基于科学思维培养的高中物理高效课堂建构

摘   要：物理是一门研究自然现象和自然规律的学科，通过科学思维推理或实验手段探索物质的基本结构、相互作用、运动规律等。物理学的发展不仅带动了科学和技术的发展，也促进了文化、经济和社会等的发展和进步。近代物理学的发展推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、生物技术、医疗卫生技术等的迅速发展。因此，现代物理课程教学，应肩负起培养和提高学生的科学思维素养的任务和使命，通过有效的教学让学生在物理学习实践中，培养和发展自身的科学探究素养，为社会发展做出自己应有的贡献。

关键词：高中物理;科学思维;高效课堂

作者简介：孙剑，浙江省慈溪市逍林中学教师，研究方向为高中物理教学。（浙江  慈溪  315321）

中图分类号：G633.7     文献标识码：A      文章編号：1671-0568（2019）11-0102-02

科学思维是学生在课堂中掌握知识的充分必要条件，也是学生在学习中实现自我进步与发展的源泉，更是终身学习的基本条件。因此，在高中物理高效课堂的构建过程中，必须把培养与提升学生的科学思维作为教育教学的重点。科学思维既作用于我们的日常生活，也来源于日常生活活动。教师在教学活动中要采用科学、合理的教学方法，提高学生的科学思维能力。当前，国内外众多专家学者已对基于科学思维培养的高中物理高效课堂的构建进行了深入研究，笔者将在前人基础上，探讨如何提升学生的科学思维能力。

一、科学思维的内涵和意义

科学思维即逻辑思维，是在科学认识活动中形成、发展，并运用于科学认识活动的一种思维能力，是通过具体的认识活动，对自身获取的丰富的感性材料进行加工处理的方式和途径的理论体系，是在具体的科学探究实践中对各种科学思维方法的有机整合，是人类实践活动的重要产物。科学思维方法有着很强的主观性、确切性、可查验性、预感性和普适性等特征。在具体的科学探究实践活动中，学生良好的科学素养有助于学生在具体的科学实验过程中，通过主观性判断和推测，形成对科学现象和规律等的有效预测和感知。同时，在具体的实验过程中，通过科学而严谨的科学实验，让学生有效感知自己的主观判断和思维方式是否正确。

总之，科学思维方法能够促使学生在具体的科学探究实践中自觉遵守科学的思维逻辑，通过具体而有效的策略，使真理得到传承和发展;有助于学生运用正确的辩证思维去探索和揭示事物的本质和规律，提高学生面对新问题、解决新问题的能力。

二、基于科学思维培养的高中物理高效课堂的构建策略

1. 在科学比较中培养学生的科学思维，构建高效物理课堂。在物理学习实践中，以具体概念为基础的判断和推理，必然存在一定的固定规则和用以支持相应概念的理论。因此，在科学探究实践中，通过对客观事物的观察和分析，如空间和时间（横向或纵向）、理论与实践的比较等，确定对象之间的异同点，通过对客观事物进行定性鉴别以及定量分析等，让不能直接观察的现象能够通过直接观察的现象的分析和推理感知，并通过对理论研究的过程和结果等的具体观察和认识等，对理论研究的结果与实验事实之间做出明确判断。

以“运动快慢的描述——速度”的学习实践为例，学生在小学数学学习中就已经接触过“速度”这一知识，学生已经知道速度与路程和时间之间有特定联系，进入高中物理学习阶段，“速度”这一概念相对小学所学知识在内容和意义上更为丰富，也更加深刻。大多数学生接触高中物理中的“速度”章节时，都想当然以为和小学、初中学习的速度知识没有什么大的差别，但在具体而深入的学习后，学生很快就发现，高中阶段的“速度”是建立在现实生活基础上的“升华”，这里的“速度”不仅有方向，还增加了平均速度、瞬时速度、速率、路程与速度的关系等知识。教师在教学中可以针对这些丰富的知识内容，进行对比、分析和综合等教学实践，让学生在对“速度”的认识更加丰富和全面的基础上，进一步拓展知识面，增进学生在学习实践中将物理知识与数学知识紧密联结的经验，使学生在对知识内容的生动而形象的学习体验中，提升科学思维能力。

2. 在演绎推理中培养学生的科学思维，构建高效物理课堂。演绎推理法是指在一般性的前提下，通过对推导过程的演示，得出具体的陈述或者个别性结论的过程。在演绎推理的过程中，保证推理有效的根据，不在其内容多少，而在于其形式特征，其对人的思维连续性和一贯性等有着极大的校正作用。

以“摩擦力”的实践教学为例，摩擦力是学生在日常生活中比较常见的一种力，学生能够感觉这种力的存在，但不一定能明确地说出这种力的作用以及在生活中的具体应用。因此，教师在教学过程中，可以利用“捉泥鳅”的游戏，激发学生的学习兴趣。当学生徒手抓泥鳅时，泥鳅身体表面的光滑让学生难以捉到，而当学生在手上涂满木屑时，再去捉泥鳅却轻松了很多，这和什么有关系呢？在问题情境下，在具体而生动的游戏实践中，激发学生的探究兴趣。接着，再对生活中一系列摩擦力案例，如扫地、磨刀、滑雪、写字等进行分析，让学生在从一般到特殊的认识体验中明确：原来摩擦力就是两个相互接触的物体，发生相对运用或具有相对运动的趋势时，在接触面时产生阻碍相对运动或这种运动趋势的力。在具体而生动的演绎推理过程中，学生对摩擦力的掌握经历了从一般到特殊的认识体验过程，通过对生活化现象的分析，培养学生在生活实践中用物理的眼光分析和看待周围事物的习惯，使科学思维在学习实践中得到有效发展和运用。

3. 在科学实验中培养学生的科学思维，构建高效物理课堂。科学实验即在学习实践中利用一定的仪器、设备等，在人工可控的条件下，通过改变实验中的一些细节、步骤等，观察、分析实验现象和规律的实践形式。科学实验需要通过科学的方法实施，在观察中对事实和实践等进行详细记录，并对具有确切操作程序的问题进行定义，在此基础上提出科学假设，根据搜集的证据、材料等，通过实验的开展验证假设结果，在一系列的科学实验过程中，科学的知识和理论系统得到有效构建，学生的思维也在科学探究过程中得到提升。

例如，在学习“探究功与速度变化的关系”时，本次试验目的是探究功与速度的变化关系，功是力在空间上的积累效应，是一个过程中的量，而速度是一个状态中的量，速度变化才是过程量，学生必须明确这一点才能开展下一步的学习。同时，要指明在实验过程中，研究的力对原来的物体做功时，速度变化的大小与物体获得的速度在数值上是相同的。在此基础上，开展科学探究实验，让学生在亲眼所见、亲临其境的观察体验中，形成对观察对象生动而形象的认知，在知行合一的学习过程中，学生不仅能够深刻认识功和速度的关系，同时能够在具体而直观的实验过程中，感受物理知识的乐趣，以此培养学生思维的严谨性和科学性。

在高中物理教学实践中，基于科学思维的高中物理高效课堂的构建，需要教师在掌握有效的科学思维方法的基础上，通过教学策略，让学生在生动而形象的学习体验中提升科学思维能力。

参考文献：

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责任编辑 曾轶维