初中物理教学培养学生思维能力的研究

周武元

（甘肃省武威第十三中学，甘肃武威 733000）

基于物理学科的特点，培养学生的思维能力是课堂教学的主要目标。在调查中发现，初中生的思维能力直接决定了初中物理学习效果。如果学生的思维能力较低，在理解知识、消化知识的时候，常常面临较大的困难。反之，如果学生的思维能力较强，则有助于提升学习效果。同时，在初中物理核心素养下，也明确提出了“科学思维”人才培养目标，要求高中物理教师在组织课堂教学、评价课堂教学时，不仅仅要关注学生经过学习是否已达到本节课的知识目标，还应关注学生在物理学习中的思维能力是否得到了发展。鉴于此，初中物理教师唯有摒弃传统的教学模式，立足于物理学科的特点，指向“思维能力”，重新设计教学方案，才能引领学生在“知识探究—思考—讨论”中激活自身的思维能力。

一、初中物理教学中学生思维能力培养现状

新课程背景下，培养和发展学生的思维能力已经成为初中物理课堂教学目标。但在教学实践中，因受到多种因素的制约，初中生思维能力培养效果不明显。

（一）重视程度不够

思维能力是物理核心素养中的重要组成部分，是新课程改革背景下的重要目标，旨在实现学生的全面发展。但在调查中发现，受到“以考试为导向”教学理念的束缚，物理教师在开展课堂教学时，常常集中在理论知识的传授、解题技巧的分享中，忽视了对学生物理思维能力的培养。同时，物理教师在对学生进行评价时，以学生物理测试成绩作为唯一的参考。由于教师过分关注学生的学习结果，致使学生在物理学习中产生一种错误的认知：只要借助教材上的定理、概念、公式即可。这不仅扼杀了学生在物理学习中思考、探究的积极性，还阻碍了学生思维能力的发展；另一方面，由于物理学科是一门建立在实验基础之上的自然学科，实验教学占据十分重要的地位，也是培养学生思维能力的关键。但在教学实践中，由于教师对实验教学价值认知不够全面、深刻，常常忽视实验教学内容，并未将其纳入具体的教学计划中。由于教师的重视程度不够，不仅制约了学生的思维发展，还无法满足新课程改革下的教学目标。

（二）尚未突破“以考定教”理念的束缚

新课程改革实是教学理念的创新与变革。就目前而言，虽然素质教育理念已经提倡了很多年，但教师依然被束缚在传统的教学理念中，仍以考试作为中心，与素质教育理念背道而驰。在这种滞后的教学观念影响下，初中物理教师设置教学目标时，常常局限于知识、能力层面，并未深层次挖掘物理教学中的思维目标，而是依据中考的内容、方向进行知识灌输；同时，在这种滞后理念的影响下，教师为了完成既定的教学目标，常常在有限的课堂中进行知识灌输，致使学生始终处于被动接受的状态。在这种教学理念影响下，学生产生了极强的依赖性、惰性，不愿意思考和探究，而是被动接受现成的答案；另外，在传统教学理念的束缚下，教师在对学生进行评价的时候，也常常局限于学生的成绩，忽视了对学生思维层面的评价。可以说，传统教学理念的束缚，严重阻碍了物理思维能力的培养效果。

（三）思维能力培养手段过于模式化

新课程改革背景下，鼓励学生主动学习，培养和发展学生的思维能力，已经成为一线物理教学的重点。纵观当前物理课堂教学现状，存在明显的单一化、模式化，与素质教育的要求不相符。部分物理教师甚至对自主学习、合作探究学习等存在错误的认知，只有在公开课的时候才能运用这些新型的教学模式，平时教学中则涉及的非常少；另外，部分物理教师对新型教学模式研究不够，在开展教学时也出现了一定的形式化现象，难以促进学生的思维能力提高。

