高中物理教学中科学思维的培养策略探究

摘要：高中物理本身是一门复杂而又抽象的学科，对学生思维能力有着较高的要求。毋庸置疑，科学思维是高中物理学习的核心内容，科学思维包括逻辑思维、求证思维、证伪思维。基于科学思维，有助于帮助学生掌握基本知识，同时能够更有效地去分析问题、解决问题，达到高效学习高中物理的最终目的。文章就高中物理科学思维的概念、内容、作用及培养方式展开分析，以期有助于提升高中学生的科学思维能力。

关键词：关键词;高中物理;科学思维;培养

一、 引言

高中物理科学思维是学生进行物理学习、分析问题、解决问题的思维能力之一，科学思维能力能够帮助学生根据事实经验进行建模，并完成思维分析、推理、质疑及批判等多个思维分析过程，最终提出独到性的见解，它对于提升高中学生的学习兴趣与学习效率至关重要。但是当前，高中物理教学过程中普遍更关注基本知识的传授和讲解，忽视了思维能力的重要性及培养，因此，重视高中物理，并在教学过程中潜移默化地培养学生的思维分析能力至关重要。下文就对此展开具体分析。

二、 科学思维概述

从字面含义讲，科学思维就是在科学活动中逐渐形成的一种思维能力，它是人类思考实践的重要产物，对于促进人类思维进步、推动社会发展具有关键性的意义。科学思维具有以下特点：一是普遍性，即科学思维是普遍存在的;二是可验证性和可预见性，即科学思维是可以预测且可以通过科学得到验证的;三是主观性，即科学思维具有因不同人的主观而异。在科学实践过程中，通过学习、分析、探究、主观判断和主观猜想，可以形成对科学的有效感知和相对准确的预测。

三、 科学思维在高中物理的体现内容

（一）逻辑思维

逻辑思维是学生进行物理学习的重要思维。逻辑思维的本质在于通过事物的运行、发展和变化规律，找出物理现象、物理事物及物理知识之间的关联性。高中物理的关键内容在于研究世界上的物质及客观存在的自然现象，所研究的内容是符合逻辑思维本质的。举例而言，在相同的条件背景下，不同的物质会显现出不同的反应或现象，需要证明这种现象的科学性，就需要逻辑思维的支撑及基于逻辑思维的分析。

（二）求证思维

高中物理是现代科学的基础内容，求证思维是高中学生进行物理学习的重要思维方式之一。求证思维的包容性强，且具有科学准确的特点，通过对猜想进行科学求证，就可以得出符合逻辑的科学结论。求证思维下的每个验证步骤都逻辑严谨，科学性极强。

（三）证伪思维

证伪思维也是高中物理学习的重要思维方法。从物理学的发展角度分析，学术研究者不断提出新的理论和定义，也不断证伪了许多理论。举例分析，牛顿所推导出的三大物理定律构成了现代物理的框架内容，但是爱因斯坦从微观层面却证伪了牛顿三大物理定律。因此，学生需要具备证伪思维，去不断验证权威和挑战权威，这不但能够提升学生对物理学习的兴趣，更是能够推动物理界发展的关键。

四、 培养学生思维能力的原因分析

（一）提高学生物理认识，易于知识学习

高中物理教学过程中，教师是学生学习的辅导者，教师教学关键在于引导學生学习及不断提升学生的自学能力，在此过程中，培养学生的科学思维能力至关重要，它能够提高学生对高中物理的认知，而且能够提升学生的学习兴趣。通过严谨有序的思维分析，可以让学生在学习过程中形成严谨逻辑推理、科学逻辑分析的学习方式，遇到难题时不急不慌地进行逻辑分析，从而达到高效学习、轻松学习的目的。高中物理科学思维是一种逻辑思维分析能力，不是一朝一夕形成的，而是在长期的锻炼、积累、分析过程中逐渐形成的，通过对物理的逻辑分析和层层推理，在学习过程中逐渐整合出一套独有的逻辑思维方式，是长期实践后形成的，能够帮助学生自主学习、高效学习。

