初中物理教学如何培养学生的科学思维

陈建军

【摘    要】新课程改革对物理教学提出了新理念，将培养学生的科学素养放在了核心位置，而思维能力又是科学素养的重要内容。在初中阶段，许多学生在学习物理时总感到非常难学，其中很重要的原因是没有掌握好物理思维规律。在教学过程中，教师应当引导学生积极思考，学会思维，同时要了解并设法克服学生的思维障碍，从而提高物理教学质量。

【关键词】初中物理  科学思维  培养

中图分类号：G4      文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.24.156

当今时代，瞬息万变，放眼未来，科学、数学和技术是变化的中心，掌握这些技术的是人，决定国家民族兴衰的关键，是人的智力，而智力的核心内容，不再是知识储量的多少，而是思维能力的强弱，或者说，思维品质。课程教学改革迫切要求教师改变旧的教学方法，培养学生自主学习能力，培养学生的思维品质成为当务之急。因此，在物理教学中培养学生科学思维品质是时代的要求，也是新课标的基本理念。

一、物理科学思维能力的概念

所谓物理科学思维能力，是指学生在学习物理时，基于自身大脑对不同事物所形成的客观认知，对其属性、运动规律及相互关系作出对应的判断。物理思维能力是在认识物理过程中，所形成的一种高阶思维能力，根据其形式的不同，可以将其分为动作思维、形象思维、逻辑思维及直觉思维几种。在物理学科中，包括具有精准性的概念、规律等内容，也会因误差、理想化处理等出现近似值，所以物理科学思维具有精准性及近似性特点，同时还具有抽象性及形象性特点，如用形象的壳层结构表示抽象的原子，另外，还会因人的直觉感受而存在直觉思维，这些都是物理科学思维能力的具体表现和组成。

二、科学思维的培养策略

（一）通过组织教学内容体现科学思维教育

在初中物理教学中，我们要按照具体思维方法的逻辑组织授课内容、设计课堂教学环节，体现科学思维教育。在引入电压概念时，可应用类比法教学，教师可按照类比法思路开展教学。首先，展示水流和电流的示意图，引导学生找出相似属性，如水流有一定方向，电流也有一定方向;水流推动水轮机的速度大小不同，电流使灯泡发光的亮度也不同……接着进行类比：水流动时，要使水路畅通，推理可知电流流动也要有处处连通的电路;水流动时要有水压，推理可知电流动时要有电压;由水压随髙度差变大而增加，类比可知，电压也会随某种因素的变化而变化。此时教师要告诉学生类比具有偶然性，要想知道结果是否确切，还需通过验证才确定其准确性。这里，教师可以引导学生深入了解类比法的运用与优点，引导学生学会联想知识、触类旁通，启发创新的灵感。

（二）通过设计实验探究促进科学思维教育

初中物理实验探究环节是可以通过多种形式呈现的，教师通过设计实验、引导探究以达到促进科学思维教育的目的。例如，在“探究物质吸热能力”的教学中，传统实验是将质量相等的煤油和水分别装在两个相同的烧杯中，并测出煤油和水的初始温度，然后用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度，通过比较吸收相同热量所升高的温度来分析物质的吸热能力。而实际实验教学中却发现这一实验存在以下不足1.实验安装费时且有一定危险。2.酒精灯不可能完全相同，烧杯底部平整导致受热不够均匀。3.分析数据并得出结论时只能凭借印象，产生疑问时也无法重新实验观察，学生往往对结论理解不透，要耗费很长时间去记忆、理解。教师引导学生设计DIS实验，围绕吸热能力和质量、升高温度等的关系展开讨论，力争更好地推理论证严谨的方案，如采用同一个红外加热器保证两个试管中的液体加热方式基本相同，且试管底部为半圆，受热相对均匀。

在分析吸热能力强弱时，突出轉换思维和控制变量方法，引导学生运用数字化实验图像（可以在实验中保存）找到两种物质升高相同温度的点，发现两种物质所用的加热时间长短不一样，转换成吸热多少不同。又推理得出通过“吸热相同（加热时间相同）时，比较物质升温多少”的方法。在改进实验设计时，要提醒学生分析结论的可靠性和适用性，反思实验方案和过程，促进科学思维与实验过程的优化组合。

（三）通过思维比较形成冲突激发科学思维

科学思维教育的目的是要教会学生正确获取知识，而其他思维方式与科学思维方式得出不一样的结论，从而使学生产生了认知冲突。

例如，在“力和运动”一节中，学生们起初大多通过经验思维推导，认为力是使物体运动的原因，没有力就无法使物体运动;还有个别学生通过哲学思维思考，认为物体的运动是人内心的一种感觉等。这与科学思维的实证、逻辑相违背，要激发学生运用科学思维学习，就要进行比较，让证据与学生的经验产生认知冲突，进而突出质疑过程（力对物体的运动到底有什么影响）、建立模型过程（用小车代表一般物体，用几种不同材料的平面制造出不同的力等）、推理论证过程（小车停下的距离越近说明了什么），促进科学思维教育的整体性学习。

（四）通过科学思维教育巩固科学思维

虽然科学思维教育内容和物理具体内容结合在一起，但是科学思维教育内在的整体性、系统性和发展性要求在每一阶段的物理教学中都要实现全覆盖，包括以实证、逻辑、质疑为思维取向;以提出问题、建立模型、推理论证、质疑创新等为思维特征;以比较、分析、抽象、假说、演绎、模型为思维方法，确保每学完一册物理书，巩固提髙一次科学思维。例如，在“杠杆、滑轮”等内容都体现了模型思维;功率、机械效率突出了比较、分析等思维;综合实践活动则训练学生的演绎思维;后面几章内容也凸显了实证、逻辑等科学思维特征。

总之，物理科学思维能力的培养，不仅是物理教学中的一项重要工作，而且是增强学生物理学习能力的有效途径。在物理课堂上，应通过强化学生的科学思维意识、加强对物理科学方法的学习、构建课堂教学情境、重视对学生思考能力的培养等策略，帮助学生形成物理科学思维，进而才能提高教学质量及教学水平，促进学生全面发展。

参考文献

[1]李正福.论物理核心素养视野下的科学思维教育内容《课租、教材、教法》2012年10期.

[2]黄冠，物理教学中培养学生科学思维能力的有效策略《初中生世界》2017年44期.