基于多样化情境在高中物理教学中提升学生科学思维能力的策略

【摘" 要】 高中生对物理缺乏兴趣的主要原因之一是物理知识的抽象性和逻辑性较强，对学生的思维能力提出了一定的要求。然而，教学研究表明，创设多样化的物理情境更容易引发学生的思考，有助于提升他们的学科思维能力。基于此，文章以高中物理为研究对象，首先分析了创设物理情境的教学意义，接着指出了当前高中物理教学中存在的问题，最后，从组织物理实验以激发学生的物理思维、将物理知识与生活联系起来组织探究活动、创设问题情境为学生的探究提供支架，以及巧用错题情境促进学生深入学习等方面展开了分析。希望文章的讨论能够为相关从业者提供借鉴。

【关键词】 多样化情境;科学思维能力;高中物理

在应试理念的长期压制下，教师形成了以大量习题训练提升学生物理成绩的教学惯式。大量的习题训练不仅加剧了学生的学习困难，还阻碍了学生思维的发展。因此，教师必须在把握物理内容以及学生发展特征的基础上，创设多样化的物理情境，在情境的助力下引发学生的深入探究，以此逐步提升学生的理性思考能力。

一、高中物理开展情境教学的意义

（一）丰富物理教学方法

高中物理是综合性与抽象性的集合体，学生在学习的过程中，不但要通过分析文字来理解知识，而且要具备一定的科学思维和敏锐的观察力，这样学生才能透过文字探寻到物理的本质。和初中物理不同，高中物理知识体系庞大、抽象性强，若学生依然沿用初中物理思维和学习方法，则很难在高中物理学习中找到突破点，从而导致自己对知识的理解停留在表层。为了解决这一问题，教师必须在把握学生基本情况的同时，创新情境教学方法，通过枯燥知识的具象化展现，降低学生的学习压力，强化课堂主体间的沟通与交流，从而提升学生的物理学习水平。

（二）激发学生的学习热情

考虑到物理学科的属性，教师要想提升物理教学质量，必须注重对学生物理兴趣的激发。而情境教学法的应用，可以为学生构建起他们熟悉的、可以触摸到的物理现象，从而调动学生的学习热情，引发学生对情境中物理问题的思考，这不仅保证了教学质量，还保持了学生持续的探究热情。

（三）培养学生的创新能力

情境教学以物理内容为根本，同时还融入了学生熟悉的生活元素，可以为学生构建起一个熟悉的环境，促使其全身心地参与到物理学习中来，从而提升学生对知识的理解力。另外，物理情境课堂的构建还能引导学生从多个角度分析、思考问题，从而帮助学生构建起全面的思维模式。

二、高中物理教学现状

当前学生的物理学习效果受到多种因素的影响，具体表现如下：

首先，教师肩负着繁重的教学任务。高中物理教师的任务繁重，导致他们未能花足够的时间研究创新的教学方法。即使教师在知识点讲解上做得再细致，若教学设计不足，采用的方法过于陈旧，也难以取得理想的效果。尽管在教学改革中，越来越多的教师开始研究新课标并据此创新教学方式，使学生在轻松愉快的氛围中习得知识和技能，但由于对新课标理解不全面，忽视了学生情感、态度、价值观的培育，最终影响了学生学习效率的提升。

其次，教学效果不佳。物理是高考的重要科目，尤其在新高考背景下更加凸显其重要性。然而，由于课堂互动较少，教师难以了解学生的真实情况，无法给出合理的指导，从而降低了学生的学习效果。

最后，教学创新力不足。当前的物理教学仍然采用传统的教学方法，过于关注知识传授，以学生是否掌握物理知识为评判标准，导致出现一批“高分低能”的学生，不利于学生创新精神与实操能力的提升。长此以往，这种局面将限制学生的思维，逐渐减弱对物理的兴趣，最终影响学生的全面发展。

三、基于多样化情境提升学生科学思维能力的高中物理教学策略

（一）组织物理实验，激发学生的物理思维

科学思维是多种思维方式（如分析、类比、整理等）的综合，它指导着学生发展物理核心素养。为了培养学生的科学思维，教师需要构建能够激发探究欲望的物理情境，促使学生在情境中动脑思考、动手操作，积极探索物理本质，从而培养学生的物理思维。通过对高中物理教材内容的分析，研究发现物理内容虽然抽象，但同时也配备了相应的实验。因此，教师可以结合物理内容和学生的学情，创设能够激发学生思维的实验，让他们在深入分析、思考和探究中逐渐接近真相。

以“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验为例，在教师的引导下学生开展了如下的实验：首先，教师指导学生将装有滑轮的长木板放到实验桌上，并让滑轮伸出桌面，将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，而后链接好电路。接着，教师要求学生将一条细绳拴在小车上，让细绳跨过滑轮并在下面挂上钩码，将纸带穿过打点计时器，并将纸带的一端固定在小车的后面。然后，学生依照教师的要求将小车靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器便可以在纸带上带下一列的小点。此时，让学生暂停实验，回答问题：为了区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，应该怎么办？对数据，应该如何采集？学生根据本次的实验进行回答，而后教师加以纠正，指导学生开展后两次的实验，并将其数据记录下来。最后学生以实验数据为依据，绘制出了小车运动的图像，通过对图像的观察与分析得到“物体速度随时间变化的规律”。在本次实验中，学生在教师的引导下自主探究、思考、对数据进行处理，思维一直处于活跃的状态，而且学生根据实验数据、对图像的观察得到了物理规律。

