初中物理教學中培養學生科學思維的有效方式

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《新課標》）倡導物理教育“注重科學探究”“綜合培養學生提高分析問題、解決問題的實踐本領和科學思維能力”“使學生能從物理視角認識客觀事物的本質、規律、事物間的相互關系”等。但是傳統的初中物理教學存在“唯知識論”的現實問題，即教師會采用“填鴨式”的傳統教學方法在課堂上一一講解物理概念、物理問題的解題思路，也會利用“題海戰術”鍛煉學生的解題能力。這種做法看似可以引導初中生全面掌握物理知識，實則剝奪了學生的探究權利和推理建模的機會，并不利于學生科學思維的發展，甚至可能衍生出“惰性思維”，導致學生逐漸出現機械聽講、死記硬背等行為。《新課標》在設立核心素養目標時強調培養學生的科學思維，以“模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新”解讀了科學思維的要素，要求一線教師全面解放學生的思想、雙手、嘴巴，突出學生的自主性，使其在科學思維的驅動下主動發現問題、提出問題，并通過一系列的科學探究活動自主解決相關問題，全面優化學生的思維品質，使學生養成獨立思考、積極探索的好習慣。因此，初中物理教師應采用有效的方法培養學生的科學思維，使學生善于思考、主動推理、積極求證，順利轉變學習方式，主動學習物理。

一、創設真實情境，促進科學推理

《新課標》認為，具有科學思維的學生能夠從物理視角認識客觀事物的本質和規律，并且能夠用物理學概念去解釋事物的屬性，強調真實問題情境的創設，以順利引導學生從多個視角分析事物現象、發現問題，自主展開科學推理，主動進行物理探究。因此，初中物理教師應主動創設真實的問題情境，動態還原現實生活中的物理現象，有效喚起學生的認知記憶與生活經驗，使其能夠從直觀的生活現象中主動展開科學推理，自主發現問題、提出問題。具體而言，初中物理教師可以通過以下方式創設真實的問題情境：

第一，利用生活素材創設真實的情境，凸顯生活與物理之間的關聯，活躍學生的思維狀態，使其主動學習生活化的物理知識，且主動展開推理論證。例如，在“眼睛與眼鏡”一課教學中，初中生群體有不少學生因為近視而佩戴了不同度數的眼鏡，且有不少學生因為長輩患有老花眼而了解過老花鏡，積累了一定的生活經驗。因此，在本課教學中，教師可以準備近視鏡、老花鏡這兩類生活實物，讓學生觀察兩種眼鏡的異同，且結合自身的生活經驗去解釋老花鏡和近視鏡的工作原理，嘗試探究為何近視鏡和老花鏡能讓人看東西更清楚。通過觀察，學生發現老花鏡和近視鏡屬于兩種透鏡，因此猜想近視眼與老花眼是兩種不同的生理疾病，結合前期所學的凸透鏡成像知識做出合理猜想，即近視鏡能夠延長眼睛的成像距離，老花鏡能夠縮短眼睛的成像距離。帶著這一猜想，學生自主搜索相關資料、構建物理模型，主動探究老花鏡與近視鏡的成像原理，分析近視眼和老花眼的成因。這樣一來，學生便能夠充分鍛煉科學思維，主動地學習物理知識。

第二，創設信息化的學習情境，利用信息技術整合貼合課程內容的電教媒體，生動、直觀地展示現實世界中的物理現象，有效開闊學生的學習視野，優化學生的科學思維。例如，在“浮力”一課教學中，教師便可以利用信息技術展示輪船、游艇、摩托艇等在海面上航行的場景，使學生初步了解浮力的概念。客觀來講，浮力理論被廣泛應用于社會的各個領域，但是學生了解得并不多，教師利用信息技術整合的電教媒體不僅可以創設真實的問題情境，還能夠順利地引導學生探究浮力在科技領域中的應用情況，使其主動發現問題，如浮力是什么？影響浮力大小的因素有哪些？這不僅有利于培養學生的科學推理意識，還能增強學生的質疑精神，使學生在問題的驅動下主動展開探究，保持強烈的好奇心與求知欲。

