指向科学思维培养的初中物理教学

摘 要：在初中物理教学的过程中，要想重点培养学生的思维能力、引导学生建立科学思维能力，需要教师优化课堂教学模式，组织高效的课堂活动.文章以苏教版“电磁波及其传播”为例，渗透科学思维，培养学生的思维能力和综合学习能力，提高初中物理课堂教学的质量和效率.

关键词：初中物理；科学思维；课堂教学；电磁波

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）29-0098-03

收稿日期：2023-07-15

作者简介：夏秋平（1989.6-），男，江苏省张家港人，本科，中小学一级教师，从事初中物理教学研究.

科学思维是初中物理学科的核心思维，教学中需要教师引导学生正确地认知、掌握物理知识，灵活地运用物理知识解决物理问题.在初中物理教学过程中，部分教师过于推崇应试教育，注重解题方法、解题技巧的讲解，忽视学生的课堂主体地位，影响了学生科学思维的发展.在新课改背景下，教师应当注重学生科学思维的培养，创新课堂教学模式，丰富学生的学习体验，提升物理课堂的教学质量^[1].

1 构建生活情境，引导学生培养科学思维习惯

物理学科来源于生活，在课堂教学中构建生活情境，引导学生联系熟悉的生活情境去探究物理理论，研究物理知识的内涵.在生活情境构建的过程中，教师注意深度调查研究学生的学习习惯，基于对学生的了解，充分利用物理课程联系生活实际，培养学生的思维习惯^[2].

在物理课堂生活情境设计和构建的过程中，教师从学生熟悉的生活现象出发进行情境导入，由浅入深地进行知识的研究，不仅可以让学生体会到物理知识研究和应用的乐趣，还能够从生活现象出发，培养学生逐步养成提问、质疑的习惯，锻炼学生主动思考的能力^[3].

例如，在讲解“电磁波以及传播”知识的时候，教师在课堂中构建生活情境，从生活中应用电磁波的常见物品入手，激发学生的研究兴趣，鼓励学生主动探究、主动提问.电磁波虽然看不见、摸不着，但是在生活中电磁波有着十分广泛的应用，例如车载收音机.从生活中学生熟悉的电子设备入手，课堂中设计探究问题来展开电磁波特点、应用性质等理论知识的研究，调动学生课堂参与的积极性，引导学生融入到课堂情境中进行深度思考.

为了调动学生对于收音机运转原理的研究，教师在课堂上设计问题：“打开收音机可以立即收听到电台的节目，为什么在行驶的汽车上，我们也可以打开收音机收听电台信号呢？”以此问题，吸引学生的课堂注意力，同时对即将要学习的电磁波知识产生浓厚的兴趣，课堂教学中为了引导学生深化理解电磁波的定义，教师提问：“收音机播放电台节目是接收到了电磁波的信号，那么电磁波是如何产生的呢？”“在移动的车载收音机中，移动中的汽车是如何能够接收电磁波信号的？电磁波信号在生活中是通过哪种介质传播的呢？”借助这几个学生实际体验过的问题，引出电磁波的定义、特点以及传播形式，通过为学生讲解电磁波的特征和性质，引导学生深刻认识和理解电磁波，探究不同的电台节目是如何在收音机上进行调节的，基于电磁波的特征，分析不同电台电磁波的原理.

对于电磁波这一看不见、摸不着的物质，学生在学习的时候对抽象的理论缺少真实的感受和认知，从生活中的场景入手，为学生搭建问题探究和分析的问题场景，教师在课堂上系统地为学生介绍电磁波的产生、传播等一系列知识，借助生活中車载收音机这一实际的应用场景，设计问题链引导学生思考，利用问题来吸引学生的课堂注意力，夯实学生对于基础理论、定义的认识，课堂的后半段，教师继续引导学生探究电磁波实验，鼓励学生亲自动手，实践验证，突出物理学科的实践意义，引导学生建立科学的思维，运用科学的思维去看待生活中存在的物理现象，体会物理学习的乐趣.

2 构建物理模型，培养学生的抽象科学思维

抽象思维是物理学科中一种重要的逻辑思维方法，培养学生的抽象科学思维能力，有助于学生形成物理概念，构建物理研究的基础.物理概念来源于生活，物理学家通过物理实验，构建物理模型，将理论应用到实际生活中.在物理教学的过程中，教师为学生构建物理模型，将实际问题转化为学生可以实际接触的物理模型，使得学生在脑海中形成物理思维观念，建立抽象思维认知^[4].

对于复杂的物理概念，通过构建物理模型，抽象、概括、类比物理概念和理论，突出物理研究问题的本质因素，丰富学生的思维过程，让学生正确地理解物理概念.

例如：对于电磁波的概念，构建物理模型，从感性到理性，从具体到抽象，在培养学生思维认知的过程中分析、比较、探究、抽象和概括物理问题和物理概念，课堂中也组织多种思维活动，凸显学生在课堂的主体地位.为了引导学生正确理解电磁波的概念，教师在电子白板上为学生模拟水波演示图，构建水波演示仪的模型，接通电源，让学生亲眼观察波的传播，绘制形成的水波图，学生亲自观察波产生的方式，引出“振动产生波”的概念，教师在课堂上提出了“波源”的概念，借助水波图的物理模型，学生观察了波的传播方向，从波源出发向前移动，波振动的形态也发生了变化，为了让学生更清晰地了解波的运动形态，教师在课堂上利用多媒体FLASH软件模拟波形成的原理，在FLASH动画中，波源不断振动，振动形式不断向前移动形成波，如图1所示.

