初中物理教学中科学思维的培养

夏小琴

摘 要：当前，随着中学教育改革的不断推进，中学生的综合能力如思维能力、认知能力、实践能力和创新能力等也受到了越来越多的重视，与此同时，中学物理科目本身带有一定的“实践+探索”性，因此，在培养学生科学思维能力方面有着独特的优势。科学思维相对于传统认知意义上的思维，更加强调学生思维的系统性、全面性开发。学生能够具备良好的科学思维，不仅对学科本身学习有一定促进作用，同时对学生长远发展也有较强的积极意义。但是学生的思维是一种看不见、摸不着的东西，且具有很强的主观性，依靠传统的物理教育方式往往难以收到理想的效果，这就需要教师在教学形式、教学内容方面围绕培养学生科学思维的目标不断加强探索和实践。

关键词：科学思维;初中物理;教学探究

初中物理不仅是初中课程体系中的重要组成部分，同时对于学生思维开发、认知体系夯实也有重要意义。但是要学好物理也并非易事，对于学生的基础知识、联想能力、逻辑思考能力都提出了一定的要求，尤其是随着年级段的不断上升，初中物理学习过程中所需要记忆理解和调用的知识点也不断增加，面对的题型也更加复杂。对学生的物理思维能力提出了更高的要求。与此同时，科学思维相对于我们传统认知意义上的思维，更加强调学生思维的系统性、全面性开发，学生能够具备良好的科学思维，不仅对学科本身学习有一定促进作用，同时对于学生的长远发展也有较强的积极影响。总体而言，注重培养科学思维能够使学生的思考潜能得到最充分的开发，从而极大地激发人们的创造性思维能力，目前已经开始被广泛运用到相关学科的教学中，并获得了较为理想的效果。在初中物理教学过程中有意识地渗透“科学思维”的理念，并作为思维培养的一个重要目标，对于提高学生思维能力的深化巩固效果将起到明显的促进作用。

一、科学思维的含义

科学思维是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力。科学思维最初源于美国教育学家布卢姆的教育目标分类学，经过安德森、克拉斯沃等专家的修订，将目标分类改为两维，一个是“知识”的维度，另一个是“认知过程”的维度。“认知过程”维度包括记忆、理解、应用、分析、评价和创造六个层次，其中“记忆、理解、应用”初级认知为低阶思维，而“分析、评价、创造”高级认知为科学思维。国内专家也认同科学思维是较高认知水平层次上的心智活动或认知能力。

二、科学思维目标的物理课堂教学定位

（一）记忆、理解、应用的突破

记忆、理解、应用是属于传统的思维，要实现科学思维，就要对其突破。首先是记忆的突破，记忆是思维的基础，就好比是木头和家具的关系，学生机械记住教师所讲的知识，只是掌握了木料，还没有实现加工的能力，而超越传统的机械记忆，实现灵活记忆和吸收，才是真正掌握了“木料加工能力”，而解决问题就是加工家具，只有掌握了木料加工能力，才能够进行进一步的加工，所以科学思维理念下，引导学生灵活记住知识是关键的一点。二是理解的突破，即对物理知识体系的深度理解和夯实，包括物理概念、定理、公式等一系列基础知识点，对于学生来说，物理问题有着千變万化的特点，要能够有效应对物理问题，对于学生的知识理解能力有一定要求，只有深度理解掌握基础知识，学生才能够更好地解决问题。三是应用的突破，这里对应用的突破，就是不仅让知识在实践中应用，还要用知识去实践中验证，使知识应用能够真正脱离“照本宣科”的藩篱而真正成为“学以致用”的内容。比如在课堂上，为了让学生证实一个物理定理，可以给学生提供一定的实验器材，让其自己去通过实验证明，并从中归纳相关规律，从而帮助学生更好地对知识进行理解和消化，促进知识灵活转化为指导实践、提升实践的力量，同时，还能够帮助学生运用实践的结果来验证知识、丰富知识体系。

（二）分析、评价和创造的教学目标

一是物理分析能力，对于初中生而言，要能够学好物理，解决物理问题，良好的物理分析能力必然是重要的先决条件，在很多情况下学生要能够有效地寻找到问题答案，按照固有的解题思路必然是难以行得通的，这往往就需要学生通过一定的自主分析，加上合理的猜想，这个过程对学生的物理分析能力提出了一定要求。二是评价，评价是学生的自我认识和自我反思，这是学生能够取长补短，不断进步的一个重要条件。三是创造，创造就是要求学生能够不断探究，不断创新，举一反三，真正实现对解题能力的融会贯通。

