浅谈高中物理教学中学生科学思维能力培养

浅谈高中物理教学中学生科学思维能力培养

安徽省太和中学

马超

【摘要】高中物理教学是培养学生物理学科素养的重要阵地，但是，目前高中物理教学仍然存在重理论轻实践、重结果轻过程等现象，不利于学生科学思维的培养。为改变这一现象，在高中物理教学中，教师需要注重培养学生的科学思维，在传授知识的同时帮助学生掌握科学思维方法和能力，以便其更好地理解和应用物理知识。

【关键词】高中物理；科学思维；教学策略

一、引言

科学思维是指科学家们在探究自然界和人类社会的过程中所运用的思维方式和思维能力。它是科学方法的灵魂，是科学方法论的基础。科学思维主要包括归纳思维、演绎思维、类比思维、抽象思维、直觉思维等。科学思维是人类智慧的重要组成部分，是人类探索自然界的重要工具。高中物理教学是培养科学思维的重要途径之一，可以帮助学生掌握物理基础知识和科学方法，培养他们的科学思维和创新能力。因此，高中物理教师应该采取多种教育方式，在教学中激励学生并指导学生，以激活学习潜力，从而培养学生的科学思维与创新能力。

二、高中物理教学中学生科学思维能力培养策略

（一）培养学生科学态度，夯实科学思维培养基础

科学态度是培养学生科学思维的基础，是一种在求知过程中所表现出来的严谨、认真以及刻苦等良好的品质。学生只有具备科学态度，才能够更好地促进自身科学思维的发展。物理学科本身包含着丰富的科学知识。为了更好地学习及理解物理学科知识，学生要秉承严谨、认真的学习态度，主动积极地参与到各种各样的物理探究学习活动中,积极思考,深度学习。教师在物理教学过程中要注意有计划地指导学生形成科学态度，使他们正确理解及明确物理学科的本质属性及内涵等。这就需要教师在各个教学环节全面融入科学态度培养理念，夯实学生科学思维培养基础。

例如，在教学“自由落地运动”内容时，教师可以结合伽利略探索“自由落地运动”的相关故事及事迹，使学生清楚地了解伽利略在探索科学实验过程中所作出的各种各样的努力，以及其身上所展现出来的严谨、科学、认真乃至坚持不懈等良好的品质与态度。这些拓展性知识在课堂教学中的融入，不仅可以对课堂教学内容进行补充，增强教学趣味性，还可以借助故事讲述使学生感受到这些伟大物理学家身上所秉承的良好科学态度，这些都可以助力他们科学态度的养成。

（二）有效开展情境教学，引发科学思维认知冲突

基于建构主义可知，学生在学习物理知识的过程中对物理概念、性质乃至规律等的认知及理解都是建立在他们已有学习和生活经验的基础上，以及结合同伴或教师的辅助来进行主动构建的。而科学思维的培养必须立足引发学生科学思维的认知冲突，让他们有所思、有所想，这样才能实现科学思维培养目标。而情境创设是引发学生认知冲突的有效手段，具体就是教师要结合学生自身年龄及学习特征、物理知识学习基础等实际情况，科学创设真实的生活化、媒体化等类型的情境，促使学生在课堂学习中积极投入内在情感，引发自己的认知冲突，在主动构建物理分析模型或者求解问题的过程中提高自身的思维能力，助力自身科学思维的发展。

例如，在教学“力的分解”这一内容时，为了引发学生的认知冲突，教师可以巧妙地应用体验情境、问题情境等多样化的情境创设法，引导学生联系自身的生活实际，在情境启发下积极开展思考和深度学习活动，更好地助力学生的科学思维发展。在新课导人教学环节中，教师可以指导学生张开双臂并将双臂放在两侧的桌子上面，之后让他们用双臂发力将身体支撑起来，保持双脚处于离地状态。在这个过程中，教师要指导学生认真体会身侧桌子之间的间距、手臂张开角度、手臂受力三者之间的关系。当学生融入体验活动情境后会形成“手臂张开的角度越大，就需要给予更大的支撑力来支撑身体”这一概念，教师可以借机指导学生结合自己的认知，通过认真思考对相应的体验活动原理进行分析。此外，教师还可以结合学生本身存在的认知冲突来科学地设计一些思考题，引导学生通过认真思考、推理论证、归纳和总结等过程，进一步引发认知冲突，如可以设置如下几个阶梯化或层次化的问题:(1)两个力可以采用一个合力进行等效替代，那么一个力是否可以运用两个力进行等效替代呢?(2)在对力进行分解过程中需要遵循何种法则呢?什么时候才需要对一个力进行分解呢?(3)在分解一个已知力的时候涉及哪些方式?如何确定两个分力的方向呢?通过这些问题的提出，教师可以进一步促进学生积极思考，有效锻炼他们的思维能力。

（三）强化习题教学创新，传授科学思维方式方法

在以往的高中物理教学中，教师在引导学生解题时多是将习题作为教学的落脚点，导致学生走入了题海战术。习题练习会占用太多的时间，很大程度上影响了对学生科学思维的培养。针对于此，务必做好物理习题教学的实践创新，努力让物理习题教学实验化。具体来说，教师要将经典的习题转变为真实的情境，尤其是需要让习题教学回归到物理学科上，与物理学科的“基于观察与实验”这一特点结合起来。在这一教学理念下，教师需要在提炼习题并开展实验化教学的过程中认真完成四个环节的教学工作:一是确定核心考点;二是选择典型习题;三是开展实验操作;四是问题变式训练。更为关键的一点是，教师要引导学生去转变学习方式，进一步去培养物理学科的思维品质，一步步实现习题教学的预期目标。

比如在典型习题的选择中，教师应该确保习题中有常见物理模型，可以是绳球模型、理想气体模型，务必确保所选习题可以培养学生关键能力和核心素养。再比如在实现习题实验化操作这一目标时，教师需要确保实验的可行性与创新性，吸引学生全程参与，尤其是要将物理知识的规律与学生的自身需求紧密结合起来。除此之外，在完成实验和习题后，教师可以在课堂上带领学生进行必要的变式训练，以此来培养学生的科学思维，努力促使科学思维可以更具严密性与发散性，培养学生解决实际问题的能力。

三、结语

总之，科学思维培养是高中物理学科核心素养培养的要求之一，能对学生物理综合素质的发展产生极大影响。在物理教学中渗透科学思维培养理念，教师可以从培养学生的科学态度出发，注重有效开展问题情境、实验情境或媒体情境教学，确保可以引发学生科学思维认知冲突，同时还要注意加强科学探究指导，有计划地传授给学生必要的科学思维方式方法，并持续优化物理教学过程,保证全面培养学生的科学思维。

参考文献

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