張兆華

摘 要：物理是一門重思維的學(xué)科，思維能力的培養(yǎng)意義重大，尤其是學(xué)生的科學(xué)思維會(huì)直接影響學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果，強(qiáng)化科學(xué)思維培養(yǎng)刻不容緩。文章針對(duì)初中物理教學(xué)，就如何滲透科學(xué)思維培養(yǎng)理念進(jìn)行重點(diǎn)探討。

關(guān)鍵詞：初中物理;科學(xué)思維;培養(yǎng)理念;思維能力

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2019）36-0069-02

科學(xué)思維是初中物理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的核心，是學(xué)生正確認(rèn)識(shí)與掌握物理知識(shí)，提升物理解題能力的重要保障。然而，在當(dāng)下的初中物理教學(xué)中，大多數(shù)教師只注重物理解題方法與技巧的教學(xué)，卻忽視了科學(xué)思維培養(yǎng)，影響了學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果。因此，如何在初中物理教學(xué)中滲透科學(xué)思維培養(yǎng)理念值得深入探討。本文對(duì)基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中物理教學(xué)進(jìn)行探究。

一、基于模型構(gòu)建，培養(yǎng)分析能力

在初中物理教學(xué)中，理性思維培養(yǎng)是學(xué)生能否攻克物理這門學(xué)科的關(guān)鍵因素，而模型的建構(gòu)則是有效發(fā)揮以及培養(yǎng)學(xué)生理性思維最為有效的手段。物理學(xué)科知識(shí)本身具有很強(qiáng)的抽象性，所涉及的問題也大都比較繁雜，增加了學(xué)生分析問題的難度。為了快速、準(zhǔn)確地解決自己學(xué)習(xí)中所遇到的各種問題，學(xué)生需要靈活地掌握和運(yùn)用一些“簡化”問題的方法。簡化的方法本質(zhì)上就是對(duì)所遇到的物理問題進(jìn)行抽象、概括，緊抓問題的核心要素，忽略其他不會(huì)對(duì)問題本質(zhì)產(chǎn)生影響的干擾因素，并綜合這些要素構(gòu)成一個(gè)完整的物理模型。在確定物理分析模型的基礎(chǔ)上，學(xué)生就可以相應(yīng)地遷移以前所學(xué)的物理知識(shí)來解決物理模型中涉及的問題，最終達(dá)到求解物理問題的目的。實(shí)際上，學(xué)生在構(gòu)建解決物理問題時(shí)所用物理模型的過程，就潛移默化地提升了分析問題的能力。

例如，在教學(xué)完杠桿部分物理知識(shí)后，物理教師可以為學(xué)生合理地設(shè)置一些富有啟發(fā)性的物理問題，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的杠桿知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題中，并讓學(xué)生在構(gòu)建物理模型期間牢固掌握所學(xué)物理知識(shí)，如設(shè)置“在檢修汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，修車師傅常常需要將汽車的引擎蓋打開，那么修車師傅在打開汽車引擎蓋期間運(yùn)用了何種物理原理”等貼合學(xué)生生活實(shí)際的問題。針對(duì)這個(gè)問題，學(xué)生可能一時(shí)間想不到正確答案。教師可以設(shè)置一連串小問題，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握必要的物理知識(shí)，如“汽車上面的引擎蓋屬于何種杠桿類型”“在抬起汽車引擎蓋期間，引擎蓋重力發(fā)生了何種改變”“向哪個(gè)方向施加力才能達(dá)到最小值”等。教師借助問題串來引導(dǎo)學(xué)生思考，并逐步構(gòu)建出圖1所示的杠桿物理模型，可以深化學(xué)生對(duì)于杠桿部分物理知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)，使學(xué)生掌握簡化問題以及抽象概括物理模型的能力，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生理性思維和提升學(xué)生分析能力的目的，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維具有重要的意義。

二、基于問題設(shè)置，培養(yǎng)推理能力

推理能力是指學(xué)生利用已經(jīng)掌握的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合給定的條件與事實(shí)等，開展一系列邏輯運(yùn)算與推導(dǎo)計(jì)算，最終基于特定事實(shí)給出正確的結(jié)論或判斷。在初中物理學(xué)習(xí)中，推理能力也是學(xué)生需要形成的一種重要科學(xué)思維，在引導(dǎo)學(xué)生解決問題，提高他們的問題解題能力方面的應(yīng)用優(yōu)勢非常顯著。在開展物理教學(xué)期間，教師要注意結(jié)合物理知識(shí)學(xué)習(xí)需求和課程授課目標(biāo)，基于問題的科學(xué)設(shè)置來啟發(fā)學(xué)生思維，最終達(dá)到提升他們推理能力的目的，這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展同樣會(huì)產(chǎn)生積極影響。

