注重探索过程发展科学思维

摘 要：科学思维是高中物理核心素养的重要组成部分，是学生在物理学习中所形成的一种关键能力，也是学生进行科学探究活动、形成物理观念、科学态度和责任的重要支撑。当前，高中物理课堂教学依然束缚在“以考试为导向”的教学理念中，制约了学生科学思维的发展，难以真正满足新课改下的高中物理教学要求。基于此，特对高中物理课堂教学现状进行简要的分析，并结合科学思维的内涵，提出了具体的培养策略。

关键词：高中物理;核心素养;科学思维;课堂教学

中图分类号：G63          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2022）15-0032-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.15.011

最新的高中物理新课程标准中，明确提出了四大物理核心素养，即：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任。在“四大物理核心素养”中，科学思维是基础和关键，是引导学生进行科学探究活动、物理观念、科学态度和责任的重要支撑。同时，科学思维还是高中物理课堂教学的难点。基于此，面对物理核心素养下的要求，高中物理教师要从“以考试为导向”的教学理念、模式下解放出来，结合科学思维的内涵，优化课堂教学过程，促使学生在知识构建的过程中，逐渐形成一定的科学思维。

一、核心素养背景下高中物理课堂教学现状

（一）教学思想滞后

教学思想是课堂教学的“指挥棒”，直接决定了教师教学设计的方向、教学过程等。在调查中发现，当前高中物理教师在开展教学时，依然束缚在“以考试为导向”的教学理念中。在这种教学思想的影响下，教师无法从传统的授课模式下挣脱出来，依然按照教材上的内容，采用口头讲解的方式，对物理知识进行灌输和讲解，忽视了学生思维、能力的发展。这种教学观念与学生的需求不相符，致使学生长时期处于被动接受的状态下。

（二）课堂教学模式单一

高中学生面临着较大的升学压力。同时，高中物理教师受到“以考试为指导”教学观念的制约，在具体的课堂教学中过分关注物理知识的传授，强调物理知识面面俱到，致使高中物理课堂教学中出现了知识点多、难度高、内容复杂等现象。甚至部分教师为了赶超教学进度，自动忽视物理实验、物理探究等环节，而是直接告知学生结果。

（三）教学评价缺乏合理性

教学评价是构建物理高效课堂的关键性因素，也是影响学生科学思维培养结果的关键。但在当前高中物理课堂教学评价中，依然存在诸多不合理的因素。例如，教师在对学生进行评价时，以理论知识作为评价和考量的重点，并未将科学思维能力纳入具体的评价标准中;教师在对学生进行评价时，过分关注学生的平均分、合格率等，很少关注学生在学习中思想、品质和能力的发展等。如此，制约了教学评价的功能，也制约了学生科学思维能力的发展[1]。

二、核心素养背景下高中物理课堂教学中科学思维能力培养策略

（一）问题引导，培养学生科学思维能力

物理核心素养背景下，问题式学习模式应运而生，主要是将学生置于一个复杂的、全新的、结构不够完整的问题情境中，指导学生在身临其境情境中，产生探究的欲望。在此基础上，教师可借助合作学习的方式，通过思考和交流等，思考问题、探究问题，最终完成知识的构建，并促进科学思维能力的提升。而要实现这一点，高中物理教师在培养学生科学思维能力时，首先必须要对自身的角色进行重新定位，尊重学生在课堂上的主人翁地位，结合学生的学习需求，科学设计教学过程，并对整个教学过程进行引导和促进，确保学生在探究中解决问题，顺利完成既定的教学目标。其次，结合教学内容创设问题情境。物理教师可充分借助实际生产、生活中常见的现象，以及学生具备的错误认知，创设问题情境，旨在激发学生的探究动机。例如，在“静电现象的应用”教学中，为了强化学生的科学思维能力，教师就以学生日常生活中最为常見的现象出发，引导学生回忆“梳头时常常出现头发‘飘起来、秋冬季节脱毛衣的时候，常常会出现‘噼里啪啦的现象、同学间无意中碰到皮肤会产生刺痛感”等，引导学生在真实的生活情境中，唤醒自身的探究欲望，激发自身的思维，最终促使学生更好地参与到课堂学习中，为培养学生的科学思维奠定坚实的基础。再次，提出问题。教师还应结合设计的问题情境，提出具有开放性、探究性的问题，引领学生积极主动思考。最后，积极鼓励学生合作探究，围绕具体的探究任务，通过适当的引导，促使学生在相互交流、探究的过程中，促进思维的活跃发展，最终促使学生在学习中，循序渐进提升自身的科学思维能力[2]。