（三）“三维目标”的全面实现

三维目标包括知识与技能、过程与方法、情感与态度，这里，知识技能以及过程方法即我们上述的知识理解应用，以及解题过程中的分析探究。着重需要强调的是情感目标，情感目标可以理解为学生的物理学习兴趣，俗话说，兴趣是最好的老师，只有学生对物理有浓厚兴趣，才能够有主动思考的积极性和主动性，所以在课堂上需要十分重视学生学习兴趣的培养，很多学生之所以对物理兴趣不高，除了一些主观因素以外，和教师教学内容、教学方式也有很大关系，比如教学内容基本都是教材、习题册等，再比如传统的“填鸭式”教学方式等，初中生长期面对这些内容，比较容易出现枯燥感、乏味感，进而在物理学习的过程中容易出现被动接受状态，所以在培养科学思维的过程中要注意避免教学陷入这一局面。

三、科学思维目标下初中物理解决问题教学策略

（一）提高问题理解能力

在培养学生用科学思维来解决问题的过程中，需要优先解决的问题就是对于题目的理解能力，很多学生在问题的解决过程中出现了偏差，往往都是在对题意的理解方面出现了问题。而在题意的理解方面，对于很多初中学生而言本身是没有问题的，已经具有一定的语文能力作为基础，而难就难在对一些题意中的“隐含题意”的理解不够。教师在引导学生科学思维发展，并且利用科学思维培养去提升解题能力的过程中，要提升学生对题意的理解能力，就要重点引导学生对题目中一些隐含的条件，或者是隐含的说明能够准确攫取。并且在得到了相关的题目信息以后，能够进一步打破传统的局限性思维，同时利用自己的联想能力和创造性能力来帮助解题。

比如在教学过程中，曾经遇到一个题目：“被踩瘪乒乓球（但没有破）放在热水里烫一会，被踩瘪的地方重新鼓起来了。这引起了同学们的兴趣，难道空气的体积会随温度变化吗？”

在引导学生理解这道题的时候，就要重点关注“被踩瘪乒乓球”“放在热水里烫”“重新鼓起来”这几句话，要让学生认识到，这几句话所代表的物理含义分别是什么？热水里烫是一个什么过程。

在学生具备了这一理解题目的能力以后，就可以举一反三，循循善诱，变换题型继续锻炼学生理解题意的能力。

（二）运用实验教学法来促进科学思维

实验是物理教学的特征，实验教学也是渗透思维训练的良好时机，在将物理教学和物理实验进行联系的过程中有一个主次之分，那就是物理教材是主要教学依据，而物理实验是辅助的教学内容。因此，物理教师应当要善于从教材中去挖掘相关的实验内容，并通过物理实验去训练学生的科学思维能力，作为教学的补充内容，在这一过程中要注意物理实验和物理知识的衔接性，既不能够过分脱离学生认知，让学生难以找到思考的切入点，也不能够过于简单，失去驱动学生进行思考的价值。同时在课堂上要创设相应的教学情境，找到学生比较容易接受也比较感兴趣的方式导入。

比如为了让学生了解电功率的相关概念以及如何计算，教师可以带领学生进行有关“测定灯泡电功率”的实验，那么如何将这一实验赋予“科学思维化”色彩，使其能够实现实验科学思维训练的目标呢？一个比较好的方法是可以让学生自己来准备实驗用具的，可以在上课前一天布置学生从家里带电灯泡，于是学生会从家里带各种各样的电灯泡，比如节能灯、白炽灯等，然后教师再运用学校实验室中的滑动变阻器、电流表等进行实验。

在实验的过程中，向学生提问：你们发现了什么有趣的现象？这和你们之前设想的结果一样吗？你们得到了什么猜想和启示？准备怎么来进行验证？等一连串问题，驱动学生深入进行思考。

（三）形成反思总结机制

总结反思是锻炼科学思维，提升问题解决能力的一个重要途径，尤其是对于很多初中学生而言，每天都需要面对更多数量的习题，日积月累，习题的量就比较庞大。但是由于人的记忆力总是存在一定局部弱化特性的，时间长了，有的做错的题目能够记得，有的做错的题目可能就忘了，等到下次再遇到的时候，还是容易出错。但是通过形成反思总结机制，并且定期反思总结，重新回顾其中的错误点、订正的内容，能够帮助学生对之前做错的错题进行重新认识和强化巩固，梳理解题过程中的思考方法，从而尽可能避免相同的错误犯第二次，并强化思维经验。具体实施过程中，为了让学生更加清晰地从反思总结机制中攫取自己想要的内容，这里介绍两种反思总结的方式：一是可以建立错题集，并根据错题的难度来进行分类汇总，比如“简单错题集”“可扩展错题集”“陌生错题集”等;二是可以在一类题型，尤其是开放题解题过程教学后，隔一段时间，比如一个月以后，题型稍作变化，继续向学生提问，了解学生的理解吸收情况。

综上所述，在初中物理教学中，思维能力培养是一个关键的环节，而通过科学思维理念的引入，聚焦科学思维的系统性、条理性、全面性等方面的要求来加强教学创新，能够有效解决学生在问题解决能力过程中的一系列难点，广大教师应当予以充分关注并积极探索尝试，不断提升课堂教学效果。

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