第三，通過小實驗、游戲、實踐等體驗式活動創設直觀的情境，豐富學生的直接體驗，培養學生的科學思維，使其順利地實現有效學習。例如，在“探究光的折射現象”一課教學中，教師便可以準備杯子、筷子，并往水杯中加入水，然后將筷子放入水中，讓學生觀察筷子的“錯位”現象。這一小實驗活動能夠豐富學生的觀察體驗，促使學生主動探究光的折射概念與相關現象，是優化學生思維品質的重要經驗之一。

除了上述幾種方式之外，初中物理教師還可以根據課程內容以及學生的認知特點，采用其他的方式創設真實的情境，為學生開展科學推理與論證創新活動營造良好的氛圍，有效培養學生的科學思維，促使學生主動學物理。

二、巧用提問追問，鼓勵學生質疑

《新課標》指出，物理教育要“突出問題導向”，使學生能夠圍繞具體的問題搜集事實證據、展開推理論證，由此提升學生的科學思維能力。因此，初中物理教師應巧用提問追問技巧，鼓勵學生主動質疑、自主提問，使學生在問題的驅動下展開物理探究。

首先，提問追問策略。問題的設計與提出將直接影響初中生科學思維的活躍度，符合學生認知水平且能引起學生好奇心的問題更能達到培養學生科學思維的目的。因此，教師在使用提問追問技巧時要客觀尊重學生的認知發展規律，選擇學生喜聞樂見的方式提出物理問題、進行追問，靈活把控各個問題的難度，盡量使用具有探究性、開放性的問題發散學生思維，使學生主動尋找問題的答案。例如，在“比較運動的快慢”一課教學中，教師提問：“什么因素決定著運動的快慢？”根據這一問題，學生遷移已有認知經驗，主動得出結論：“速度”。進而，教師追問：“速度是什么？如何用速度表示物體運動的快慢？如何比較物體運動的快慢？”從而通過問題串有效引導學生主動探究速度的概念、分析表示物體運動快慢的方法，引出“控制變量法”與“比值定義法”等物理研究方法，有效鍛煉學生的科學思維。

其次，學生質疑策略。《新課標》提出要培養學生的“質疑創新”意識，使學生主動地分享所學知識。在這一方面，教師應善用留白技巧，適當保持沉默，為學生留出充足的思考空間，鼓勵他們通過主動提問的方式進行質疑，或者通過教師設問提出異議、表達不同的觀點、整合不同的信息與結論，促使學生主動質疑，進一步提升學生的科學思維能力。例如，在“學生實驗：測量速度”一課教學中，教師可以組織學生通過分組實驗的方式測量小車做運動的速度，鼓勵他們通過具體的實驗數據總結測量速度的方法，由此優化學生的思維品質，使學生主動學物理。在這一過程中，教師要適當保持沉默，鼓勵學生總結數據、觀點、結論等，支持學生圍繞不同的觀點做出假設、主動質疑。比如，有的小組在測量速度時直接測量物體運動的路程和所需時間，有的小組則測量了物體運動在不同時刻下的速度，通過計算平均速度的方式猜測物體運動的平均速度。這便呈現出兩種不同的解題思路，教師可以引導各小組討論兩種解題方法的優缺點，促使學生主動表達、主動思辨。另外，在分組實驗活動中，教師還可以鼓勵各小組主動記錄實驗操作過程中發現的問題，支持學生主動提問，優化學生的思維品質，提升學生的探究能力。

三、組織物理探究，開展科學論證

《新課標》主張學生參與多種形式的科學探究活動，使其親歷問題的發現到解決的全過程，支持學生利用多種事實證據去解釋某一事物的內在本質和發展規律，為促使學生實現有效學習做好充分的準備。因此，初中物理教師應在課堂上組織以學生為中心的物理探究活動，促使學生科學論證，主動利用物理方法去解決實際問題。教師可以通過以下方式有效地落實科學探究活動：

首先，設計遞進式和序列式的探究任務，鼓勵學生自主設計物理探究計劃。在這一過程中，教師可以編寫任務單、導學案等導學工具，有序呈現探究任務、目標要求等，使學生明確自己要解決的關鍵問題、應達到的認知水平等基本信息，優化學生的探究狀態，提高學生的決策能力。

其次，圍繞具體任務展開自主、探究、合作活動，使學生以學習主體的身份參與科學探究，自主建構知識的意義、解決相關問題。例如在“電流及其測量”一課教學中，教師便可以編寫任務單，如表1所示。

