的平面鏡成像現(xiàn)象，如人們照鏡子、平整玻璃上出現(xiàn)人像、水面出現(xiàn)的倒影等，引出問題：什么叫平面鏡？平面鏡能成像嗎？生活中都有哪些物品能夠視為平面鏡？平面鏡成像具有哪種特點？由學生認真觀察圖片，結合生活經驗展開思考與互動，使其發(fā)現(xiàn)平面鏡能夠成像，玻璃、鏡子、水面均能夠當作平面鏡。接著，教師加深問題：在平面鏡中呈現(xiàn)出的像同物體大小、位置存在什么樣的關系？假如將物體移動，平面鏡成像是否也會出現(xiàn)變化？教師指導學生以問題為導向研究平面鏡成像的特點，使其結合等效替代法完成實驗操作，通過多次實驗對收集到的幾組數(shù)據(jù)進行分析和研究，從而使學生在類比、分析，思考中了解平面鏡成像的具體特點，進而實現(xiàn)學生思維能力的提高。

借助學生身邊的現(xiàn)象，將物理知識賦予生活色彩，往往更能引發(fā)學生的共鳴，也更能觸發(fā)學生的思維。在物理教學中，教師要善于將教材與生活相融合，不斷激發(fā)學生的學習熱情，點燃學生的思維火苗，助力學生科學思維的養(yǎng)成。

（二）生活問題，挖掘思維潛能

在初中物理教學中，要想讓學生對物理知識進行深入思考，通常需要借助一些引發(fā)深思的問題，使學生在對問題的分析、處理與解決中既收獲知識，更發(fā)展思維。所以，教師應把握好教授內容同現(xiàn)實生活的銜接點，根據(jù)教學目標靈活解決生活化問題，讓學生產生對物理新知的親切感與認同感，從而使其積極思考、主動討論與交流。

在“長度和時間的測量”教學中，教師可這樣導入：同學們都知道測量長度時要用到尺子，那么在生活中都有哪些不同的尺子？由學生結合生活經驗說出卷尺、三角板、直尺、皮尺、折尺等，課件中同步展示出這些尺子，加深學生的感性認識。接著，教師繼續(xù)提問：當測量不同物體長度時選用的測量工具是否相同？教師引導學生回想生活中測量不同物體長度的場景，他們發(fā)現(xiàn)不同尺子的功能不一樣，如用卷尺測身高，木匠要用折尺，裁縫用皮尺測量顧客的三圍，作數(shù)學圖形時用刻度尺，使其將關注度和思維轉移至長度測量工具上面。之后，教師準備一些生活中常見實物讓學生進行測量，如籃球的直徑、一元硬幣的周長、一張A4紙的厚度、一根鐵絲的直徑等，使其面對不同的實物設計出相應的測量方法，進一步啟發(fā)學生面對不同的需求，如何選擇合適的測量工具完成測量任務，進而為后續(xù)的正確測量打下伏筆。

生活是物理的土壤，更是物理新知形成的源頭活水。在物理教學中，教師要巧妙融入生活問題，為物理知識繪上生活底色，從而啟迪學生思維，不斷激活學生的思維潛能。

三、借助實驗，優(yōu)化思維品質

（一）演示實驗，激發(fā)好奇心

實驗既是物理教學的重要內容，也是優(yōu)化物理教學的重要方式。初中物理學科，教師可通過實驗方式對一些物理原理進行探究與驗證，讓學生觀察，引發(fā)學生思考，進而拋磚引玉，使其在真實鮮活的物理現(xiàn)象中產生思考的渴望，提升學習效率。

