基于科学思维的高中物理习题教学策略

李锋 张学庆

【摘 要】高中物理习题教学是高中物理知识教学中非常重要的一部分，教师在开展物理习题教学时，要以培养学生科学思维为目标，为发展学生物理核心素养奠定良好的基础。文章从类比迁移、推理训练、开放性问题、解题反思四个方面，阐述了通过高中物理习题教学培养学生科学思维的策略。

【关键词】科学思维;高中物理;习题教学;策略

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2022）06-0022-02

模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新是科学思维的主要构成[1]。教师在进行高中物理习题教学时，如何培养学生的科学思维？可以先教授学生将习题转化为模型的技巧，再引导学生运用转化模型的方式解答习题和掌握习题的本质，这样能够在锻炼学生解题能力的同时，帮助学生巩固知识。接着，教师为推理训练设计习题，并鼓励学生对习题进行推理，这样就能培养学生的科学推理能力，并培养学生的科学思维能力。然后，教师以提高学生的解题素养和解决实际问题的能力为习题教学目标，用真实情境设计开放性的习题，并指导学生运用科学论证的方式解答习题和阐述观点，这样就能促进学生科学思维的提升，并营造活跃的习题教学氛围。之后，教师鼓励学生在解决问题后进行反思总结、质疑拓展，训练学生的质疑精神，这样可以有效提升学生解题能力，同时提升学生的科学思维能力与创新能力。

1   引导类比迁移，帮助学生构建物理模型

要提升学生的物理解题能力，就需要教授学生分析习题情境后面的物理本质和根据问题本质构建物理模型的技巧，同时锻炼学生分析本质属性、构建模型、运用模型的能力。教师在开展高中物理习题教学时，要引导学生分析习题的本质，并指导学生运用类比迁移等方式构建物理模型。教师还需要给学生练习分析本质、构建模型、运用模型的机会，这样才能使学生牢固掌握解题技巧[2]。

如教师在对求运动时间的习题进行教学时，就可以先根据变速圆周运动的滑块设计求运动时间的习题。学生先会下意识地运用匀变速运动规律解答，但变速圆周运动的习题是难以运用匀变速运动规律解答的。教师就可以让学生自由解答，并在学生发现难以运用匀变速运动规律解答后，提问：还可以运用哪些规律或定律解答习题？这样学生走的解题的“弯路”，就为学生积极学习和运用构建模型的方式解题做了铺垫。在学生提出运用牛顿定律解题时，教师可以鼓励学生尝试。然后教师鼓励学生讲述运用牛顿定律解题的过程与难度。接着教师可以说：“有一种非常简便的解题方式，大家想要学吗？”这样就能吸引学生的注意力。教师可以直接向学生演示构建模型和运用模型解题，以此就可以激发学生的学习热情。之后，教师就可以运用口头讲述的方式指导学生类比迁移，以此帮助学生构建物理习题模型。最后，教师可以让学生展示所构建的模型，并让学生根据模型讲述解题思路。当然，教师也可以再向学生展示同类情境题，鼓励学生运用构建模型的方式解题。这样教学，可以帮助学生构建物理模型，提升学生的建模能力。

2   设计推理训练，培养学生科学推理能力

要培养学生科学思维能力，就需要先培养学生的科学推理能力。培养学生科学推理能力，就能提升学生观察能力、发现问题能力、猜测能力、验证与总结能力，这样不但能提升学生自主学习和探究知识的能力，还能提升学生解答高中物理习题的能力。教师可根据教学目标设计推理性的习题，以习题为载体进行推理训练，在训练中教授学生科学推理的方式，并培养学生科学推理的能力[3]。在推理训练中，教师要给学生提供科学推理能力的训练空间。