根據上述任務單，學生可以分組探究電流的概念、表達方式、常見單位和換算進率等多個知識，并通過實驗測量電路中的電流大小。為此，學生需要自主整合與電流相關的物理資料，并與小組成員共享相關資源，進而主動參與實驗探究，共同完成電路安裝、探究電流表使用方法、測試電流大小、數據統計與分析等多個任務，靈活使用物理語言去描述電路中的電流大小。這能夠充分鍛煉學生的科學思維，有效提升學生的科學探究能力。

值得一提的是，在實驗探究與資料整合活動中，教師應全程做好課堂觀察和記錄等工作，維護好課堂教學紀律，及時回應學生，但是不能過多地打擾學生，要確保學生自主解決電流問題，同時通過適當的講解、提問、總結等活動逐步優化學生的物理認知，使學生順利地實現有效學習。

四、展示探究成果，予以檢驗修正

《新課標》認為，培養學生的科學思維不僅要支持學生親歷物理概念的生成過程，還要鼓勵學生基于事實證據和科學推理批判各類信息、觀點、結論等，予以檢查和修正，提出創造性的見解。因此，初中物理教師可以設計探究成果展示活動，引導學生總結關鍵結論，主動發現異常，修正不正確的信息，培養學生的理性精神NlDzWTzvXI/wtkQgVzpzJQ==，使其順利地實現有效學習。

例如，在“電壓及其測量”一課教學中，教師可以設計分組實驗活動，鼓勵學生靈活遷移已有認知，解釋電壓的概念、電壓的單位及其換算規律，學習測量電壓的實驗方法。在本節課上，學生可以通過組際展示的方式呈現具體的探究結論，對比各小組測量的電壓數據、總結的電壓單位換算公式等主要信息，從中發現異議，再次通過實驗探究檢驗關鍵結論，同時修正不當的結論，由此培養理性精神。這樣能夠順利地優化學生的科學思維，提高學生的科學探究水平。在這一環節，教師要認真傾聽各小組的發言，歸納主要結論，根據學生所作的物理解釋去判斷他們是否真正理解了電壓的相關概念、是否順利掌握了測量電路電壓的方法。基于此，教師可以設計精講活動，多講學生存在疑問的知識點，少講學生已經掌握了的物理概念，有效地促進概念建構，使學生順利地實現有效學習。

五、組織實踐活動，組織模型建構

在初中物理課程中培養學生的科學思維是落實核心素養的重要方法之一，使學生能夠在現實世界中主動建立物理模型，利用物理知識去解決實際問題，切實提高學生的模型建構與問題解決能力。因此，初中物理教師應設計生活實踐活動，拓展學生的物理學習空間，使學生順利地實現有效學習，為學生綜合素質的發展做好充分準備。

例如，在“家庭電路”一課教學中，學生能夠通過物理探究了解家庭電路的基本結構及工作原理，正確說出家庭電路中電源、開關、燈泡、導線等的具體作用，但是在課堂上，學生只能學習家庭電路的相關理論知識，為了提高學生的問題解決能力，促進學生科學思維的發展，教師可以設計一輪生活實踐活動，即“分析自家電路的問題，嘗試利用電路模型去解決相關問題”。據此，學生要認真研究家庭電路的基本組成，根據自己的生活經驗去分析家庭電路的現有問題，進而應用家庭電路知識去思考解決問題的優化方案，同時主動搜集與家庭電路優化方法相關的課外資料，自主構建家庭電路模型，主動遷移所學知識。這樣一來，學生便提高了的知識遷移能力，能夠解決家庭電路中電路老化、電壓不穩等多個問題，順利地培養創新精神。接著，教師設計探究成果展示活動，引導學生主動分享解決家庭電路問題的創新見解，進一步發散學生思維，總結出更多的解題思路，從而豐富學生的問題解決經驗。

六、結語

總而言之，在初中物理課程中培養學生的科學思維是順應教育改革趨勢的，不僅能夠提高學生的學業成績水平，還將對學生的未來學習與現實成長產生積極的促進作用。因此，初中物理教師應客觀分析并尊重學生的認知規律，通過多種方法創設真實的主題情境，巧用提問追問策略活躍學生思維，支持學生主動參與物理探究、成果展示、實踐拓展等多種形式的科學探究活動，不斷地提升學生的科學思維能力，使學生逐步具備靈敏、獨創、質疑等思維品質，有效地落實物理素養，讓學生受益終身。

（宋行軍）