思维 行动的起点——高中物理教学中学生科学思维能力培养研究

周丽颖

(江苏省宜兴中学 214200)

高中教学从以传统知识课程体系中的学科知识结构为重点，逐渐转化为以提高学生素质为重点，高中物理是在传授知识的同时培养学生的物理科学思维能力，物理科学思维能力主要培养的是学生的创新思维和探索品质，通过物理的方式去认识和研究事物之间的内涵、规律和关系，通过从不同角度去认识事物从而进行推理，提出批判性的理解.科学思维能力对学生的培养是多方面的，包括模型建构，科学推理、科学论证、质疑创新等多个方面，使学生能够运用科学物理知识去解析与联系生活中的实际问题.

一、培养学生思维能力的原因

1.提高学生物理认识，有助于掌握知识

高中学习是以教师教学为辅，学生自学能力为主而进行的核心素养培养过程，培养学生的科学思维能力，需要让学生提高对物理思维的认识，提高个人的文化素养和学习能力，培养科学思维能力的严谨有序性，可以让学生在分析物理问题时运用逻辑性科学思维能力去进行逻辑推理，遇难题时有思路，推理过程有条理，引用逻辑思维能力套用在各科学习上形成一套行之有效的学习模式.科学思维是一种逻辑思维，是经过长期的锻炼形成能运用在科学活动中，通过对认识材料进一步的分析理解，对各种科学思维方式进行自我认识和整合的一种理论逻辑，是长期实践活动的产物.

2.培养学生思维能力，有助于解决问题

学生培养良好的思维能力，能够有程序，有条理的去解决问题，通过一定的思维程序方式来把握物理知识点，首先学生需要掌握一定的物理知识，通过把握基本的物理现象来研究物理事实提出物理问题的解决思路，只有通过对物理现象的分析和理解，才能够确定物理问题所要考察的重点，其次是要分析物理问题所涉及的物理概念和规律，通过对一定物理状态和物理过程的特点进行分析来确定所研究问题的所涉及的物理概念和规律，抓住他们的特点找到问题解决的关键.第三，根据对题目分析，找到合适的物理规律，将这些物理规律进行思维逻辑的整合，得出解决问题的过程和结论，解决物理问题时，要从物理问题的特点出发，找到符合问题的关键，要保持物理条件的适用范围和研究对象的状态特点一致，通过结论反推其中的物理概念使用是否正确，以验证结论的正确性.

3.培养学生思维能力，有助于理性思维

对高中生进行科学思维能力培养，有助于打破原有固化的思维，帮助学生全面充分的分析问题思路，让学生能够自主发现问题，解决问题，对题目所涉及的重难点和规律进行归纳总结，通过自行探析研究，对解题思路方向进行合理假设，培养学生以冷静的态度去面对学习和难题，设计相关的实验方案计划，通过科学思维找到失败的原因.

二、培养学生物理科学思维能力的方法

1.问题简单化

学生面对物理难题时，通常会产生不知所措的情况，难以读懂题目，不能够正确的理解题目所考察的方向，为了方便学生对题目进行分析和处理，学生会用自己的方式对复杂的题目进行转化，把复杂的题目干扰选项化解掉，留下简单的重点，从而更容易找到问题所考察的要点总结分析题目的规律，教师应该在日常教学活动中把复杂问题的抽象理解转化便于学生理解的题目，正确切入题目，分析题目，去除题目干扰选项，对题目考察重点能够有正确的认识.通过日常的学习和锻炼，让学生提升科学思维能力从而对问题的分析有正确的判断.比如学习《机械能》一课，可以举例题目:物体静止在光滑的水平面上，先对物体施加一个水平向右的恒力F1，立即再对它施加一个水平向左的恒力F2，又经t秒后，物体回到出发点，在这一过程中，F1、F2分别对物体做功W1、W2间的关系是：

A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2= 5W1

解题思路如下：题目有关功的计算及功能的转化关系时，要高度重视是否做功，能量发生转化的情况，把握做功与能量转化之间的关系，列出相应的等式求解.AB段物体受的作用力为F1，BCD段物体受作用力F2，设向右为正方向，AB=S， 则AB段物体的加速度:a1=F1/m,B点的速度:v1=a1t,BCD段物体的加速度a2=F2/m，A到B过程中F1做正功，BCD过程中F2做正功，故正确选项为C.

2.知识推理化

学生的学习过程是巩固旧知识学习新知识的状态，引导学生推导新知识，让新旧知识从互相交汇的两条小溪汇聚成一条河流，使得零碎的知识化为纵横交错的河网，帮助学生理解和认识记忆每一个知识点.学生通过对旧知识的巩固和推导，引发出了对新知识的推导认知理解，学生在此期间对创新思维有了一定的拓展和提高.当学生学习物理概念并对物理概念在脑海中形成固定的定义的时候，需要借助一定的思维和研究方法去对其他的物理概念形成联系和总结，这样才能纵观的去分析题目中所涉及的重难点考察的意义和解题所需的思路所在，从而推导出结论.比如在《力》这一章节，涉及到多个问题和方向的题目要先逐一分解再联系整体分析，如右图所示，跨过滑轮细绳的两端分别系有m1=1kg,m2=2kg的物体A和B，滑轮质量m=0.2kg，不计绳与滑轮的摩擦，为使B静止在地面，则向上拉力F不能超过多大？

(1)以B作为切入点，当B即将离开地面时，地面对B的支持力为0，B只受到了重力m1g和绳子的拉力T的作用，得出T-m1g=0.

(2)再研究A，当B即将离开地面时，A受到重力和绳子的拉力的作用，由于T=m1g>m2g，所以A将会加速上升，得出T-m1g=m1aA.

(3)最后研究滑轮，滑轮收到四个力的作用，分别是重力，拉力，绳子两边拉力，得出F-mg-2T=ma，因为A上升距离s，滑轮上升s/2，故A加速度为滑轮加速度2倍，aA=2a.

(4)联立分析得出最终结论：F=43N.

高中物理的学习需要通过大量的实例来进行相关物理知识的论证和规律的总结，因此师生之间要通过具体的真实实验案例来论证课本中的有关物理知识概念，学生可以通过实验过程论证来反推物理结论的正确性,活跃学生的创新探索思维能力.高中物理教学课堂中对科学思维能力的培养，需要教师在课堂教学过程中以引领者的身份，参与学生的学习过程当中，通过学习互动模式促进物理学习，在物理学习的过程中培养学生的科学思维能力和探索能力，调动学生对物理问题进行猜想推理和论证，使学生对规律的简单认识上升到理性思维的锻炼.利用课堂实验情景教学，使学生建立完成的物理思维概念结构，课程结构趋于合理和优化，学生逻辑结构思维完善.高中物理课堂在教学过程中通过双向交流和沟通更好的培养和提升学生科学思维能力，使科学思维能力成为行动的起点.