在习题教学中培养学生的科学思维

吴仕军

[摘要]培养学生的科学思维是培养核心素养的重要组成部分，关系到学生在分析解决问题时思维的深刻性、独立性、灵活性与逻辑性。文章以生活化情境和不同知识综合两种题型为例，探讨习题教学中的深度分析，以期有效培养学生的科学思维，提升学生的核心素养。

[关键词]习题教学;科学思维;生活化情境

[中图分类号]G633.7

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058（ 2020） 35-0050-02

科学思维（又称为科学逻辑），是在学习物理的认知过程中，是正确且科学地认识物理规律等知识的过程中运用的思辨模式和认识方法，是对各种思维方法的有机整合，是学生学习物理的宝贵财富。物理教学的本质是培养学生的核心素养，培养学生的科学思维又是培养核心素养的重要组成部分，关系到学生在分析解决问题时思维的深刻性、独立性、灵活性与逻辑性[1]，避开了学生在知识与技能背景下单靠机械式训练暂时提升学习成绩的误区。在物理教学中，要关注学生的科学思维与科学思维方法，使学生在学习物理概念，运用物理规律的过程中培养科学思维，让学生不仅会分析解决一道题，还能解决一类问题，促进学生核心素养的提升。

解答物理习题可以检验学生的物理学习效果。如何科学有效地将习题课上好，一直是一线物理教师思考的问题，其关键是实现“由以知识传授为中心的教学向以能力提升为中心的教学”转变，在这转变过程中科学思维起到了关键性作用，具体转变关系如图1所示，学生借助学习过的物理知识、定律及规律方法，在感性认识物理习题的基础上，通过科学思维对习题教学中涉及的知识、典型例题等进行批判性分析与解答，提高学生的逻辑思维水平。学生通过对习题教学中涉及的知识进行迁移应用，再次建立新的解决问题的规律，进而利用新建立的物理规律批判性地解决与此相关的一类问题，避免题海战术或机械式大规模训练的学习模式，快速提升学生的核心素养[2]。本文以生活化情境和不同知识综合两种题型为例，谈谈对习题教学的深度分析，以期提升学生的核心素养。

一、借助生活化情境培养科学思维

生活即教育，在要学习的物理知识中融人生活化情境，以降低学生学习物理知识的难度，从而激发学生的物理学习兴趣，提升学生自主学习的积极性，这样有利于教师引导学生思考探究。

[例1]如图2所示，斜面上有一个物体A处于静止状态，通过对物体A进行受力分析，可以判断物体A所受摩擦力的表述正确的是（ ）。

A.方向是一定沿斜面向上

B.方向一定沿斜面向下

C.方向不是沿斜面向上，就是沿斜面向下

D.大小可能为零

【课标分析】物理习题教学应关注学生的认知特点，加强课程内容与学生生活、现代社会和科技发展的联系，关注技术应用带来的社会进步和问题，培养学生的社会责任感和正确的世界观[3]，让学生处处感受到物理就在身边，生活离不开物理。

本题以2011年版课程标准为依据，以放在斜面上的物体A为情景，利用定滑轮及细绳将B物体与A物体相连，以A物体在斜面上的运动趋势为模型，以课本中基本知识和基本技能为依托，在注重对基础知识考查的同时，更加注重不同知识的综合，重现学生兴趣的激发，重现手脑并用能力的培养，进而体现从生活走向物理、从物理走向社会的科学本质。

【考点分析】本题采用对学科知识的综合来考查学生基本能力，具体涉及如下知识：（1）对平衡状态的理解，静止或匀速直线运动都属于平衡状态，由于A物体在斜面上处于静止状态，运动状态保持不变，即A物体受到平衡力的作用;（2）受力分析方法，A物体在斜面上所受摩擦力的方向与其运动趋势方向相反，本题关键看B物体通过细绳对A物体沿斜面向上的拉力大小，这就决定了A物体在斜面上的运动趋势;（3）受力方向的判断，本题要判断A物体在斜面上摩擦力的方向，极易误理解为摩擦力方向一定沿斜面向上或向下，这是片面的。其实，A物体在斜面上受到竖直向下的重力与垂直斜面向上的支持力，这两个力对A物体共同作用的效果与细绳对A物体沿斜面向上的拉力共同作用的效果决定了A物体受到的摩擦力。

答案：D。

二、借助不同知识的综合，培养科学思维

物理教材中的知识是连贯且盘旋式上升的，然而，部分学生往往不经意间将知识随意分割，导致知识碎片化严重，这样会导致学生的知识断层，更不能融会贯通，也就导致学生不能应用相关知识综合解决问题，为此，将不同知识综合起来，并引导学生分析解答，则可以培养学生的科学思维能力，这样对学生建立物理规律，提升核心素养有重要的作用。

[例2]某同学利用以下实验器材测量一个输出电压，该电压恒定（但是数值未知）。提供的器材有：R1、R2为电阻箱，电流计G（其最大值为50μA，刻度盘只标0与最大值），阻值未知的Rg（保护电阻），开关S等。利用如图3所示电路图，进行适当操作可以测量电源电压（电压不变）。

步骤1：A电阻箱

（“R1”或“R2”）暂时不接，闭合开关S，调节另外一个B电阻箱的电阻，电流计G指针处于____ （0或最大值），记录B电阻箱电阻为27200Ω。

步骤2：开关S断开，A电阻箱接人，并将电阻调节到 ____（0或最大值），同时将B电阻箱电阻变为原来的1/2，再闭合开关S，逐步 _____（增大或减小）（A或B）电阻箱电阻，电流计G指针处于 ____ （0或最大值），记录电阻箱电阻为3160 Ω。

依据以上步骤及处理方法，计算出Rg=___Ω;电源电压U=____V。（计算结果保留小数点后两位）

【课标分析】以考查的知识点为起点，关注考点中涉及的知识与技能，加强科学探究，强调习题教学的基础性、时代性和实践性，体现课程标准中所要求的各项能力要求，感受习题的新颖性和演变性，为培养学生的科学思维打下良好的基础。

【考点分析】这是一道看似简单却又让人摸不着头脑的特殊测量题，然而仔细思考这个特殊测量题却发现，测量原理如此简单，简单中蕴含着不平凡的测量思想。

步骤1：A电阻箱，即R2（将R2电阻箱标记为A），此

教师在备课过程中要以学生的认知水平为基础，设计出符合学生认知规律的好习题，将学生在分析解决习题的过程中出现的思维定式、思维障碍等尽可能地暴露出来，并加以剖析，以调动学生解决问题的积极性，进而培养学生科学严谨的科学思维[4]，提升学生的核心素养。

[参考文献]

[1]赵妍妮，陈晨.培养科学思维提升解题技能：例谈2018年南京中考电学综合试题[J].物理教师，2019（9）：50-52.

[2]马云秀.实验与问题“互为驱动“培养高阶思维能力：以“自感与互感”教学为例[J].中学物理教学参考，2018（Z1）：13-16.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[s].北京;人民教育出版社，2012.

[4]吳刚.在习题教学中培养学生的高阶思维能力[J].物理教师，2019（1）：86-89.

（责任编辑南宾）