如何在物理教學中培養學生的科學思維素養

樸莉

摘 要：物理課堂教學中著重培養學生的科學思維能力，在物理教學中培養學生的模型建構能力、科學推理能力、科學論證能力、質疑創新能力。

關鍵詞：核心素養；科學思維；科學探究；科學態度

一、在物理教學中培養學生的模型建構能力

初中物理課堂教學為了更形象地處理問題，老師們會把復雜的實際情況轉化成容易接受的簡單的物理情境，形成經驗性規律，建立物理模型。物理模型可以分為直接模型和間接模型。直接模型指的是物理情境具體體現的內容在學生腦中形成的直觀圖像和信息，這種模型可以叫做直接模型。例如，當前初中物理教育中需要探索的抽象模型，小球、木塊以及質點等等。質點屬于理想化的物理模型。間接模型指的是物理情境中的相關內容，在學生大腦中形成的間接圖像，需要學生通過自己的實際經驗進行加工，而后獲得相關的時空圖像，這樣的模型屬于間接模型。這種模型對于學生的要求比較高，學生需要具備一定的抽象思維能力。

二、在物理教學中培養學生的科學推理能力

科學推理能力是研究物理問題必備的能力，也是初中物理學習對學生思維的邏輯性和嚴密性能力培養的初級階段，在教學中可以有意識地培養學生運用所學知識進行合理邏輯推理，培養學生良好的思維習慣，使其終生受益。

案例：凸透鏡成像的規律是初中物理實驗中一個比較完整的探究實驗，也是一個很重要的實驗。通過實驗總結出當物距大于二倍焦距時，成倒立、縮小的實像；當物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像；讓學生再分析凸透鏡可成倒立、等大的實像嗎？引導學生推理分析，當蠟燭逐漸向凸透鏡靠近的過程中，像是怎樣變化的，在什么位置時能成倒立、等大的實像？再進一步分析：當u滿足什么條件可成倒立、等大的實像呢？不難得出：當物距在二倍焦距處可成倒立、等大的實像。當物距在焦點時，凸透鏡不成像。還可以繼續引導學生用推理的方法分析，當物距小于焦距時光線經凸透鏡折射后會聚，所以成虛像。也可以總結成：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，物近像遠像變大。

三、在物理教學中培養學生的科學論證能力

初中階段，分析與論證能力即是科學論證的能力，要求學生能對探究過的實驗進行分析得出正確的結論。分析信息時都有一些常用的方法，初中階段分析論證的方法主要有歸納、比較和推理，有定性分析和定量分析。

1.分析實驗現象，得出結論

物理與生活息息相關，生活中的許多現象都能用物理知識解釋。

案例：真空不能傳聲的實驗，用抽氣機抽出空氣，根據聲音的變化，引導孩子們推理：真空不能傳聲。聲音的傳播需要介質。這樣的實驗在實驗過程中受到實驗條件的限制，不可能在真空的條件下進行，只能根據想象進行推理得出結論。

2.分析數據，得出結論

初中物理實驗有很多是通過數據分析得出結論，有些數據必須在定量關系前加上條件，就是控制變量法。案例：在做歐姆定律實驗時，要討論在電阻一定時，導體中的電流與電壓的關系；在電壓一定時，導體中的電流與電阻的關系。例題：探究電流跟電壓的關系，李木同學設計了實驗表格并根據表格得出了實驗結論。

3.分析圖像，得出結論

圖像是表示物理規律的方法之一，它可以直觀地反映某一物理量隨另一物理量變化的函數關系，形象地描述物理規律。在進行抽象思維的同時，利用圖像的視覺感知，有助于對物理知識的理解和記憶，準確把握物理量之間的定性和定量關系，深刻理解物理意義，應用圖像不僅可以直接求出或讀出某些待求物理量，還可以用來驗證某些物理規律，測定某些物理量，分析或解決某些復雜的物理過程。

案例：如下圖所示，是某種物質熔化時溫度隨時間變化的圖象。由圖中可以得到有關物質熔化的規律。①這種物質是晶體；

②熔點是80℃；③熔化時間是6分鐘；④熔化吸熱等。

四、在物理教學中培養學生的質疑創新能力

愛因斯坦說過“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要。”在物理教學中教會學生一些質疑的方法是作為物理教師在現階段所應注意的一項重點工作。在物理教學中，教師可以設置創造質疑情景，使學生正確質疑。

案例：在演示完奧斯特實驗后，可以提出問題讓學生思考：小磁針的轉動方向及轉動的角度跟什么有關？這樣也為通電螺線管的講解做好鋪墊。

提高課堂藝術是調動學生創新質疑能力的關鍵。初中生的心理和生理特點導致精神集中的時間短，因此教師上課時要注意課堂藝術，要善于捕捉學生的一舉一動，不斷激發學生的質疑創新能力，提高教學效果。

總之，在物理教學中培養學生的科學思維素養是重中之重，每個教師都應該努力做到每節課都培養學生的科學思維素養，對學生的必備品格和能力負責，全面提高自己的教育教學水平，為教育事業做貢獻。

參考文獻：

馬兆興.新課程與教師綜合文化素養[M].首都師范大學出版社，2006-07.

編輯 趙飛飛