初中物理教学中培养学生科学思维的有效方式

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）倡导物理教育“注重科学探究”“综合培养学生提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力”“使学生能从物理视角认识客观事物的本质、规律、事物间的相互关系”等。但是传统的初中物理教学存在“唯知识论”的现实问题，即教师会采用“填鸭式”的传统教学方法在课堂上一一讲解物理概念、物理问题的解题思路，也会利用“题海战术”锻炼学生的解题能力。这种做法看似可以引导初中生全面掌握物理知识，实则剥夺了学生的探究权利和推理建模的机会，并不利于学生科学思维的发展，甚至可能衍生出“惰性思维”，导致学生逐渐出现机械听讲、死记硬背等行为。《新课标》在设立核心素养目标时强调培养学生的科学思维，以“模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新”解读了科学思维的要素，要求一线教师全面解放学生的思想、双手、嘴巴，突出学生的自主性，使其在科学思维的驱动下主动发现问题、提出问题，并通过一系列的科学探究活动自主解决相关问题，全面优化学生的思维品质，使学生养成独立思考、积极探索的好习惯。因此，初中物理教师应采用有效的方法培养学生的科学思维，使学生善于思考、主动推理、积极求证，顺利转变学习方式，主动学习物理。

一、创设真实情境，促进科学推理

《新课标》认为，具有科学思维的学生能够从物理视角认识客观事物的本质和规律，并且能够用物理学概念去解释事物的属性，强调真实问题情境的创设，以顺利引导学生从多个视角分析事物现象、发现问题，自主展开科学推理，主动进行物理探究。因此，初中物理教师应主动创设真实的问题情境，动态还原现实生活中的物理现象，有效唤起学生的认知记忆与生活经验，使其能够从直观的生活现象中主动展开科学推理，自主发现问题、提出问题。具体而言，初中物理教师可以通过以下方式创设真实的问题情境：

第一，利用生活素材创设真实的情境，凸显生活与物理之间的关联，活跃学生的思维状态，使其主动学习生活化的物理知识，且主动展开推理论证。例如，在“眼睛与眼镜”一课教学中，初中生群体有不少学生因为近视而佩戴了不同度数的眼镜，且有不少学生因为长辈患有老花眼而了解过老花镜，积累了一定的生活经验。因此，在本课教学中，教师可以准备近视镜、老花镜这两类生活实物，让学生观察两种眼镜的异同，且结合自身的生活经验去解释老花镜和近视镜的工作原理，尝试探究为何近视镜和老花镜能让人看东西更清楚。通过观察，学生发现老花镜和近视镜属于两种透镜，因此猜想近视眼与老花眼是两种不同的生理疾病，结合前期所学的凸透镜成像知识做出合理猜想，即近视镜能够延长眼睛的成像距离，老花镜能够缩短眼睛的成像距离。带着这一猜想，学生自主搜索相关资料、构建物理模型，主动探究老花镜与近视镜的成像原理，分析近视眼和老花眼的成因。这样一来，学生便能够充分锻炼科学思维，主动地学习物理知识。

第二，创设信息化的学习情境，利用信息技术整合贴合课程内容的电教媒体，生动、直观地展示现实世界中的物理现象，有效开阔学生的学习视野，优化学生的科学思维。例如，在“浮力”一课教学中，教师便可以利用信息技术展示轮船、游艇、摩托艇等在海面上航行的场景，使学生初步了解浮力的概念。客观来讲，浮力理论被广泛应用于社会的各个领域，但是学生了解得并不多，教师利用信息技术整合的电教媒体不仅可以创设真实的问题情境，还能够顺利地引导学生探究浮力在科技领域中的应用情况，使其主动发现问题，如浮力是什么？影响浮力大小的因素有哪些？这不仅有利于培养学生的科学推理意识，还能增强学生的质疑精神，使学生在问题的驱动下主动展开探究，保持强烈的好奇心与求知欲。

第三，通过小实验、游戏、实践等体验式活动创设直观的情境，丰富学生的直接体验，培养学生的科学思维，使其顺利地实现有效学习。例如，在“探究光的折射现象”一课教学中，教师便可以准备杯子、筷子，并往水杯中加入水，然后将筷子放入水中，让学生观察筷子的“错位”现象。这一小实验活动能够丰富学生的观察体验，促使学生主动探究光的折射概念与相关现象，是优化学生思维品质的重要经验之一。