在教授“聲音是什么”時，當學習到“研究聲音的產生條件”時，教師可以先播放一些經常聽到的聲音，如流水聲、打雷聲、小鳥叫聲、狗吠聲、讀書聲、唱歌聲、汽車鳴笛聲、商販吆喝聲等，據(jù)此引起學生的注意，讓學生產生想要探究聲音來源與產生方式的求知欲望及好奇心，使其科學思維被初步激活。接著，教師進行啟發(fā)性提問：以上聲音是怎么產生的？方式是否相同？還能夠讓哪些物體發(fā)出聲音？然后演示趣味小實驗：用保鮮膜將空杯子口封住，上面撒一些鹽粒，然后播放音樂，學生能夠看到鹽會隨著音樂聲跳舞，聲音越大，鹽粒跳得越高，進一步激活學生的科學思維。之后，教師要求學生思考“鹽粒會跳舞”的原因是什么，在提示和點撥下學生發(fā)現(xiàn)當音樂響起時會引起空氣振動，鹽粒就會隨之振動，據(jù)此掌握聲音是因為物體振動才產生的這一基本知識 。

學生的思維進階是螺旋式進階的過程，而引發(fā)學生深度思考，在思考中頓悟無疑是實現(xiàn)思維進階的重要手段。演示實驗，眼見為實，往往會顛覆學生傳統(tǒng)認知，使得學生去思考物理現(xiàn)象中蘊含的內在奧秘。

（二）自主實驗，鍛造嚴謹性

物理學科是研究事物內在規(guī)律的學科，學生只有親歷事物的發(fā)展過程，目睹事物的來龍去脈，學生才會去思考、探究，進而內化為屬于自己的知識。為此，教師要為學生盡可能提供更多自主實驗的機會，使其全身心參與物理探究活動，在認真觀察實驗現(xiàn)象的同時，幫助學生不斷積累實驗操作經驗與科學探究經驗，使其科學思維得以發(fā)展。

如在教授“汽化和液化”時，“研究水的沸騰現(xiàn)象”是本節(jié)課的重點，雖然這一現(xiàn)象學生司空見慣，但很多學生熟視無睹，對于沸騰過程中的細節(jié)問題學生更是知之甚少。為此，教師專門安排學生利用測量儀器進行深入研究，讓學生產生對“沸騰”過程特點的全方位的認知。在操作實驗環(huán)節(jié)，教師應指導學生認真自主完成裝配、加熱、讀記與畫圖等步驟，提示學生在實驗過程中要關注兩個方面，一方面是當水的溫度上升至90 ℃時，需每隔1分鐘就把水的溫度記錄下來，一直記錄到水沸騰5分鐘以后，另一方面是確保溫度計底端的玻璃泡不能與燒杯壁與底部相接觸。學生通過自主操作實驗可以得到一組數(shù)據(jù)，結合對這些數(shù)據(jù)的分析能夠發(fā)現(xiàn)，雖然水在沸騰過程中需要吸收熱量，但溫度始終保持恒定不變……在實驗結束后，教師再提示學生把水的沸騰現(xiàn)象同之前所學的蒸發(fā)現(xiàn)象進行比較，使其對這兩種情況下水的汽化過程中出現(xiàn)的異同之處，包括發(fā)生位置、劇烈程度、溫度條件與變化、影響因素等進行深度比較，從而鍛煉學生的科學思維。

科學思維是一種嚴謹高效的思維，科學思維與表面性認知、表象化思維有天壤之別。在物理教學中，培育學生的科學思維需要教師以鮮活真實的物理現(xiàn)象，引導學生以細致嚴謹?shù)膽B(tài)度，通過縝密的數(shù)據(jù)分析，使學生產生深刻的認知體驗，從而形成強烈的思維印記。

四、結束語

總之，科學思維角度下的初中物理課堂教學，教師需及時轉變以往的教學觀念與模式，不僅要采用科學合理的教學方法，還要充分引導學生主動配合，積極參與，不斷為學生科學思維的產生奠定基石，同時，夯實概念教學與實驗教學，巧妙及時地滲透科學思維的培養(yǎng)意識，這樣學生的思維品質才會不斷得以優(yōu)化，進而提升學生的物理核心素養(yǎng)。

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