（二）融入物理史强化科学思维能力

物理核心素养背景下，高中物理教师在优化课堂教学时，还应关注物理史的融入。在物理史中，包括了一定的物理规律、物理概念、物理学理论、科学方法，以及科学道路上的坚持不懈精神。在具体的教学中，将物理史融入课堂教学中，可促使学生在理解物理概念、物理规律的基础上，将物理知识形成过程中所应用到的科学思想方法展现在学生面前，也可以促使学生在物理知识探究学习的过程中，掌握科学的方法，循序渐进提升学生的科学素养。

基于此，高中物理教师在促进学生科学思维能力时，必须要从以下四个方面，科学融入科学思维能力：

1.科学选择物理学史。并非所有的物理史资源都适合课堂教学，也并非所有的物理史资源都可促进学生的科学思维 能力。基于此，物理教师必须要指向明确的教学目标，对物理史资料融入的目的、在哪一个环节融入等进行思考，选择出能够体现出教学价值的物理史资料，将其与教学内容进行有效的结合。

2.尊重物理学史。在具体的高中物理课堂教学中，教师在借助物理史促进科学思维能力时，还应考虑知识的连贯性，对其进行适当地简化、概括等，切忌随意捏造物理史资料。

3.深度挖掘物理史资料中的教育价值。在物理史资料中，蕴含着大量的教育价值，包括：人生观、科学方法等，教师应坚持多角度的原则对其进行深入地挖掘，引导学生在物理史资料学习中，逐渐形成科学的思维能力。

4.坚持以生为本的原则。物理核心素养背景下，高中物理教师在融入物理史开展教学时，必须要坚持以生为本的原则，将其与教学内容、课程目标有效结合，切忌本末倒置、喧宾夺主。

（三）重视实验发展科学思维

基于物理学科的特点，物理实验教学占据十分重要地位，也是培养和学生科学思维的关键。但在传统的高中物理课堂教学中，受到多种因素的制约，常常忽视物理实验教学，或者采用的物理实验教学模式比较滞后，致使物理实验教学效果不佳，阻碍了学生科学思维的发展。基于此，为了培养和发展学生的科学思维能力，教师不仅要重视物理实验教学，还应对物理实验教学模式进行优化和改进，促使学生在实验操作、观察、思考和分析的过程中，逐渐掌握科学的探究方法，并形成一定的科学思维能力。首先，高中物理教师必须要重视物理实验教学，并将其纳入高中物理教学体系中，确保物理实验教学的有效开展。其次，教师还应对传统的物理实验教学模式进行优化和改进，指导学生以课堂主人的身份，自主操作实验，并对实验过程进行详细的观察;也可指导学生结合所学的内容，积极参与到实验方案设计中。在这一过程中，教师还应充分发挥自身的引导价值，指导学生在实验中对物理现象进行科学的观察、积极的思考和质疑，最终强化学生的科学思维能力。再次，在开展实验教学时，还应在保证物理实验时间的基础上，将数据处理方法科学地展示出来，以便于学生更好地开展物理实验，学生在这一过程中，也逐渐掌握了科学的方法，并促进了科学思维能力的提升。基于此，教师在开展课堂教学时，就借助了物理实验的教学方式：教师首先给学生准备了相关的实验设备，包括直流电流表、小灯泡、电源、开关、导线、铁丝、铜丝等;接着引导学生结合所学的内容，进行相关实验的探究。如此一来，不仅激发了学生的探究欲望，也促使学生在探究的过程中，促进了科学思维能力的培养[3]。

（四）培养学生的科学态度

高中物理核心素养背景下，要求教师在组织和开展课堂教学时，为了培养和发展学生的科学思维能力，教师还必须要指导学生在学习中逐渐形成科学的态度。这是对学生进行科学思维训练的基础和前提。为了实现这一教学目标，高中物理教师必须要从传统的教学理念下解放出来，重视科学思维能力培养，并将其纳入具体的课堂化教学目标中。同时，还应将其融入课堂教学的每一个环节中，使得学生在潜移默化中，逐渐形成科学的态度，具体来说，教师在进行理论知识教学时，在提出物理理论知识时，必须要将其支撑理论讲述出来，并对其来源进行清晰的解释，促使学生在学习中逐渐形成严谨的思维。另一方面，指导学生运用类比法开展学习。为了促进学生科学思维的发展，教师还应借助类比法的手段开展教学，结合不同的教学内容，引导学生借助类比演绎的方式，将新旧知识进行串联，最终促使学生在对比分析中，逐渐形成科学的思维习惯。

