发展学生科学思维的情智物理教学

黄 华

科学思维是物理四大核心素养之一，是指从学科视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式。教学中培养科学思维，教会学生如何思考，促使其形成有益的心智习惯，远比教会学生内容更有价值。那么，如何发展学生的科学思维呢？笔者以初中物理“特殊法测电阻”一课的教学为例，谈谈自己的情智物理实践。

一、复习实验，诱发认知冲突

情智理论提出课堂教学要创设贴近日常生活的真情境，引发具有认知冲突的真问题，才能有效地引导学生投入真探究。“特殊法测电阻”教学中怎样把空洞的“一个电表坏了”的假设性情境变为真实的、可触摸的呢？我们进行了以下设计。

师：回顾前面所学，我们可以怎么测量电阻？请画出电路图。

生：伏安法。

师：请利用桌面器材连接电路，测量出这个未知电阻的阻值。

（学生动手实验）

师：同学们，测量遇到困难了吗？

生：电流表指针几乎不动。

师：电路中是否发生了短路？你的依据是什么？排除短路，可能是什么原因造成的？……

这样的设计，教学的起点是学生的知识储备，学习的展开、思维的积淀扎根于认知的冲突，有利于激发学生的学习兴趣。

二、序列提问，促进自主建构

教学中关注学生的思维，不仅是指让学生知道“是什么、为什么、怎么解题”，更需要教师通过合理的预设，引问、设问、追问、反问、驳问，暴露学生学习的盲点难点，进而为学生铺设思维的路径，使学生明白“做什么，怎么做，为什么这么做”。“特殊法测电阻”教学中，学生遇到的最大的困难是：为什么去掉电表后需要加用一个定值电阻？为什么这个电阻会时而串联时而并联？设置以下的问题链就能很好地帮助学生理解这些问题。

师：只用电压表能测量吗？结合测量电阻的原理分析，少了电流表，我们会遇到什么问题？

生：电压能测，电流难求。

师：依据欧姆定律，电流可以怎么求？还需要知道什么条件？

生：I=U/R。还需要一个已知阻值的定值电阻。

师：可以用计算出的定值电阻的电流取代我们需要的待测大电阻的电流吗？怎么做到？

生：将两个电阻串联，两者的电流时刻相等。

师：将设计的电路图画出来，并尝试推导出电阻。

（学生画出电路如图1、图2所示）

师：观察归纳，没有电流表时，怎样的组合可以转化为电流表？

生：电压表和已知电阻并联，如图3所示。

师：（归纳总结）电压表和定值电阻的组合相当于电流表。我们需要测量两个电压值，其中一个电压的测量，实质是为了求出电流。

（图1）

（图2）

（图3）

教师在学生的“最近发展区”设置序列化问题，既帮助学生拨开云雾，找准思维的切入点，又合理分解学习难点，推理归纳出解决方案。

三、进阶拓展，驱动迁移应用

情智课堂提倡创设“乐学善思”的生本课堂。“特殊法测电阻”一课中电路形式多样，对学生的综合能力要求高，教师需要引导学生手到、眼到、口到、心到，在观察、实验、思考、表达的过程中，主动参与学习，锻炼科学思维。

师：若只有一个电压表且不移动电表位置，提供多个开关或单刀双掷开关，能尝试完成电阻值的测量吗？

（学生讨论交流后，小组展示设计的电路及实验步骤）

师：对比几种设计，你有何发现？……

本节学习的难点是实验器材多变、电路变式复杂，因此，教师需要弱化讲授，将课堂的重点放在促进学生的思维发展上，通过创设真实情境让学生迁移应用所学知识。

四、整合反思，达成思维提升

情智课堂提出“学科立场与学生立场”融合、“情感与智慧”融合、“创新与审美”融合的观念。好的物理课堂可以让知识拥有情感的温度，引起学习、生活与生命共鸣。

师：回到伏安法电路，如果仅仅拿掉电流表，利用余下器材能测量大电阻的阻值吗？如图4所示。

（图4）

生：闭合开关，滑片移到最左端，电压表测出Rx的电压Ux；滑片移到最右端，电压表测出总电压U，Rx=UxR0/（U-Ux）。

师：不用电流表，我们依然可以有很多方法来测量出电阻。回顾本课，让你感触最深的是什么？

（学生发言）

师：（归纳总结）今天，在伏安法测电阻遇到困境时，我们依靠欧姆定律来转化解决。欧姆定律就是电路中的交通规则。有规则，出现问题时我们才有解决问题的依据，才能灵活变通。生活中也一样，规则的制定不是为了限制束缚你，而是生活更安全、更美好的保障。

课堂中引导学生对自己和他人学习过程进行反思、总结、评价，不仅能促进学生理清知识的结构和逻辑，亦能帮助学生更好地把握学科思维，促进学生思维向高阶发展。