教师在带领学生解答推理性习题时，可先让学生独自分析，再让学生讲述解答习题需要运用到的知识，这样可以锻炼学生的观察能力与物理知识运用能力。接着，教师让学生对问题进行课堂讨论，使学生互相学习，并激发学生的科学思维。之后，教师让学生提出自己的分析和猜测，并鼓励学生讲述猜测的依据，这样就能训练学生的科学推理思维。教师需要关注学生的推理解题过程，并在发现学生无法顺利进行推理时，及时给予点拨和指导，使他们能顺利地完成推理。在学生完成推理解题后，教师可以鼓励学生讲述推理经过以及推理依据。教师可以对不同小组的推理过程与成果给予评价，并鼓励学生总结推理习题的过程与技巧。这样通过学生自己的分析推理和与他人的交流合作，可以培养学生的科学推理能力、科学论证能力与总结阐述能力。

3   提出开放性问题，锻炼学生科学论证思维

教师用真实情境设计开放性的习题，并指导学生运用科学论证的方式解答习题和阐述观点，不但可以降低学生解答习题的压力，还可以在轻松的解题氛围中培养学生的科学论证思维与科学论证能力，提升学生参与高中物理习题教学的自信心，并培养学生的科学思维能力与解题素养。教师可根据教学重难点知识和学情分析，设计开放性的习题，以培养学生的科学论证能力，并帮助学生巩固所学知识。教师向学生提出开放性的习题，并指导学生运用科学论证思维解题，就可以锻炼学生的科学论证思维，并营造活跃的互动解题氛围[4]，这样就能促进学生科学思维的发展。

如教师在教学完靜电场的基本性质后，设计开放性的习题：“存在电场线平行但间距不等的静电场吗？”教师可以先向学生展示问题，再将学生分成四人小组，让学生以小组合作的方式对问题进行讨论与探究。教师需要了解学生合作讨论的内容，并适当地引导学生讨论的方向，这样就能了解学生的科学思维能力与物理水平。然后，教师可以让各组共同进行讨论，并汇总阐述观点。接着，教师可以提问：“你们小组的观点是什么？有事实证据或理论依据吗？可以讲述小组合作的推理过程吗？”并将各小组的观点记录在黑板上，同时提问：“有学生要反驳黑板上的观点吗？”这样就能营造良好的教学氛围，并锻炼学生的论证思维。最后，教师可以再提出开放性的同类习题，并让学生独自以科学论证的方式解题。这样能教授学生科学论证的方式，并锻炼学生的科学论证思维与科学论证能力。

4   鼓励反思总结，培养学生质疑创新思维

教师可鼓励学生对解答内容进行反思，并对解答过程提出质疑。学生对教学知识提出质疑，可以锻炼学生的科学创新能力，并提高学生学习和探究的热情。教师可以让学生运用多种方法解题，并让学生讲述解题思路，这样可以锻炼学生科学解题的能力。接着，教师可以鼓励学生对解题过程与结果进行反思总结和质疑拓展，帮助学生养成解题后反思的习惯，并培养学生的质疑创新思维。

如教师先向学生展示习题，再让学生独自解答。教师需要关注学生的解题进度，并在发现有学生完成解答后提问：“解答习题后需要做什么？”引导学生反思解题过程。在学生讲述解题思路与结果后，教师引导学生提出质疑，借此培养学生的质疑创新意识，锻炼学生的科学思维能力。

教师在高中物理习题教学中要锻炼学生推理、论证、创新的能力，训练学生的科学思维能力，从而为培养学生物理核心素养打下基础。教师根据上述方式开展高中物理习题教学，可以培养学生的科学思维能力，帮助学生形成良好的解题习惯，提升其解题素养，促进学生物理学科核心素养的发展。

【参考文献】

[1]廖伯琴等.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）解读[M].北京：高等教育出版社，2020.

[2]王宏亮.浅析物理教学中科学思维能力的培养[J].教学与管理，2002（12）.

[3]高成军.巧用习题培养高中学生学习物理的科学思维方法[J].中学课程辅导（教师通讯），2019（18）.

[4]何风华.物理教学中培养学生科学思维方式探讨[J].宿州师专学报，2003（1）.

【作者简介】

李锋（1965～），男，汉族，江苏徐州人，本科，中学高级教师。研究方向：高中物理实验教学。

张学庆（1978～），男，汉族，江苏丰县人，硕士，中学高级教师。研究方向：高中物理教学。