（二）培养学生分析能力，便于解决问题

在高中物理教学过程中，培养学生的科学思维能力，有助于学生有条理、有逻辑地分析并解决问题，通过逻辑思维分析运用已学的知识内容去解释物理现象或者解决物理问题。首先，学生需要掌握一定的物理基础知识，根据相关的物理现象去提出物理问题，并通过对该现象的分析和逻辑推理，进一步理解物理知识，并明确物理问题所要考查的内容。其次，分析物理现象及物理问题中所涉及的物理知识，通过物理状态、物理反应过程的特点，确定物理现象及物理问题中所涉及的物理内容，进而找到解决问题的关键。最后，根据对物理问题的整体分析，找出物理规律，并根据自己掌握的知识整合物理规律，得出解决问题的方法和最终的结论。解决物理问题就需要通过科学思维去确定问题要考查的内容，找到解决问题的规律，并通过验证得出结论。

（三）培养学生思维能力，形成理性思维

在高中物理教学过程中培养学生的科学思维，有助于帮助学生打破原本的固化思维方式，帮助学生更全面地、更科学地去分析问题，在逐渐引导过程中让学生能够自主发现问题、分析问题、解决问题，并自主归纳物理学习重难点内容和规律性内容，形成一种理性的思维。在理性思维下，学生自行研究问题，以科学的态度去解决问题，并设计出解决问题的方法和方案，能够根据科学思维分析总结自己在解决问题时失败的原因。

五、 高中物理教学中科学思维的培养策略

（一）合理的教学模式

高中物理教学不应该只重视成绩，忽略实际教学效果的评价和总结，这对学生的教育也很难达到预期的效果。教师在教学过程中要在符合教学目的，不违背教学内容的情况下，根据学生的年龄和理解能力，采取科学合理的教学方法，在教学实践中也要充分考虑到教学对象以及教材自身的特点，然后创新出一种能够切合学生需求，不违背学习规律的教学模式。高中物理教学需要不断地创新教学方式，更新教学思想与观念，才能够更好地适应现代教育环境以及要求，有利于教学目标的完成，同时也能够促进学生能力全方面提升，培养学生的科学思维能力。

（二）合理设置物理问题

高中物理中的科学思维包括分析、推理等多种要素，但是这些要素内容都可以在探究实践中不断提升，而培养其科学思维的基础在于让学生对物理课程产生兴趣，并愿意自主探究思考。唯有如此，才能够在真正意义上去培养学生的科学思维。因此，高中物理教学在具体教学过程中需要提升学生的学习兴趣，具体可以设置一些有趣的、有探究性的且贴合物理教学内容的问题，让学生对问题产生兴趣，这样学生就能够根据自己所掌握的知识内容，结合问题去思考，并尝试自主分析、推理、验证。通过如此反复的训练，学生的科学思维能力必将会得到发展。

如在教师讲述“摩擦力”课程内容时，就可以在上课前做一个简单的实验，即将笔放在课桌上，然后轻轻一推，让学生通过观察笔的运动状态，回答：“为什么笔在滚动一段距离后就停止不动了？”这类问题看似简单，学生也在日常中遇到这种现象，但实际与物理课程内容紧密相连。学生在教师的引导下能够回答出“摩擦力”的答案，教师也可以围绕学生的答案拓展延伸，提出与“摩擦力”相關的其他问题，在问题探索中学习物理知识，并运用物理知识去解释生活中的物理现象。久而久之，学生的科学思维将不断得到提升。

