摘 要:在新课标中提出初中物理要培养学生的科学思维核心素养。但是,在实际的物理素养的培养中,呈现出没有科学探究,缺乏思维引导,缺乏核心素养结合的情况。学生只有物理知识概念的理解认识,无法养成科学思维素养。对于此,在培养科学思维素养的策略上要满足科学意识和思维能力的条件,并针对科学思维的定义做教学设计,保证学生能够在物理知识学习中形成科学学习的方法,建立科学思维。首先,介绍了初中物理教学培养学生科学思维素养的现状,其次,提出了学生建立科学思维素养的条件,最后,提出了培养策略,希望改善初中物理教学效果,促进学生物理核心素养的提升。
关键词:初中物理;科学思维素养;培养教学;实效策略
一、 引言
科学思维素养的目标是让学生能够建立建模的思想,掌握抽象概括、分析综合、推理论证的方法,建立质疑、批判、创新等思维能力。因此,在初中物理课程中,培养教学就要改变传统的概念讲解式教学法,从物理的科学性,学生的学习思维引导出发做设计,形成以科学思维为主要方式的教学策略,提高课堂教学的效果,让学生可以形成科学思维素养,促进学习能力和学习素质的提高。
二、 初中物理教学培养学生科学思维素养的现状
虽然初中物理教学明确了培养学生核心素养的目标,但是在实际的教学中,缺少科学探究设计,学生的物理知识理解多为概念,科学意识无法形成。受传统教育的影响,部分物理教师只关注学生是否完成物理知识概念的理解、掌握,不重视学习过程的设计,造成很多学生只有简单的物理概念认知,对物理学科的科学性没有体会,所以科学思维也就无法养成,并且降低了物理知识的理解。
目前,物理教学中引导学习思维内容也较少,被动式学习情况较为严重,学生的思维能力没有成长。作为初中才开设的学科,很多学生在物理知识的学习中没有掌握学习方法,不确定理解知识的方向,自主学习的难度较大。这需要教师在教学中做思维引导,保证基础知识认知,以此将学生带入物理的探究过程当中,形成科学的理解和认识,为科学思维的建立和发展营造环境。
科学思维素养的培养还缺乏核心素养的结合,单一地将科学思维素养作为理论,学生无法理解,也影响物理核心素养培养的整体效果。科学思维应该建立在物理观念、实验验证、科学态度之上,只有这样思维才能成为一个整体。如果培养教学中只注重思维的形式,那么无法达成素养培养下的全面发展目标。
三、 初中生在物理知识学习中建立科学思维素养的条件
(一)建立科学意识
物理是初中新开设的课程。学生在课程中的学习处于基础认识,要保证学习中建立科学思维素养就要从科学意识出发,让学生从科学角度去认识物理知识,探究和解释物理现象,分析物理基础知识概念。这是科学思维素养培养的前提,如果学生没有科学意识,即使形成思维能力也没有科学属性,不利于对课程知识的有效理解认识。因此,物理教学中要重视科学意识的培养,保证学生科学认识物理知识,在意识上形成科学观念,才能够在学习中科学思考知识内容。
(二)形成思维能力
学生建立科学思维素养要形成思维能力,这是素养的核心内容。思维能力决定了在知识学习中有什么样的思维活动,从哪个方面进行理解。初中生在物理知识学习中存在思维被动的情况,没有理解学习的方法,不愿意做主动地学习,其思维能力也就无法养成。因此,科学思维素养的培养中,要将思维能力培养作为主要方向,确保物理知识学习形成科学思维,学生有能力做探究性的分析理解,在逐步的学习理解中形成科学思维素养。
四、 初中物理教学培养学生科学思维素養的策略
基于科学思维素养的初中物理教学要将培养学生核心素养作为核心,策略上注重科学思维下的教学引导,完善教学中的科学意识和思维能力培养方法,以科学探究实验、深度学习思维教学、开放教学方式、多元教学方法保证初中生科学思维素养培养的效果。
(一)组织科学探究的实验教学
科学思维素养的养成需要学生有科学探究的学习过程,以实践保证教学的实效性。实验能够让学生近距离地了解和认识物理知识,能够激发学习的兴趣,引发对物理现象的分析和研究。教师要重视实验教学的作用,组织学生进行科学探究。在实验中完成基础知识的认识,培养科学思维素养。科学探究实验教学的有效开展需要建立四个步骤,结合初中生物理学习的特点,开展多方探究、共同思考、反复验证、讨论总结,让所有学生都能参与到物理实验的探究理解过程中。其中多方探究需要以基础知识的认知为主,开展分组讨论,探究物理概念的内容;共同思考需要以实验为核心,开展实验猜想,从概念出发预估实验的现象;反复验证要以实验为依据,引导学生去验证物理概念与猜想,增强对基础知识的理解认识,使实验与理论知识能够形成结合;讨论总结则是以科学探究的实验教学为核心,提升学生的实验理解认识,让科学探究形成正确的结论。
