刍议高中物理核心素养下科学思维能力的培养路径

时业辉

（东莞市第一中学 广东·东莞 523000）

0 前言

随着近年来国际教育大环境的影响以及中学课程改革的深入，传统的机械化的刷题、背诵等方式已经不能满足新的教学需求和教学目标。在高中物理教学过程中，越来越多的人希望能够提高学生的核心素养、培养学生的科学思维能力成为高中教学改革的方向，基于核心素养的科学思维能力培养起着便捷、稳固的桥梁作用。

1 物理学科核心素养概述

1.1 核心素养内涵

核心素养包括人文底蕴、科学精神、自主发展等方面的核心能力，物理学科核心素养指同学们在物理学习的过程中形成新的价值观念、思维方式和能力，学生通过学习物理知识内化带有物理学科性质的品行，是学生科学思维能力的关键。“素养”并不单单指提高学生成绩，而是学生在接受学科教育的过程中，通过知识学习，逐渐形成一种能够发展自生能力适应社会的情感态度和价值观，核心素养能力的养成不但对个人，也对社会的发展具有重要意义。

1.2 核心素养下的科学思维

科学思维并不一定只有在做科研和学术研究时才会体现，日常生活中也无处不体现科学思维，思维方式引导行为方式。核心素养下的科学思维包括三个方面即：演绎、归纳和类比推理。演绎推理是指在普遍性的前提下提出特殊性结论。高中物理课程中的知识运用演绎推理的方式，在原有知识的基础上不断演绎出新知识和理论。归纳推理是在特殊的前提下，推断出普遍性的结论。类比推理是在特殊性前提下推断出的特殊性结论。科学论证指引导学生通过探究活动建构科学的知识，不断提升自身水平和综合能力，引导学生从多种不同的角度思考问题。

2 物理课程确定科学思维教育内容的思路

2.1 开展科学思维教育内容的目标

教育目标决定教学的内容，教育内容为教育目标服务。我国物理课程在长期的发展和完善中逐渐形成传统的科学教育思想，并逐步确定了科学思维的教学目标。科学思维的教学目标包括让学生掌握科学思维方法，培养学生的建模意识以及批判性的创新思维能力。围绕这一目标开展教学活动时，应当强调物理教学活动过程中抽象思维分析和综合推理判断等思维方法方面的教育，教育者能够引导学生在概念和规律学习过程中渗透建构模型的内容，并逐渐形成科学证据的意识。

2.2 科学思维目标和内容的要求

思维是一种反应客观现实的过程，指在世界观的引导下，在原本具备的思维基础上发展认识客观世界的一种方式，也是对事物方式理解事物的模式，是处理事务的方法。科学思维是一种具体的思维方式，不但有世界观的引导，也是一种理解和处理事务的态度，以及判断事物的能力。

屈尔佩是著名的心理学家，他在研究思维过程的时候发现，被测试者往往会为了完成任务而表现出比较刻意的态度，在完成任务的过程中显现出踌躇、怀疑和不确定的倾向，这对研究结果具有一定的影响。物理思维包括物理意识，能够从物理学的角度去看待自然现象和生活中的一些实际问题，并通过物理知识去解释和说明这些现象。因此，开展科学思维教育时，要重视引导学生看待问题的角度使之形成全面的、科学的思维。

3 物理学科中科学思维培养方法

核心素养是知识能力以及态度的综合表现是对个人发展的要求，这些需求需要在教学活动中通过学科课程来实现。接下来将会列举一些物理学中比较常用的科学思维方法。

3.1 逻辑推理法

根据不同的思维材料和进程，可以将科学思维方法分为归纳推理，演绎推理以及类比推理。归纳推理是指从个别中推理出一般原理的基本逻辑思维方法，科学研究表明，自然科学经验定律和解公式大部分都是由这种方法总结而来。演绎推理指的是，从一般的原理中推出个别理论的一种思维方法，演绎推理理论上和语言科学事实方法相类似，都是为科学发现提供方向。类比推理是根据对象存在的相似或相同的某一方面被推断出，它们在其他方面也可能会有相同或类似的思维方法。类比推理在中学物理教学中是很常见的，它具有可靠性和创造性等特点。

3.2 比较与分类法

比较法是比较对象之间同与不同的逻辑方法。比较法的依据是事物之间的联系，只有相互联系的事物才会有比较的意义，以加深对该事物的理解。分类法指根据事物之间相同与不相同的部分进行区分的一种思维方法，这是一种以比较为基础的方法。比较前要对研究结果进行分类，通过反映事物的本质特征和内部之间的联系，而提供解决问题的依据。

