基于科学思维培养的初中物理深度学习研究

袁敏敏

【摘要】初中物理新课程标准中强调要以学生学科素养发展为核心开展课程教学活动，要重视对学生科学思维的培养，实现学生课堂上的深度学习.物理教师要转变传统的教学理念，在传授学生基础物理知识的同时，引导学生深度学习与思考，促使学生在自主学习与合作探究中不断提升自身的科学思维素养.本文结合当前初中物理教学的现实情况，分析与探讨初中物理教学中以学生科学思维培养为核心的物理深度学习模式实施的有效策略，以期为提升初中物理教学的实效性提供参考.

【关键词】初中物理；科学思维；深度学习

深度学习是指学生在自主学习、深度思考与探究中完成对课程内容的学习，深度学习是一种高效的教学形式，在初中物理教学中开展深度学习活动不仅能够提高学生物理学习的有效性，使学生深度理解并扎实掌握物理课程知识，还能够实现对学生思维品质的训练和提升，使学生形成良好的科学思维品质.但是在现阶段初中物理教学中，部分教师对学生科学思维培养的重视度不够，也未能采取有效教学措施引导学生深度学习、新课标要求物理教师转变教学理念、创新教学方法，实现学生在深度学习中提升自身的科学思维素养.

1在物理模型构建中培养学生的科学思维

构建物理模型是物理教学中比较常用的一种教学手段，通过物理模型的构建能够让学生对抽象的物理知识有更加直观且深入的理解，是辅助学生思考物理问题的一种科学思维方法.初中物理教师要善于利用物理模型来引导学生深度思考与深度学习，也借助这种教学方法来培养学生的科学思维.在具体的教学实践中，教师可以结合具体的物理课程内容，引导学生构建相应的物理模型，从而促使学生在具体的物理模型情境中思考问题、分析问题以及解决问题，达到对抽象物理知识以及物理问题的直观化、具体化以及形象化的分析和思考，让学生在深度思考中完成学习任务，提升自身的科学思维品质.

例如在进行有关“滑轮”这部分内容的教学中，了解与掌握定滑轮和动滑轮的使用方法和工作原理是教学的重点和难点，物理教师可以组织学生在学习这部分知识的过程中构建相应的物理模型，其中在定滑轮相关内容的学习中，学生根据定滑轮理论知识内容很容易构建起定滑轮的物理模型，但是在动滑轮物理模型的构建中，部分学生会受到之前构建的定滑轮物理模型思维的影响，认为动滑轮的支点同样在轴心处.基于学生存在的这一问题，教师先不急于对学生出现的错误问题进行指正，而是引导学生回忆以往所学习的有关杠杆方面的知识内容，让学生结合杠杆的概念来分析思考杠杆的支点到底是其旋转的点，还是其移动的点，学生在教师的引导下通过实践尝试以及深度思考意识到杠杆的支点是其旋转的点，而并非移动的点，由此，教师引导学生再回到动滑轮物理模型的构建中，让学生思考轴心是否是定滑轮的支点，学生结合刚刚的思考，很容易就能发现动滑轮的轴心会随着滑轮的移动而移动，因此并不是动滑轮的支点.在学生进行深度学习与实践观察中，发现动滑轮的支点实际上在动滑轮边缘与绳子的接触处，也就是绳子与动滑轮相切的点，学生对之前的物理模型进行了改进.

在整个物理模型构建的过程中，借助教师的引导使学生进行了深度的思考，实现了学生在课堂上的深度学习，同时学生在思考与探究中也提升了自身的科学思维.

2在深度思考过程中培养学生的科学思维

科学思维素养是初中物理课程教学中培养学生学科素养中的关键内容，所谓科学思维主要是指学生能够根据所学习掌握的基础知识，并结合所给出的已知条件和事实，通过科学的逻辑推理，进行准确的判断并做出正确的结论的过程.开展初中物理课程教学活动，不仅是为了让学生积累一些物理知识，更主要是为了让学生形成科学思维，能够运用知识解决实际问題.在以往的物理教学中，教师采用的教学方法主要是理论灌输，即使在实验教学中或者实践指导中，仍然是以教师为主体，教师通过一步步引导学生按照某个步骤或者方法进行学习、操作，完成教学任务，学生学习过程中缺乏自主性思考，对知识的理解程度就会十分有限，影响学生科学思维的形成.因此，物理教师在以培养学生科学思维为核心的深度教学模式中，要改变以往的教学思维，通过给学生设计引导性问题，促使学生进行深度思考，并在深度思考中帮助学生逐渐形成科学思维.