（三）科学创设实验情境

在高中物理教学过程中，实验教学始终是其中关键性的内容，但由于课堂时间的有限，许多物理实验都是由教师进行演示、学生循规蹈矩地去模仿操作。这种实验教学虽然能够得到预期的效果，但是并不利于对学生科学思维的培养。因此，教师可以适当调整实验教学方案，创设与课程内容相关的实验情境，带领学生一起进行实验设计、实验观察及实验分析，适当让学生进行自主实验、自主探索，更有助于培养学生的思维能力。在教学情境中留给学生更多的时间，将更能够激发学生的学习兴趣与学习动机，让学生更专注、更认真地进行物理实验，同时还能够帮助学生形成科学、严谨的实验态度，这对于提升学生的思维能力有极大益处。

如在“测量匀变速直线运动加速度”课程实验过程中，教师就可以创设类似“探究短跑运动员加速方法”的实验情境，带领学生根据百米运动员比赛的跑步情况，围绕加速度在运动员百米不同阶段的情况分析，以得出问题的答案。在这一教学实验过程中，由于创设的问题涉及百米运动员的加速技巧，问题能够吸引学生的探究兴趣，学生也愿意积极参与到实验过程中，运用自己已知的知识内容去大胆验证，并在教师的科学指导下逐渐寻找正确的答案。在这个探索的过程中，学生的科学思维能力必然会得到有效培养。

教师在上课时可以将生活现象与物理现象进行对比，比如在探讨都有哪些因素可以影响电阻大小时，教师可以将生活中水管中水流速度大小的影响因素迁移过来，以让学生形成较为直观的感受。教师还需要多多鼓励学生，让学生展开想象，将所学知识与实际生活现象进行关联。在学习中不断联想，就是学生形象思维能力提高的过程。

（四）联系现实生活案例

高中物理学科是和生活联系紧密的学科之一，各种物理规律虽然会给人一种抽象的感觉，但是这些规律基本都源于生活，如果学生能够通过生活总结出物理规律，那么其科学思维必然会有极大突破。对此，高中物理教师应该在教学过程中联系生活案例，将学生耳熟能详的生活案例搬到课堂进行讲解，带领学生一起探索总结其中的物理知识，同时将课本中的物理知识生活化，让学生在真正意义上体会物理源于生活且又能够回归生活，并在此过程中逐渐深化科学思维。

在“静电现象的应用”课程内容中，教师就可以在课堂上引入学生常见的“梳头发过程中头发会倒立的现象”“冬天穿衣服时会产生触电现象”等，让学生将这些现象的特点归纳起来，并与静电场知识联系起来，分析产生该种现象的原因，同时通过知识学习，思考如何避免静电的产生。通过这样的课堂训练，从生活现象出发又回到解决生活问题，同时还能够有效训练学生的思维能力。

（五）引导学生总结反思

在物理课堂结束后，大部分物理教师往往习惯收集教学反馈并进行教学评价与反思，希望提升个人的教学能力和课堂的教学效果，但是学生往往不会表达什么意见，所以不利于学生思维能力的培养。因此，教师需要在课堂结束后带领学生进行系统回顾和总结分析，反思学习过程中的不足，并提出课堂的疑问，同时梳理课堂知识内容，以让学生在自主归纳中巩固知识内容。

如在“物理概念总结”教学环节，教师可以引导学生绘制思维导图，通过思维导图直观明了地展现课堂中所学的知识内容，并建立知识与知识之间的联系，同时对学生的思维导图进行引导，让学生在绘制过程中考虑更多、更全面，锻炼学生的思维发散能力，促进学生科学思维能力的形成与发展。

六、 结语

综上所述，科学思维能力是高中物理教学过程中的重要内容之一，它虽然并不是知识性内容，但拥有良好的科学思维能力，对学生的自主学习、科学探索、解决问题等有极大的帮助。教师要在教学课堂中注重学生科学思维的培养，通过一系列可行的措施提升学生思维能力，并让这种能力支撑学生的物理学习。

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作者简介：

丁志龙，甘肃省甘南藏族自治州，甘肃省临潭县第一中学。