（五）科学探究，强化学生的科学思维

科学探究是培养学生科学思维的重要途径，也是引导学生进行创新的基础和前提。这主要是因为学生的思维发展都是在探究过程中实现的。基于此，高中物理教师在优化课堂教学时，应从传统的“强制灌输”中解放出来，尊重学生的课堂主体地位，引导学生充分发挥自身的主观能动性，还应让其独立思考、详细观察、思考和分析问题等，最终促进学生思维能力的发展，真正达到既定的教学目标。而要达到这一目标，物理教师在引导学生开展探究学习时，可结合既定的教学目标，设计具有探究性的主题活动，如：对加速度和力、重量的关系进行探究，探究功与速度的变化;测定电池的电动势和内阻;探究碰撞过程中的不变量等。除此之外，还应组织学生开展一些社团活动，引导学生对风力发电点进行参观，了解电磁感性的原理，并對相关内容加以讲解，引导学生在问题探究中，发现问题、思考问题、探究问题;还可以引导学生开展模型、实验操作等活动，引导学生在多样化的探究学习中，促进思维的发展，真正满足物理核心素养下的教学目标。

（六）联系实际生活，强化学生的科学思维

物理学科与实际生活密切相关。尤其是在物理核心素养下，要求教师在开展课堂教学时，不能局限于理论知识中，还应坚持“理论联系实践”的原则，引导学生在思考、分析和解决生活问题的过程中，实现物理知识的灵活运用。同时，学生在生活化的学习模式下，学生的科学思维能力也随之提升，真正实现了既定的教学目标。例如，在“力学”相关知识的教学中，教师在强化学生科学思维时，就从生活的角度，引导学生利用鸡蛋、海绵等生活中最为常见的物品开展教学，引导学生借助鸡蛋和海绵，对冲力的大小变化进行实验。首先，教师可引导学生选择同一的高度，对鸡蛋进行自由落体实验，学生发现接触到水泥地的鸡蛋会摔坏，而接触到海绵的鸡蛋则不会摔坏。这种现象在生活中最为常见，教师就以此发现，引导学生运用所学的力学知识对其进行解释、分析等，最终得出冲量相同、时间短、作用力大等相关的物理结论。如此一来，通过生活化教学模式的开展，有助于加深学生对理论知识的理解，并促使学生在生活问题思考和分析的过程中，加深了物理知识的认识，循序渐进提升了自身的科学思维素养。

（七）优化教学效果评价，促进科学思维培养

在课堂教学调查中，当前教师在开展教学时，所选择的评价方式比较单一，基本上都是选择量化法，过于关注学生的物理知识掌握情况，强调教学评价的选拔功能，忽视了学生在物理学习中科学思维能力的发展。基于此，为了促进学生科学思维能力的发展，教师还应对传统的教学评价模式进行优化和改进，建立促进学生全面发展的评价机制。教师必须要紧紧围绕科学思维的要求，将其纳入具体的教学评价中，使得物理教学评价从知识层面逐渐转移到思维和能力上，能够将学生的真实情况全面、客观地反映出来;同时，在促进学生科学思维能力的过程中，教师还必须要对评价方式进行优化和改进，从传统的终结性评价方式，逐渐转移到诊断性评价、形成性和发展性评价，更加关注学生之间存在的个体差异性，全面了解不同学生的科学思维发展状况，明确其中存在的不足，并及时结合学生的实际情况，做出有效的教学评价[4]。

综上所述，核心素养背景下，优化高中物理课堂教学，促使学生物理科学思维培养，已经成为一线教师关注的重点。基于此，高中物理教师必须要立足于高中物理课堂教学现状，结合科学思维的内涵，优化课堂教学方案，借助问题引领、融入物理史、重视物理实验、优化教学评价、开展生活化教学、优化探究活动、培养学生科学态度等，促使学生在有效的学习中，循序渐进提升自身的科学思维素养，最大限度落实物理核心素养下的教学目标。

参考文献：

[1] 牟怀广.论核心素养下高中物理实验教学中科学思维的培养[J].天津教育，2021（27）：90.

[2] 杨治国.高中物理核心素养下学生科学思维能力的养成措施分析[J].科学咨询（教育科研），2021（9）：270.

[3] 陆军.注重学习过程 聚焦科学思维——高中物理教学中发展科学思维的实践探索[J].物理教学，2021（8）：16.

[4] 王峰，徐慧.高中物理“科学思维”培养的策略[J].江苏教育，2021（54）：110.

作者简介：苟向东（1989.9— ），男，汉族，甘肃镇原人，一级教师，研究方向：物理教学与研究。