基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中物理高效課堂建構(gòu)

摘 ? 要：物理是一門研究自然現(xiàn)象和自然規(guī)律的學(xué)科，通過科學(xué)思維推理或?qū)嶒?yàn)手段探索物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用、運(yùn)動規(guī)律等。物理學(xué)的發(fā)展不僅帶動了科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了文化、經(jīng)濟(jì)和社會等的發(fā)展和進(jìn)步。近代物理學(xué)的發(fā)展推動了信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、生物技術(shù)、醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)等的迅速發(fā)展。因此，現(xiàn)代物理課程教學(xué)，應(yīng)肩負(fù)起培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)的任務(wù)和使命，通過有效的教學(xué)讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)實(shí)踐中，培養(yǎng)和發(fā)展自身的科學(xué)探究素養(yǎng)，為社會發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高中物理;科學(xué)思維;高效課堂

作者簡介：孫劍，浙江省慈溪市逍林中學(xué)教師，研究方向?yàn)楦咧形锢斫虒W(xué)。（浙江 ?慈溪 ?315321）

中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-0568（2019）11-0102-02

科學(xué)思維是學(xué)生在課堂中掌握知識的充分必要條件，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)自我進(jìn)步與發(fā)展的源泉，更是終身學(xué)習(xí)的基本條件。因此，在高中物理高效課堂的構(gòu)建過程中，必須把培養(yǎng)與提升學(xué)生的科學(xué)思維作為教育教學(xué)的重點(diǎn)。科學(xué)思維既作用于我們的日常生活，也來源于日常生活活動。教師在教學(xué)活動中要采用科學(xué)、合理的教學(xué)方法，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。當(dāng)前，國內(nèi)外眾多專家學(xué)者已對基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中物理高效課堂的構(gòu)建進(jìn)行了深入研究，筆者將在前人基礎(chǔ)上，探討如何提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。

一、科學(xué)思維的內(nèi)涵和意義

科學(xué)思維即邏輯思維，是在科學(xué)認(rèn)識活動中形成、發(fā)展，并運(yùn)用于科學(xué)認(rèn)識活動的一種思維能力，是通過具體的認(rèn)識活動，對自身獲取的豐富的感性材料進(jìn)行加工處理的方式和途徑的理論體系，是在具體的科學(xué)探究實(shí)踐中對各種科學(xué)思維方法的有機(jī)整合，是人類實(shí)踐活動的重要產(chǎn)物。科學(xué)思維方法有著很強(qiáng)的主觀性、確切性、可查驗(yàn)性、預(yù)感性和普適性等特征。在具體的科學(xué)探究實(shí)踐活動中，學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)有助于學(xué)生在具體的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，通過主觀性判斷和推測，形成對科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律等的有效預(yù)測和感知。同時，在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，通過科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有效感知自己的主觀判斷和思維方式是否正確。

總之，科學(xué)思維方法能夠促使學(xué)生在具體的科學(xué)探究實(shí)踐中自覺遵守科學(xué)的思維邏輯，通過具體而有效的策略，使真理得到傳承和發(fā)展;有助于學(xué)生運(yùn)用正確的辯證思維去探索和揭示事物的本質(zhì)和規(guī)律，提高學(xué)生面對新問題、解決新問題的能力。

二、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中物理高效課堂的構(gòu)建策略

1. 在科學(xué)比較中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，構(gòu)建高效物理課堂。在物理學(xué)習(xí)實(shí)踐中，以具體概念為基礎(chǔ)的判斷和推理，必然存在一定的固定規(guī)則和用以支持相應(yīng)概念的理論。因此，在科學(xué)探究實(shí)踐中，通過對客觀事物的觀察和分析，如空間和時間（橫向或縱向）、理論與實(shí)踐的比較等，確定對象之間的異同點(diǎn)，通過對客觀事物進(jìn)行定性鑒別以及定量分析等，讓不能直接觀察的現(xiàn)象能夠通過直接觀察的現(xiàn)象的分析和推理感知，并通過對理論研究的過程和結(jié)果等的具體觀察和認(rèn)識等，對理論研究的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)事實(shí)之間做出明確判斷。