除了上述几种方式之外，初中物理教师还可以根据课程内容以及学生的认知特点，采用其他的方式创设真实的情境，为学生开展科学推理与论证创新活动营造良好的氛围，有效培养学生的科学思维，促使学生主动学物理。

二、巧用提问追问，鼓励学生质疑

《新课标》指出，物理教育要“突出问题导向”，使学生能够围绕具体的问题搜集事实证据、展开推理论证，由此提升学生的科学思维能力。因此，初中物理教师应巧用提问追问技巧，鼓励学生主动质疑、自主提问，使学生在问题的驱动下展开物理探究。

首先，提问追问策略。问题的设计与提出将直接影响初中生科学思维的活跃度，符合学生认知水平且能引起学生好奇心的问题更能达到培养学生科学思维的目的。因此，教师在使用提问追问技巧时要客观尊重学生的认知发展规律，选择学生喜闻乐见的方式提出物理问题、进行追问，灵活把控各个问题的难度，尽量使用具有探究性、开放性的问题发散学生思维，使学生主动寻找问题的答案。例如，在“比较运动的快慢”一课教学中，教师提问：“什么因素决定着运动的快慢？”根据这一问题，学生迁移已有认知经验，主动得出结论：“速度”。进而，教师追问：“速度是什么？如何用速度表示物体运动的快慢？如何比较物体运动的快慢？”从而通过问题串有效引导学生主动探究速度的概念、分析表示物体运动快慢的方法，引出“控制变量法”与“比值定义法”等物理研究方法，有效锻炼学生的科学思维。

其次，学生质疑策略。《新课标》提出要培养学生的“质疑创新”意识，使学生主动地分享所学知识。在这一方面，教师应善用留白技巧，适当保持沉默，为学生留出充足的思考空间，鼓励他们通过主动提问的方式进行质疑，或者通过教师设问提出异议、表达不同的观点、整合不同的信息与结论，促使学生主动质疑，进一步提升学生的科学思维能力。例如，在“学生实验：测量速度”一课教学中，教师可以组织学生通过分组实验的方式测量小车做运动的速度，鼓励他们通过具体的实验数据总结测量速度的方法，由此优化学生的思维品质，使学生主动学物理。在这一过程中，教师要适当保持沉默，鼓励学生总结数据、观点、结论等，支持学生围绕不同的观点做出假设、主动质疑。比如，有的小组在测量速度时直接测量物体运动的路程和所需时间，有的小组则测量了物体运动在不同时刻下的速度，通过计算平均速度的方式猜测物体运动的平均速度。这便呈现出两种不同的解题思路，教师可以引导各小组讨论两种解题方法的优缺点，促使学生主动表达、主动思辨。另外，在分组实验活动中，教师还可以鼓励各小组主动记录实验操作过程中发现的问题，支持学生主动提问，优化学生的思维品质，提升学生的探究能力。

三、组织物理探究，开展科学论证

《新课标》主张学生参与多种形式的科学探究活动，使其亲历问题的发现到解决的全过程，支持学生利用多种事实证据去解释某一事物的内在本质和发展规律，为促使学生实现有效学习做好充分的准备。因此，初中物理教师应在课堂上组织以学生为中心的物理探究活动，促使学生科学论证，主动利用物理方法去解决实际问题。教师可以通过以下方式有效地落实科学探究活动：

首先，设计递进式和序列式的探究任务，鼓励学生自主设计物理探究计划。在这一过程中，教师可以编写任务单、导学案等导学工具，有序呈现探究任务、目标要求等，使学生明确自己要解决的关键问题、应达到的认知水平等基本信息，优化学生的探究状态，提高学生的决策能力。

其次，围绕具体任务展开自主、探究、合作活动，使学生以学习主体的身份参与科学探究，自主建构知识的意义、解决相关问题。例如在“电流及其测量”一课教学中，教师便可以编写任务单，如表1所示。