3.3 线上线下结合法

目前仍有部分老师对于科学思维理解不够，对于科学思维的相关理论知识缺乏深入的研究。教师科学思维培养方法主要来自于微信的公众号和媒体等渠道，少部分的老师是通过培训或学术期刊等方式培养自身的科学思维。近来最早科学技术的不断应用，微信逐渐发展成为大众化的社交软件，教师获取科学思维的相关内容，主要是通过微信公众号渠道。其实可以通过现场和线下结合的方式来提升教师的科学思维意识，借助互联网等移动设备进行传播，并结合面对面的培养形式。以线下教育为基础，整合有关的科学思维讲座，并将讲座的理念上传到公众号上，实现资源共享，并实行教师对科学思维理解的广度和深度。

3.4 教师共同探索、挖掘科学思维评价体系

教师在评价对学生科学思维培养时，大部分老师还停留在试卷测试的评价方式。然而，这种测验的方式并不能够全方位的评价学生的科学思维水平，只能发现学生对于哪一部分的物理知识比较薄弱。一般老师不能单独做到科学的思维评价，要多名老师共同探讨，通过集体备课方式，在备课的过程中，对科学思维评价进行理论研究并结合教学过程形成可以应用的评价体系。

比如教师在备课的过程中，对于科学思维整体方面的评价，有的老师找到科学思维能力的三个维度，有的老师找到solo分类理论。通过老师对科学思维整体评价体系的划分，不断发现问题并进行修改，之后不断试验，最终形成科学化的评价结构。

4 科学思维教育培养路径

科学思维是编写教材的基础，因为思维与理论知识不同，并不能够直接读懂需要通过大脑分析并被知识进行加工形成科学思维。在编写科学思维内容时要把握目标的要求，并通过学科本身内容起到加强思维引导的作用。

4.1 根据目标要求合理安排进度

在符合目标要求的前提下，在物理教材的相关章节融入科学思维教育的内容。首先，物理课程要根据培养核心素养为目标，将物理教材分为选修和必修。思维和价值观的培养内容应该在必修教科书中完成，并且基本思维的方法也应该在必修课程中有所体现。其次，要根据当学期的目标合理安排学习进度。比如物理教学的主要内容是力学科学思维，力学这一章节通常情况下会安排在第一个学期，在介绍力学知识的时候，可以简单地融入科学思维内容，学习结束时再安排总结性的内容。

4.2 结合学科特点做好内容组织工作

物理和数学有着密切联系，两者都具有很强的理论性，物理是将观察和实验将结合。比如“探究功与速度变化的关系”这一章节，将推理论证所有内容作为重点，围绕功能速度变化的关系展开讨论，并根据实验的需要选择合适的实验器材并观察实验效果。最后在结论论证时，应该提醒学生对结论进行分析，发现该实验的可靠性和适用性，并总结实验的过程。

4.3 优化内容呈现方式

科学思维的内容不能像物理理论知识一样，直接在教材中呈现，而是通过探究实验等方式，让同学们了解到科学思维的重要性，并为同学普及科学思维的常识，提供科学思维训练方法。呈现科学思维教育内容有三类栏目。

第一是科学思维方法。通过物理课上遇到的实际问题，对科学方法展开论述，引导同学们掌握思维方法的运用，记录步骤和关键环节、注意事项，帮助同学们提高解决实际问题的能力。第二种方法点拨法，针对同学们可能会出现的问题，结合文章的内容用注释的方式提醒学生，帮助学生在学习方法和思维方法上得到突破性的进展。第三是科学思维案例。通过课堂上老师向学生介绍物理发展史上的一些事件和生产生活中的实际运用，引导同学们掌握科学思维的使用过程，用科学的方式解决生活中的实际问题，提高同学们的思维水平。

4.4 在教材中体现科学思维培养

高中物理教材作为最直接的课程资源在科学思维培养方面发挥着重要的作用，教材编写时要以提升学生的科学素养为目标，培养和指导内容能够在思维逻辑和学习方式方面，促进学生思维能力方面的培养，并能够促进学生物理知识的学习。核心素养的培养要以学习概念和规律为目标，教材编写要注重物理基本知识渗透，帮助引导学生探索事物的本质和属性，并且要能够加强学生物理基础知识的学习。学生思维的培养是多方面的比如观察分析、联想、概括等思维方法，要能够在物理教材中体现，让学生思维方面得到全面发展。

5 结语

总之，用科学的方式，培养学生的思维能力和学习认知水平以及逻辑思维能力，在教育者的不断引导下帮助学生够掌握物理学习的方法，从而提高物理成绩和科学思维水平。本篇文章结合高中物理学习思路，探究基于物理核心算下对科学思维能力培养方式，希望能够对学生全面发展以及提高成绩方面有所帮助。