例如在进行“电功”这部分内容的教学中，要求学生能够掌握并深度理解影响电流做功大小的因素，能够且在具体的物理问题中运用这一知识解决实际问题.在以往的物理教学中，教师会直接给学生展示相关电路图，并根据电路图给学生讲解该电路中电流做功大小的影响因素，通过给学生演示在电路中控制哪些变量可以实现对电流做功大小的控制，并且在学生进行电路的连接与变量控制操作的过程中，也是由教师负责指导如何操作，学生只是按照教师的指导按部就班地完成操作即可.这个过程中学生对于物理知识的获取主要通过教师的灌输，由于学生缺乏自主性思考，不仅影响学生科学思维的发展，也会让学生感到物理课程学习的枯燥与乏味，影响学生物理学习的主动性.教师在引导学生深度学习、提升学生科学思维品质的过程中，可以通过合理设计引导性问题，促使学生深度思考，比如，物理教师提出问题：“在该电路中要想探究W与U之间存在怎样的关系，需要控制哪些变量？”学生回答：“需要控制I和t两个变量.”教师接着引导学生思考：“该电路属于串联电路还是并联电路？”学生回答：“串联电路，控制I和t保持恒定，只需要改变U就能够知道其与W之间的关系.”教师再给学生提出问题：“在串联电路中，如何实现导体两端电压不等，并且怎样设计才能清楚地观察到导体两端电压不等？”学生经过深入思考后回答：“在电路中串联两个规格不同的灯泡，并在每个灯泡上并联上电压表，这样根据规格不同则所分电压不同的原理，可以直接从并联的电压表上读出各个导体两端的电压，进而比较电压大小.”教师接着提问：“在电路中怎样观察电流在不同导体上做功的大小？”学生回答：“可以直接观察连接在电路中的灯泡，比较不同灯泡的亮度，灯泡越亮，则证明电流对该导体的做功越多.”

物理教师通过在教学中不断提出问题引导学生深入思考的方式，实现了学生在物理课堂上的深度学习，与此同时，也让学生在不断深入的问题思考中，提升了自身的科学思维素养.

3在科学论证过程中培养学生的科学思维

科学论证是一种科学思维的过程，主要是指学生借助于相关的科学事实或者概念知识、规律等进行推理和思考，从而证明某一观点或者某一阶段是否正确，该过程能够促进学生的思维能力的提升，发散学生的思维，提升学生的思维品质.在初中物理教学中，物理教师结合具体的教学内容，为学生设计相关的科学论证环节，使学生在科学论证的过程中，通过科学的推理、思考、探究以及辩证，来证实自己的观点或者猜想是否正确，实现对学生科学思维的有效培养.

例如在进行“家庭电路和安全用电”这部分内容的教学中，要求学生能够对引发家庭电路安全事故的因素以及什么是短路、短路的危害等有准确的认知和了解，在以往的物理教学中，教师对这部分内容的教学不够重视，只是进行语言上简单的阐述，并不能让学生更加直观的理解短路是如何形成的以及短路的危害.在基于学生科学思维发展的深度学习中，教师可以在这部分内容的教学中，给学生设计相关实验，借助于实验让学生更加直观、深刻地理解什么是短路、造成短路的原因以及短路的危害，加深学生對课程知识的理解，并且能够让学生对这部分课程内容的学习与深度探究产生兴趣.教师需要给学生准备实验材料，比如需要准备几节干电池、导线、锡纸、口香糖等，教师让学生利用这些材料自己设计实验，并进行实验的观察，其中部分学生直接锡纸将连接在电池的正负极上，片刻工夫学生就感到了烫手，由此学生知道这样连接电路会造成短路现象.部分学生又尝试将连接在电池正负极上的锡纸中间剪细，结果很快被剪细部分的锡纸燃烧起来，这时物理教师采用科学的引导方法，使学生能够进行深入思考，猜想并验证为什么锡纸能够燃烧起来，学生在教师的层层引导与深入思考探索中，构建相应的实验情境，有效地解决了问题，并验证了自己的猜想.通过这一深入学习的过程，使学生形成新的认知，提升了学生的科学思维能力.

4在质疑创新过程中培养学生的科学思维

质疑与创新同样是科学思维中不可或缺的重要内容，初中物理教师在培养学生科学思维的过程中，要注重引导学生大胆质疑，并鼓励学生进行不断创新，以此提升学生的科学思维，其中，质疑需要学生能够对新知识产生好奇心和求知欲，并且需要学生具有良好的独立思考能力、良好的问题素养，在交流探讨中、不断的求索中探索未知.创新则要求学生能够从多角度、多层面进行问题的思考，能够在已知问题的基础上，提出新的问题，通过灵活运用所学知识解决问题，最终提升学生的质疑能力和创新能力.教师要加强对教学形式的创新与改进，提升初中生教学中的主体地位，给学生自主思考、质疑以及创新求索足够的空间.

例如在进行“电热器、电流的热效应”这部分内容的教学中，探究电热与电阻之间的关系是本节课教学的重点和难点，物理教师可以结合本节课教学内容，再结合该探究性实验活动开展的需求，给学生提供几组实验器材，然后给学生设计相关的思考问题，比如：教师可以让学生自主选择实验的材料，并且说明自己为什么这样选择，有怎样的实验规划？在具体的实验过程中如何观察电流经过不同导体所产生的热量大小？并用多媒体给学生呈现几组电路图，学生结合教师设计的思考问题观察教师展示的电路图，有的学生就指出其中一个电路图，认为其存在错误，而部分学生则认为电路图没有错误，物理教师可以鼓励持不同观点的两方学生进行辩论，分别阐述自己的理由，在不断质疑与辩论的过程中提升了学生的科学思维，教师再让学生对电路图进行创新设计，培养学生的创新精神和创新能力.

5结语

综上所述，初中物理课程教学中培养学生的科学思维已经成为重要的教学目标，学生科学思维品质的提升对于提高学生的物理学习效率以及促进学生全面发展等都具有重要的价值，物理教师要通过创新与改进教学方法，使学生在课堂上进行深度学习，借助深度学习来提升学生的科学思维品质.比如通过构建物理模型、引导学生深度推理以及启发学生质疑与创新等，促使学生在物理课堂上进行有效地互动和深入地探讨，帮助学生深度理解物理知识的同时培养学生的科学思维.

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