初中物理教学中如何培养学生的科学思维

2020-06-23张炳发

文理导航 2020年20期

张炳发

【摘要】在初中物理教学过程中，教师需要培养学生的科学思维，主要包括情境转换和现象分析等。在实际教学中，大多数教师只是重视传授知识和技能，并没有培养学生的科学思维。根据初中物理教材的特点，结合学生的认知规律，本文以“液体蒸发”为例，培养学生科学思维的意识，通过教学情境的创设，进行情境转换；通过问题的引导，经历现象分析。

【关键词】情境转换；现象分析；证据意识；质疑创新

在初中物理教学过程中，科学思维是从物理学的角度上，对客观事物的相互关系、本质属性和内在规律进行认知；在构建抽象概括的过程中，是属于推理、综合和论证等方式的内化。初中物理科学思维主要包括的要素为情境转换和现象分析等。随着新课程改革的不断深入，需要在物理教学中培养学生的科学思维，就是通过物理教学训练学生的思维能力，提高学生的理解能力，从而培养学生的科学思维和综合素养。

一、创设情境，体验情境转换

在以培养学生科学思维为教学目标的过程中，首先要培养学生的核心素养，然后选择并构建教学情境，通过实践活动，激发学生的学习积极性。情境认知理论提出，学习者在特定的情境下，主动建构知识的过程是学习，而情境属于认识活动的基础，在物理教学过程中，教师可以通过对学生的引导，将物理知识和生活情境进行有效结合，选择合理的物理知识，对生活中出现的物理问题进行解决，从而调动学生的学习积极性，提高学生对物理知识的理解。例如，在对新课内容进行导入的过程中，创设教学情境主要包括以下几个环节：

情境转换1：不管是冬季和夏天，在湿布擦过的桌面，会逐渐变干。同样，在温暖皮肤和其他冰冷物体的表面上擦拭酒精的过程中，最后都会“消失不见”。那么，这些液体会变成什么？学生通常认为转化成了气体，但并不能看见水变成水蒸气的过程，只能通过水量的减少，其预测减少的水量可能转变为气体，而扩散到空气当中。学生具备吹气球的经验，根据气球外形的变化，可以感觉到气态的存在。因此，笔者利用图1装置，引导学生对实验验证进行自主设计，在试管中需要装上适量的水，为了减少实验时间，需要使用酒精灯进行加热，但水不会呈现沸腾现象，过了几分钟之后，试管内的水量会减少，而气球会逐渐鼓起来，这充分说明水量减少，主要原因是水转化成了水蒸气，从而让学生充分体会到产生的水蒸气。

情境转换2：在发生蒸发现象的过程中，主要发生在液体的哪个位置？首先需要让学生对教材进行阅读：从分子运动的角度上来说，其组成的液体，大量的气体会不停地运动，其中会存在分子运动速度较大的情况。在分子处于液体表面的情况下，需要解决其他分子对它的引力，在离开液面之后，就会进入到空气中。这是于微观推理，学生不能很好地理解。那么，怎么运用实验，对变化过程进行观察呢？物理教材中并没有涉及对实验存在的问题的解决，我们使用的器材主要包括氨水、注射器、两个试管、食用油等，通过实验演示，对问题进行论证。具体流程如下（如图2所示）。在试管1中适量的加入氨水，然后用棉签沾上酚酞试液，放入到试管1管口，然后让学生对变化的情况进行观察：棉球变红，说明氨水蒸发，酚酞遇碱性变红；在试管2中适量的添加食用油，然后用注射器取适量的氨水，注入到试管2中，然后用棉签沾上酚酞试液，放入到试管2管口，然后让学生对变化情况进行观察：棉球没有变色，说明氨水处于液体内部没有蒸发。这样，我们可以得到结论：蒸发只发生在液体表面。

情境转换1源自学生经历的生活情境，每个学生都具备一定的经验，并且，对实验进行自主设计，可以激发学生的学习兴趣；情境转换2源自教材内容，教师进行演示实验，可将不可见的现象转化为可见的现象，这样不仅具备挑战，还具有趣味性。在实际教学中，教師要根据学生的认知逻辑，创设合理的教学情境，调动学生的学习积极性，从而提高初中物理教学效果。

二、问题导引，经历现象分析

在推理和分析物理现象的过程中，能够培养学生的科学思维。科学推理，是结合物理知识和给予的条件进行推导，从而保证判断结论的准确性。学生在物理学习过程中，是提出和解决问题的过程，因此，在解决问题时，引导学生进行推理十分重要。

现象分析1：冬天洗澡后，通常会使用浴巾擦拭身体，其目的是干得快些；希望买来的水果干得慢些，这些都关系到液体蒸发的快慢。你可以根据液体蒸发快慢的影响因素，构建合理的假设？学生每天洗脸时，会使用毛巾，然后结合晾晒毛巾的经验，会获得一定的启示。提示：在湿毛巾撑开晾晒与堆在一起晾晒进行比较的情况下，哪种方式会干得更快一些？在太阳光晾晒与阴凉处晾晒进行对比时，哪种方式会干得更快一些？在处于太阳光下和阴凉处的情况下，其不同的是温度，而在通风处和无风处中，不同的是空气流动的快慢。这样学生可以建立的假设包括以下几点：可能会与液体表面积中的大小有一定的关系；可能会与温度的高低有一定的关系；可能会与液体表面空气流动的快慢有一定的关系。

现象分析2：除了上述因素外，需要有效结合晾毛巾的例子，你认为蒸发快慢的影响因素还包括哪些？

在液体不同的情况下，毛巾干得快慢也会不同，因此液体的种类会与蒸发的快慢有一定的关系；在南方天气潮湿的情况下，毛巾是不容易干的，因此，空气的湿度与蒸发快慢存在关系。

在现象分析1中，根据学生生活中的晾毛巾情况，可以运用对比的方式对问题进行分析、创设猜想，虽然思维处在感性的模糊时期，但可以为实验探究奠定一定的基础。在现象分析2中，研究对象为毛巾，需要不断深化研究问题，并在推理和分析的前提下，对前概念的错误进行纠正，提高学生解决问题的能力，从而培养学生的科学思维。

三、结束语

综上所述，随着新课程改革的不断深入，提出了教师需要结合教学内容，培养学生科学思维的教学目标，创设符合教学内容的情况，引导学生自主实验研究，可以在整个教学过程中充分融入思维训练，从而培养学生自主思考的习惯，促进学生的全面发展。

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