例如，在教學(xué)“反射與折射”時(shí)，物理教師可以設(shè)置一些貼合日常生活實(shí)際的現(xiàn)象與事實(shí)的問題，如“夏季，我們經(jīng)?？吹酱笥曛蟮奶炜罩袝?huì)出現(xiàn)一道美麗的彩虹，那么你們知道這道彩虹是如何形成的嗎”等，啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)的物理知識(shí)自主思考和解決問題，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行思考和開展推理。學(xué)生在思考一段時(shí)間后，會(huì)意識(shí)到彩虹的形成主要是空中雨滴折射陽光所形成的。如圖2，空中的雨滴在經(jīng)過太陽光折射后會(huì)折射出不同顏色的單色光，之后各種不同顏色的單色光又經(jīng)過空中雨滴的反射，以不同折射角度折射出去。此外，如圖3，空氣中雨滴的高度各不相同，使得不同雨滴折射后的太陽光在進(jìn)入人眼的時(shí)候形成了不同的單色光，加之空氣中雨滴數(shù)量眾多，最終使人眼中進(jìn)入了許多不同的單色光，這樣就可以使肉眼看到了空中的彩虹。

圖2 雨后“彩虹”的形成機(jī)理圖3 不同雨滴折射太陽光的情況

三、基于反思質(zhì)疑，培養(yǎng)批判思維

批判性思維作為一種重要的科學(xué)思維，是指基于批判性觀念與態(tài)度，對(duì)于自身或者他人所提出的結(jié)論或觀點(diǎn)，進(jìn)行邏輯嚴(yán)密、理由充分的論證，并進(jìn)行大膽質(zhì)疑和積極思考，確?？梢愿闱宄麄€(gè)獨(dú)立分析的流程，這對(duì)于學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)會(huì)產(chǎn)生積極影響。因此，教師在物理授課期間要重視學(xué)生批判思維的培養(yǎng)。為了有效培養(yǎng)學(xué)生的批判思維，教師應(yīng)有效結(jié)合學(xué)生的物理實(shí)際學(xué)習(xí)情況，引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中進(jìn)行深入思考和大膽質(zhì)疑，使學(xué)生在分析與解決問題期間可以培養(yǎng)批判性思維。

例如，在教學(xué)“平面鏡成像”時(shí)，物理教師可以基于“平面鏡成像規(guī)律”這個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。首先，物理教師可以先將全班學(xué)生劃分成若干學(xué)習(xí)小組，引導(dǎo)各個(gè)小組中的成員在白紙上面順著蠟燭A和代替像蠟燭B邊緣畫圓（如圖4），之后再引導(dǎo)他們繪制出玻璃邊緣CD與C'D'。從各個(gè)學(xué)習(xí)小組所反饋的學(xué)習(xí)情況可知，學(xué)生所得到的數(shù)據(jù)無法證明“物與像到平面鏡的距離是一致的”，會(huì)思考是不是自己剛才的實(shí)驗(yàn)方法有問題，或者本身的規(guī)律不合理。經(jīng)過小組成員的共同討論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)剛才實(shí)驗(yàn)中的問題主要是由于物距測量與像距測量方面出現(xiàn)了問題。學(xué)生通過進(jìn)一步與同學(xué)溝通與討論，最終確定正確、科學(xué)的物距和像距測量方法為：由于平面C'D'的反射光線比較弱，所以應(yīng)該選擇CD當(dāng)作反射面，測出CD面和A圓右端之間的距離當(dāng)成物距，CD面與B圓左端的距離構(gòu)成像距，這樣測定的時(shí)候可以確保數(shù)據(jù)測定的準(zhǔn)確性。

四、基于思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)科學(xué)思維

在當(dāng)下的初中物理知識(shí)學(xué)習(xí)中，一個(gè)鍛煉學(xué)生思維能力，促進(jìn)他們科學(xué)思維形成的方法就是思維導(dǎo)圖，這種思維工具有效地利用了歸納與演繹方面的知識(shí)，可以使學(xué)生按照既有的知識(shí)框架，在邏輯思維的引導(dǎo)下積極展開深入思考，并最終達(dá)到解決物理問題的目的。思維導(dǎo)圖本質(zhì)上是一種將知識(shí)結(jié)構(gòu)以更加形象、直觀的形式展現(xiàn)出來的思維工具，可以對(duì)思考的整個(gè)過程以及知識(shí)之間的相關(guān)性進(jìn)行有效展現(xiàn)。所以，物理教師應(yīng)靈活地運(yùn)用思維導(dǎo)圖的邏輯性與系統(tǒng)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

例如，在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“光學(xué)知識(shí)”進(jìn)行回顧與復(fù)習(xí)期間，教師可以思維導(dǎo)圖的方式，為學(xué)生提供圖5所示的思維導(dǎo)圖，之后為學(xué)生列舉出一些日常生活中的典型實(shí)例，如湖泊中青山的倒影、河岸邊人看到水中魚、樹蔭下的光斑以及遙控器紅外線等，這些現(xiàn)象都遵從了反射規(guī)律。教師為學(xué)生展示相應(yīng)的思維導(dǎo)圖，可以幫助學(xué)生更好地理解與掌握所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，有效地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

圖5 “光學(xué)”知識(shí)思維導(dǎo)圖

總之，科學(xué)思維培養(yǎng)是物理教學(xué)的核心，是決定學(xué)生能否攻克物理這門邏輯性和抽象性較強(qiáng)的學(xué)科的關(guān)鍵因素，最終決定學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)效果。在實(shí)際教學(xué)中，為了順利培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師可以基于模型構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力;基于問題設(shè)置，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力;基于反思質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維;基于思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，確保全面提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。

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