根据上述任务单，学生可以分组探究电流的概念、表达方式、常见单位和换算进率等多个知识，并通过实验测量电路中的电流大小。为此，学生需要自主整合与电流相关的物理资料，并与小组成员共享相关资源，进而主动参与实验探究，共同完成电路安装、探究电流表使用方法、测试电流大小、数据统计与分析等多个任务，灵活使用物理语言去描述电路中的电流大小。这能够充分锻炼学生的科学思维，有效提升学生的科学探究能力。

值得一提的是，在实验探究与资料整合活动中，教师应全程做好课堂观察和记录等工作，维护好课堂教学纪律，及时回应学生，但是不能过多地打扰学生，要确保学生自主解决电流问题，同时通过适当的讲解、提问、总结等活动逐步优化学生的物理认知，使学生顺利地实现有效学习。

四、展示探究成果，予以检验修正

《新课标》认为，培养学生的科学思维不仅要支持学生亲历物理概念的生成过程，还要鼓励学生基于事实证据和科学推理批判各类信息、观点、结论等，予以检查和修正，提出创造性的见解。因此，初中物理教师可以设计探究成果展示活动，引导学生总结关键结论，主动发现异常，修正不正确的信息，培养学生的理性精神NlDzWTzvXI/wtkQgVzpzJQ==，使其顺利地实现有效学习。

例如，在“电压及其测量”一课教学中，教师可以设计分组实验活动，鼓励学生灵活迁移已有认知，解释电压的概念、电压的单位及其换算规律，学习测量电压的实验方法。在本节课上，学生可以通过组际展示的方式呈现具体的探究结论，对比各小组测量的电压数据、总结的电压单位换算公式等主要信息，从中发现异议，再次通过实验探究检验关键结论，同时修正不当的结论，由此培养理性精神。这样能够顺利地优化学生的科学思维，提高学生的科学探究水平。在这一环节，教师要认真倾听各小组的发言，归纳主要结论，根据学生所作的物理解释去判断他们是否真正理解了电压的相关概念、是否顺利掌握了测量电路电压的方法。基于此，教师可以设计精讲活动，多讲学生存在疑问的知识点，少讲学生已经掌握了的物理概念，有效地促进概念建构，使学生顺利地实现有效学习。

五、组织实践活动，组织模型建构

在初中物理课程中培养学生的科学思维是落实核心素养的重要方法之一，使学生能够在现实世界中主动建立物理模型，利用物理知识去解决实际问题，切实提高学生的模型建构与问题解决能力。因此，初中物理教师应设计生活实践活动，拓展学生的物理学习空间，使学生顺利地实现有效学习，为学生综合素质的发展做好充分准备。

例如，在“家庭电路”一课教学中，学生能够通过物理探究了解家庭电路的基本结构及工作原理，正确说出家庭电路中电源、开关、灯泡、导线等的具体作用，但是在课堂上，学生只能学习家庭电路的相关理论知识，为了提高学生的问题解决能力，促进学生科学思维的发展，教师可以设计一轮生活实践活动，即“分析自家电路的问题，尝试利用电路模型去解决相关问题”。据此，学生要认真研究家庭电路的基本组成，根据自己的生活经验去分析家庭电路的现有问题，进而应用家庭电路知识去思考解决问题的优化方案，同时主动搜集与家庭电路优化方法相关的课外资料，自主构建家庭电路模型，主动迁移所学知识。这样一来，学生便提高了的知识迁移能力，能够解决家庭电路中电路老化、电压不稳等多个问题，顺利地培养创新精神。接着，教师设计探究成果展示活动，引导学生主动分享解决家庭电路问题的创新见解，进一步发散学生思维，总结出更多的解题思路，从而丰富学生的问题解决经验。

六、结语

总而言之，在初中物理课程中培养学生的科学思维是顺应教育改革趋势的，不仅能够提高学生的学业成绩水平，还将对学生的未来学习与现实成长产生积极的促进作用。因此，初中物理教师应客观分析并尊重学生的认知规律，通过多种方法创设真实的主题情境，巧用提问追问策略活跃学生思维，支持学生主动参与物理探究、成果展示、实践拓展等多种形式的科学探究活动，不断地提升学生的科学思维能力，使学生逐步具备灵敏、独创、质疑等思维品质，有效地落实物理素养，让学生受益终身。

（宋行军）