由此可见，实验情境的创设可以引导学生从不同的视角思考问题，有助于学生科学思维的发展。

（二）与生活相联系，组织物理探究活动

物理是一门与生活关联性很强的学科，将物理知识和规律融入生活现象中并展示在学生面前，可以有效地将他们引入具体情境，从而激发深入探究的兴趣。这样做的好处在于，将抽象的物理知识具象化展现，为学生解决问题打开了一扇窗户。

举例而言，在教学“重力势能”这一知识点时，为了帮助学生理解重力做功与重力势能之间的关系，教师可以构建如下物理情境：通过多媒体展示同一物体从不同高度落下砸到桌子上以及不同质量的物体从相同高度落下的情况。教师再现了学生在日常生活中常见的场景，立即激活了他们的探究热情，并引发了他们的科学思维。随后，教师可以根据视频现象提出问题：重力势能的大小与哪些因素有关呢？然后，学生可以提出自己的假设。教师不会对学生的假设做出对错的判断，而是引导学生按照自己的假设，运用控制变量法进行探究。这样的教学方式可以激发学生的好奇心和探究欲望，促使他们积极参与学习，深入理解物理知识。

下面是某小组的研究思路和结果：小组成员猜想物体的重力势能与物体所处的高度以及物体本身的质量有关。因此，进行了以下实验：首先，选取同体积的铁球和橡胶球以及一堆纸片，将相同体积的铁球和橡胶球从相同高度落下，观察哪个球打穿的纸张数量更多。结果显示，铁球的质量较大，它打穿的纸张数量更多。因此，得出结论：在相同高度下，质量较大的物体具有更大的重力势能。其次，选取同一小球，使其从不同高度落下，观察哪个高度下打穿纸片的数量更多。结果显示，小球从较高高度落下时打穿的纸张数量更多。这说明，质量相同的物体，其所处高度越高，重力势能也越大。

由此可见，生活物理情境的构建可以让学生更直观地分析物理现象，然后再根据自己的猜想，通过动手实验探寻其中的原理。

（三）创设问题情境，为学生探究搭建支架

为了培养学生的科学思维能力，教师必须给予他们自主思考的机会。尽管大多数学生在面对问题时会认真思考，但当他们遇到难以突破的障碍时，往往会感到挫败并选择放弃。因此，要让学生持续思考，并培养其科学思维能力，教师需要搭建问题支架，通过问题的引领，引导学生的思维进行深入探索。

举例而言，在《运动的合成与分解》一课的教学中，教师注意到学生对运动合成与分解的概念有初步理解，但在面对具体问题时却缺乏分析能力。为了提升学生对本课知识的认识，教师必须改进教学方法，确保学生真正掌握这一知识点。具体的教学流程如下：首先，教师展示了红蜡烛在小圆柱体上浮的实验，并借助多媒体动画展示了吊塔模型，然后要求学生认真分析并回答以下问题：小蜡烛竖直向上的运动与水平向右的运动是否相互关联？两个匀速直线运动的合成是否仍然是匀速直线运动？学生观看视频，回想教师演示的实验，认真分析后，大多数学生都能给出准确的答案。随后，教师提出更具挑战性的问题：“轮船渡河的情形是否与上述情景相似？你能够从匀速轮船在均匀流动的河水中渡河的各种情形中挑选出最具代表性的情况吗？”接着，教师鼓励学生在小组内分享自己的思路，共同讨论，并将最终结论简洁地记录在纸上，然后选择一名学生进行发言，教师进行最后的指导。在本节课上，学生表现积极活跃，通过表达个人观点和与其他成员讨论争辩的过程，不仅强化了科学精神和创造思维，而且突出了学生的主动学习态度，提升了学习信心。

由此可见，培养学生的科学思维是物理教师的一项重要任务，而多元问题情境的构建可以打开学生局限的思维，使其对物理知识做出全面且深入的思考。物理问题情境的构建可以让学生以最佳的状态开展学习。

（四）巧用错题情境，帮助学生实现深入学习

错题是一个非常重要的教学资源。教师指导学生对错题进行分析，不仅可以查缺补漏，还能使其从中获得新的领悟。反思同样是学生必备的一项学习能力，也是学生科学思维发展的有效手段。作为教师，要积极整合学生存在的共性错题，并以新的方式展现出来，通过引导学生多角度的分析与思考，使其获得更大的提升。

举例而言，在《电磁感应现象及应用》一课的复习中，教师将学生的错题以另一种方式展现出来，让学生综合所学的知识再次进行思考。研究结果显示，同一个知识不同的学生其出错点也是不同的。因此，当教师将知识整合在一起展现的时候，学生感到陌生又熟悉，需要重新思考。教师根据电磁感应现象及应用的重要知识，结合学生的错误点构建了如下教学情境（如图1所示）：

固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l，电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量K，图1中虚线右侧有垂直与导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。PQ的质量为m，金属的导轨足够长，电阻忽略不计，如若闭合S，要让PQ保持静止，需要在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向。

这是以往错题的一道变式题，因此学生感到非常熟悉，但是条件变换了，需要学生进行认真的思考。学生之前做错是因为未能建立起题目中各知识点间的联系，而本次通过变换条件，学生重新思考发现了题目给定条件与自己所学知识间的关联，从而实现了学生的深度思考，提升了学生的科学思维。

四、结语

高中物理知识抽象且庞杂，对学生的理解力、思维力都提出了一定的要求。若教师沿用传统的方式，势必会加剧学生的学习困难，甚至影响学生学习水平的提升。基于这样的现实情况，教师必须转变理念，积极优化教育教学方法，通过多元物理情境的构建，改变现状，并在情境的推动下，深化学生对知识的理解，从而建立起一个系统的知识体系，以为自身的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

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