二、初中物理课堂教学中学生思维能力的培养路径

（一）创建矛盾式情境

基于思维能力的培养目标和要求，必须要从矛盾冲突入手，选择最佳的切入问题，据此设计矛盾式教学情境，以便于学生在充满矛盾的情境中，从多个角度分析问题、探究问题、解决问题，最终在学习中培养和发展学生的科学思维能力。为了达到这一目标，物理教师在构建矛盾式教学情境时，可立足于学生已有的物理知识，以及物理概念与规律之间的相互矛盾，以此激发学生的探究兴趣。因为学生在学习之前，已经在日常生活和学习中形成了一定的前概念，但由于初中学生自身的能力有限，并不具备足够的科学思维与科学探究能力，形成的这些物理前概念具备一定的片面性，甚至是错误的。在这种情况下，学生在物理概念学习时，就会面对一定的阻碍。基于此，初中物理教师在强化学生思维能力时，可依托于学生对前概念、新知识之间存在的矛盾，给学生营造一个冲突的教学情境，使学生对其产生好奇，在好奇心的推动下，多角度思考问题、分析问题、解决问题等，最终借助矛盾情境的引领，促使学生在矛盾情境引导中逐渐转变错误的认知，形成正确的物理观念。而这一过程恰恰是思维活动，有助于学生形成强度大的物理思维能力。例如，在“力与运动”的教学中，基于思维能力这一培养目标，可从学生的前概念出发，结合本章节的教学内容，给学生设计具备矛盾的问题情境：我们都非常喜欢踢球，当我们用力踢球之后，球开始从静止的状态转变为运动的状态。但是当球被踢出去之后，我们已经不再对球作用力了，球依然会保持运动的状态吗？学生在学习之前的前概念中，常常持有“有力即动”的观点。而这一情境与学生前概念之间存在激烈的认知冲突，可很大限度地唤醒学生的求知欲望，促使其围绕这一问题进行思考、探究，最终在探究的过程中，培养和发展自身的思维能力。

（二）问题引导强化思维能力

问题是思维的起点，也是思维发展的源动力。鉴于此，必须摒弃传统“知识灌输”的教学模式，以“问题”作为思维教学主线，使学生经历“思考—分析—解决”环节，最终在问题的驱动下，真正理解物理知识的内涵，明确物理规律、物理原理。学生在对问题的思考、分析过程中，逐渐形成了动脑思考的良好习惯，以及良好的思维能力。同时，在借助问题强化学生思维能力时，还应指向教学内容，精心设计与学生认知发展水平相契合，具有探究性、思考性的问题，以便于促进学生的深度思考。例如，在“大气压强”的教学中，为了培养和发展学生的思维能力，教师可借助问题引导的教学模式：指向本节内容的教学目标，精准把握初中生的物理知识掌握情况、学习能力，结合教学内容设计出一系列题，即：为什么会产生液体压强？液体压强的方向是什么？为什么？地球的大气层是否具有重力？有没有流动性？空气有压强吗？空气压强的方向是什么？通过层层递进的问题引导，使学生在一层层问题的铺垫下，通过思考和分析，完成对物理知识的探究学习。同时，学生在问题引导下，自身的思维能力也随之提升，实现了既定的教育目标。

（三）依托实验探究强化科学思维能力

基于物理学科的特点，实验教学在整个教学体系中占据十分重要的地位。学生在操作实验、观察实验和分析实验的过程中，高效达成了知识、能力、思维等多重目标。在这一过程中，学生的逻辑思维能力、形象思维能力也随之提升，落实了学科素养下的教育目标。例如，在“压强”的教学中，为了发展学生的科学思维能力，可引导学生开展一个关于米和筷子的实验：在装着米的杯子中，插入一根筷子。指导学生思考：提起筷子的时候是否会将杯子一同提起来？并引导学生在一个塑料杯子中装满米，用力将杯子中的米压紧，并用手指将杯口的米按住，将筷子从指缝插入其中，最后轻轻地将筷子提出来。此时，学生就会发现杯子和米被同时提起来了。此时，结合物理实验，可引导学生思考“这种现象产生的原因是什么”？并引导学生再次进行实验，这次不将米进行压紧，就会产生不一样的实验结果。引导学生在不同物理实验的操作、观察和思考中，逐步推导出正确的结论，并在思考和探究中锻炼自身的逻辑思维能力、形象思维能力等，真正实现学科素养下的物理教学目标。