结合物理模型以及多媒体教学工具，教师将抽象的概念以形象的模型呈现出来，给学生创造了更多实际的观察和学习体验，吸引学生的注意力.由于电磁波在生活中看不见、摸不着，教师利用多媒体工具模拟波的形成过程，以具体、形象的水波来为学生建立波的抽象概念，为学生创造了更直观的波认知印象，形成对波更直观、形象的认知.在这一教学和引导的过程中，教师培养了学生抽象思考的科学思维能力，逐步引导学生从感性思考转向理性认知，逐步锻炼了学生的科学思维能力，提高课堂教学效率.

3 设计实验探究，引导学生建立科学思维的品质

物理来源于生活，在物理教学的过程中，不能脱离物理实验，通过物理实验对物理知识进行验证和应用，教师应当灵活地运用物理实验来丰富课堂学习的内容，引导学生全面深刻体会物理实验，认知物理理论^[5].

教师在课堂中设计和组织物理实验，设计“提出问题、猜想与假设、设计实验计划、操作实验、观察物理现象、分析提炼物理结论”的物理实验环节，组织学生参与到物理实验中，完整地收集证据，体会实验过程，培养学生的动手探究能力和科学思维推理的能力.

例如，在设计与电磁波有关的物理实验时，教师鼓励学生结合教材中的探究实验，为学生准备相关的实验材料，让学生利用导线、电池、弹簧、灯泡、开关、滑动变阻器等材料，设计电磁波产生的验证实验，学生猜想电磁波产生时电路的变化，亲自操作论证，并总结提炼出電磁波产生的条件.在组织学生进行验证性实验的过程中，教师为学生打造了自主思考和研究的空间，让学生在自主的空间内大胆提出自己的想法，验证自己的猜想，课堂上学生不再仅仅依靠教材和教师，而是结合自己所学的物理知识、生活经验进行探究，主动地将电学与电磁波的产生联系在一起.实验电路中，学生通过设置电路开关来控制电流的产生，分析电流和电磁波之间的关系，并利用电阻数、灯泡的亮度来控制不断变化的电流，多角度地验证电磁波与电流之间的关系，得出实验的结论，加深学生对于电磁波知识的认知.

为了进一步培养学生的科学思维，教师从物理实验出发，鼓励学生探究生活中的电磁波现象，从学生熟悉的网络WIFI出发，鼓励学生研究WIFI信号在空气中传播的介质是什么？组织学生以小组的形式进行研究，学生联系之前学习的内容，猜想电磁波的传播与空气有关，猜想电磁波在真空环境中是无法传播的，也就是在真空的环境内，WIFI信号是无法传播和使用的.小组实验讨论中，学生联系以往所学的知识，做出相关的猜想，设计实验验证的方案，利用WIFI检测信号器检验WIFI信号的强弱，创造一个真空的环境来论证自己的猜想，总结实验的结论.为了培养学生的科学思维，教师组织学生以小组实验探究的模式猜想、论证实验，教师扮演辅助者和指导者的角色，让所学知识不断迁移、创新和应用，这样不仅为学生创造自主探究的空间和成长的环境，而且有助于培养学生的科学推理能力以及质疑创新的能力.

在物理实验教学中，教师调动学生的各类感官，亲自动手、大胆猜想、结合实际、观察总结，训练学生自主思维能力，让学生能够自主归纳知识框架，对所学的物理知识建立逻辑性、系统性的认知.

在初中物理教学过程中，教师要注意引导学生建立科学的思维能力，丰富课堂教学的模式，创新学生的学习体验，让学生能够体会到物理学习的乐趣，积极参与到课堂教学活动中.培养学生的科学思维能力，重点在于丰富课堂教学活动，启发学生的思维，激发学生的兴趣，为学生创造自主思考的空间，让学生在科学推理、科学论证、质疑创新的过程中提升自我的思维认知以及思考能力，这样既可以激发学生的物理学习兴趣，又能够提升学生问题解决的能力，助力学生构建完整的物理知识框架体系，提升物理学科核心素养和课堂教学的质量.

参考文献：

[1] 马丹丹.基于科学思维发展的初中物理教学策略研究[D].兰州：西北师范大学，2021.

[2] 刘芸凤.基于科学思维的初中物理教学策略研究[D].信阳：信阳师范学院，2021.

[3] 陈浔颖.重构实验课堂教学促进科学思维提升：以“用电流表，电压表测电阻”实验教学为例[J].物理教学，2023，45（3）：4.

[4] 倪凯健.基于批判性思维培养的初中物理课堂教学研究：以苏科版“磁场对电流的作用电动机”课堂教学为例[J].华夏教师，2020（18）：2.

[5] 刘雄英，马冰然.“电磁场与电磁波”课程教学中的归纳与演绎[J].电气电子教学学报，2010，32（5）：2.

[责任编辑：李 璟]