例如,在“欧姆定律”教学中,教师应先要求对教材中欧姆定律的概念进行理解。将学生四个分成一个小组,合作探究欧姆定律中电压、电流、电阻的关系,要对欧姆定律的概念认识形成深度理解,让每个学生都能形成基础认知。之后引出并联与串联电路的知识,演示欧姆定律在不同电路中的应用效果,让学生猜想当电压、电流、电阻任意一个元素的变化下会引发哪些变化,以欧姆定律为基础做思考分析。当学生有了一定的认识和疑问之后就开展实物实验。让学生用万用表测量简易电路,通过调整电路中的电压、电阻记录数据,用实验来验证欧姆定律的概念认识和猜想,为知识的理解提供客观的数据信息。最后开展讨论总结,以实验数据为依据总结欧姆定律在串联、并联电路中的应用,讨论欧姆定律中电压、电流、电阻的关系,促使学生正确理解欧姆定律知识,强化记忆。在此科学探究的实验过程中,前期教学准备让学生在实验中有了目的和认识,让欧姆定律的学习理解变成了科学思维探究理解的一部分,能够提高实验教学的效果,使学生的科学思维素养得到培养。
(二)设计深度学习的思维教学
深度学习是新课改倡导的教学方式。让学生深度理解物理知识,参与物理知识的教学过程,保证物理观念下的自主学习理解,培养科学思维素养。深度学习的思维教学需要创设情境保证学生的学习主动性。引出物理知识内容,开展师生互动,建立学习的问题和理解的方向,组织自主探究,保证个人理解认识,落实总结反思,引领科学验证,设计应用迁移,强化理解认识。思维型教学的开展能够让初中生在物理教学中有科学思维的建立和发展,并且解决部分学生没有物理学习兴趣和方法的难题,使学生在深度学习中高效理解物理知识,形成科学思维素养。
例如,在“串联与并联”这一课的教学中,教师就将深度学习分成五个环节。第一,基于串联和并联电路的特点,将生活中的串联、并联电路做视频展示,吸引注意力,增加学习的趣味性。比如家庭并联电路中电器的开关互不影响的情况,用情境展示串并联电路的特点,便于学习理解,激发学习的兴趣。第二,教师需要发起互动,提出“串联和并联电路有什么样的区别?”“串联电路中电压和电流的关系?”“并联电路电压和电流的特点?”等问题,让学生能够在正确的方向上思考,推动科学探究学习理解,使学生的思维认识与课程知识一致。第三,要保证学生的自主学习时间,开展自主探究,让思维有发展的空间,完成自主性的理解认识。自主探究阶段的时间应控制在10分鐘以内,保证思维探究的过程,避免探究理解陷入空白,使物理知识学习中思维不能连贯。第四,针对串联、并联电路的知识引领总结反思。方法上让一些学生先做串联、并联电路的知识总结,由其余学生进行补充和反问,教师在其中针对学生的总结做完善和评价,推进学生在串并联电路知识总结中的反思,确保所有学生都能够在思维上完整、正确地理解课程知识内容。第五,需要让采取应用迁移,让串联、并联的物理科学知识能够延伸到生活当中,以应用迁移的方式强化科学认识,促进科学思维的应用发展。比如提出学校各个班级中是什么电路,班级中的电灯是什么电路?用实际生活的内容让学生对串并联电路知识的认识的变成思维认识的内容。
(三)转变教学方式推动思维发展
在培养科学思维素养的方法上,教师要解决初中生物理学习思维能力不足的问题。针对科学思维中思维能力的定义做针对性的教学设计,转变教学方式,推动学生在物理知识学习中的思维发展。科学思维素养中的思维能力主要有质疑、批判和创新。课堂教学的方式需要针对性地做出调整,以实践性的思维学习保证科学思维素养中思维能力培养的效果。
例如,在“物体的浮沉条件及应用”教学中,课堂上教师要做质疑的表率,对一些观点做质疑,并在教学中重视学生的疑问,鼓励自主思考探究下的质疑。比如,学生知道木头会浮在水面,教师就提出质疑,那檀木为什么会沉在水底。合理的质疑有助于学生对概念的深度理解,也能推动探究分析,使知识理解更为深刻。批判思维发展的教学方式中,主要是组织学生之间相互批判物体浮沉条件的描述,增强课堂探究学习的趣味性,引领学生在批判中逐步完成对物体浮沉条件的正确理解认识,避免人云亦云的现象,使学生形成科学研究的思维意识,能够批判性的学习,完成课程知识的理解认识。创新思维的培养中,要结合质疑和批判,让学生在质疑和批判后提出自己的观点,在创新中完善个人理解认识。同时,教师在教学评价上要鼓励创新的想法,对于学生的创新思考给予鼓励,以此保证创新思维的发展。
(四)优化教学方法培养科学意识
科学思维素养下的初中物理教学要让学生建立科学意识,能够科学性地理解物理知识,形成科学知识学习能力。物理教师在教学方法上就要采取多元化设计,将建模思想、抽象概括、综合分析、推理论证落实到教学方法中,保证学生能够在实践学习中随着知识的理解形成科学意识。
比如,在“家庭电路”教学方法设计上,教师组织学生依据自己的家庭用电情况来绘制家庭电路,用实际生活代替书本内容,推动学习中的物理建模。开展家庭电路特点的概括总结,指导学生在家庭电路学习中将串联、并联、欧姆定律等知识做整合,推动综合分析思考电路知识,保证电路知识结构的建立。推理论证的方法设计需要以习题练习为主,提出电路设计要求,或者电路计算问题,让学生去做推理论证,在解决问题中培养科学解决问题的意识。
五、 结语
综上所述,科学思维素养是初中物理教学的主要方向,需要以培养学生能力为核心做教学设计,提高物理教学的有效性,让学生在物理知识学习中全面发展,形成科学概念和思维能力。
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作者简介:李计美,云南省曲靖市,云南省曲靖市民族中学。