（四）巧用课堂留白，发展科学思维能力

目前，教师组织课堂教学时，常常希望在有限的课堂中，多向学生传授一些知识和一些影视技巧。在这种教学模式下，物理课堂常常被安排得满满当当，丝毫没有给学生预留思考的时间。在这种教学模式下，虽然教学任务安排得非常多，但却难以达到预期的目标；在这一背景下，为了发展初中生的科学思维能力，唯有进行适当的留白，在课堂上给学生预留探究的时间和空间，促使学生在头脑风暴中活跃思维，促进思维的发展。例如，在“速度”的课堂教学中，物理教师可借助课堂留白的教学手段，给学生设计一个生活化的问题：甲乙两人分别从A 地走进B 地，甲前面一半时间走，后边一半时间跑；乙则是在前面一半路程的时候走路，后面一半的路程跑步。已知甲乙两个人跑步、走路的速度都一样，问谁用的时间比较少？针对这一问题，传统的物理教学模式下，基本上都是通过讲解的方式，引导学生列式计算。在这种教学模式下，虽然完成了教学目标，但却难以发展学生的思维，也无法促进学生的知识迁移。对此，可借助课堂留白的方式，引导学生结合所学的内容，围绕这一问题进行交流和探究。不仅解决了这一问题，学生也在探究的过程中经过头脑风暴环节，真正促进了自身思维的发展。

（五）构建物理模型，强化物理思维

物理学科素养下，强化学生的物理模型意识是摆在一线教师面前的主要任务。但是针对初中阶段的学生来说，由于其思维水平有限，所以教师对他们的物理模型能力要求比较低，但这并不意味着物理模型不重要。通常情况下，初中物理模型包括的内容比较多，主要有物质、状态、过程等模型。其中，物质模型主要包括对象、条件和模拟模型；状态模型主要包括液片模型、液柱模型；过程模型则主要包括匀速直线运动。在具体的教学中，引导学生构建物理模型，也是促进其思维发展的常用手段。因为学生在构建物理模型时，要从思考具体问题的形象思维中，逐渐转化为抽象思维能力，最终促进学生思维从低级向高级转变。例如，在“牛顿第一定律”的教学中，为了发展学生的思维能力，可借助理想化的物理模型，将生活中原本无法达到“光滑”的条件模型融入其中，使学生依托物理模型紧紧抓住问题的主要因素，将原本比较复杂的物理问题加以转化，使其成为便于探究的物理模型。在这一过程中，学生借助物理模型的辅助，透过事物的表象逐渐看透物理的本质，并在探究的过程中循序渐进地发展自身的科学思维能力。

（六）拓展创新，发展创新思维能力

当前，将创新能力融入课堂教学已经成为时代发展的必然要求。在以往的初中物理课堂教学中，基本上都是按照教材上的内容进行，致使课堂教学存在一定的局限性，制约了学生思维的发展。因此，物理教师在培养学生的思维能力时，必须要对教材中的内容进行拓展和延伸，给学生提供创新的空间。例如，在“凸透镜及其应用”的教学中，为了发展学生的创新思维能力，可结合教材上的实验内容对其进行拓展，给学生设计一些拓展性的问题，如：蜡烛逐渐燃烧，光屏上像的位置会发生什么样的变化？如果光屏中的像位置在下面，如何对凸透镜进行调整，才能使光屏像居中？如果将凸透镜的一部分遮住，光屏上的像还会完整吗？通过问题拓展和延伸，可促使学生对凸透镜成像的规律形成更加全面、深刻的认识。另外，在发展学生科学思维能力的过程中，还可以带领学生走出课堂，积极开展与其相契合的课外实践活动，促使学生在实践操作的过程中发展自身的创新能力，并为后续的发展奠定坚实的基础。

综上所述，在物理核心素养的背景下，培养学生的思维能力已经成为一线教师关注和研究的重点。基于传统初中物理课堂教学中物理思维目标培养效果不能尽如人意的现实，应该从传统的教学理念中解放出来，将学生的思维能力纳入课堂教学中，并借助灵活多样的物理课堂，促使学生在矛盾式情境、问题驱动、实验探究、课堂留白、物理模型、拓展创新中，深化物理知识，促进思维能力的发展。