以“運(yùn)動快慢的描述——速度”的學(xué)習(xí)實(shí)踐為例，學(xué)生在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中就已經(jīng)接觸過“速度”這一知識，學(xué)生已經(jīng)知道速度與路程和時間之間有特定聯(lián)系，進(jìn)入高中物理學(xué)習(xí)階段，“速度”這一概念相對小學(xué)所學(xué)知識在內(nèi)容和意義上更為豐富，也更加深刻。大多數(shù)學(xué)生接觸高中物理中的“速度”章節(jié)時，都想當(dāng)然以為和小學(xué)、初中學(xué)習(xí)的速度知識沒有什么大的差別，但在具體而深入的學(xué)習(xí)后，學(xué)生很快就發(fā)現(xiàn)，高中階段的“速度”是建立在現(xiàn)實(shí)生活基礎(chǔ)上的“升華”，這里的“速度”不僅有方向，還增加了平均速度、瞬時速度、速率、路程與速度的關(guān)系等知識。教師在教學(xué)中可以針對這些豐富的知識內(nèi)容，進(jìn)行對比、分析和綜合等教學(xué)實(shí)踐，讓學(xué)生在對“速度”的認(rèn)識更加豐富和全面的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展知識面，增進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐中將物理知識與數(shù)學(xué)知識緊密聯(lián)結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生在對知識內(nèi)容的生動而形象的學(xué)習(xí)體驗(yàn)中，提升科學(xué)思維能力。

2. 在演繹推理中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，構(gòu)建高效物理課堂。演繹推理法是指在一般性的前提下，通過對推導(dǎo)過程的演示，得出具體的陳述或者個別性結(jié)論的過程。在演繹推理的過程中，保證推理有效的根據(jù)，不在其內(nèi)容多少，而在于其形式特征，其對人的思維連續(xù)性和一貫性等有著極大的校正作用。

以“摩擦力”的實(shí)踐教學(xué)為例，摩擦力是學(xué)生在日常生活中比較常見的一種力，學(xué)生能夠感覺這種力的存在，但不一定能明確地說出這種力的作用以及在生活中的具體應(yīng)用。因此，教師在教學(xué)過程中，可以利用“捉泥鰍”的游戲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生徒手抓泥鰍時，泥鰍身體表面的光滑讓學(xué)生難以捉到，而當(dāng)學(xué)生在手上涂滿木屑時，再去捉泥鰍卻輕松了很多，這和什么有關(guān)系呢？在問題情境下，在具體而生動的游戲?qū)嵺`中，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。接著，再對生活中一系列摩擦力案例，如掃地、磨刀、滑雪、寫字等進(jìn)行分析，讓學(xué)生在從一般到特殊的認(rèn)識體驗(yàn)中明確：原來摩擦力就是兩個相互接觸的物體，發(fā)生相對運(yùn)用或具有相對運(yùn)動的趨勢時，在接觸面時產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動或這種運(yùn)動趨勢的力。在具體而生動的演繹推理過程中，學(xué)生對摩擦力的掌握經(jīng)歷了從一般到特殊的認(rèn)識體驗(yàn)過程，通過對生活化現(xiàn)象的分析，培養(yǎng)學(xué)生在生活實(shí)踐中用物理的眼光分析和看待周圍事物的習(xí)慣，使科學(xué)思維在學(xué)習(xí)實(shí)踐中得到有效發(fā)展和運(yùn)用。

3. 在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，構(gòu)建高效物理課堂。科學(xué)實(shí)驗(yàn)即在學(xué)習(xí)實(shí)踐中利用一定的儀器、設(shè)備等，在人工可控的條件下，通過改變實(shí)驗(yàn)中的一些細(xì)節(jié)、步驟等，觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律的實(shí)踐形式。科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要通過科學(xué)的方法實(shí)施，在觀察中對事實(shí)和實(shí)踐等進(jìn)行詳細(xì)記錄，并對具有確切操作程序的問題進(jìn)行定義，在此基礎(chǔ)上提出科學(xué)假設(shè)，根據(jù)搜集的證據(jù)、材料等，通過實(shí)驗(yàn)的開展驗(yàn)證假設(shè)結(jié)果，在一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，科學(xué)的知識和理論系統(tǒng)得到有效構(gòu)建，學(xué)生的思維也在科學(xué)探究過程中得到提升。

例如，在學(xué)習(xí)“探究功與速度變化的關(guān)系”時，本次試驗(yàn)?zāi)康氖翘骄抗εc速度的變化關(guān)系，功是力在空間上的積累效應(yīng)，是一個過程中的量，而速度是一個狀態(tài)中的量，速度變化才是過程量，學(xué)生必須明確這一點(diǎn)才能開展下一步的學(xué)習(xí)。同時，要指明在實(shí)驗(yàn)過程中，研究的力對原來的物體做功時，速度變化的大小與物體獲得的速度在數(shù)值上是相同的。在此基礎(chǔ)上，開展科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在親眼所見、親臨其境的觀察體驗(yàn)中，形成對觀察對象生動而形象的認(rèn)知，在知行合一的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅能夠深刻認(rèn)識功和速度的關(guān)系，同時能夠在具體而直觀的實(shí)驗(yàn)過程中，感受物理知識的樂趣，以此培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。

在高中物理教學(xué)實(shí)踐中，基于科學(xué)思維的高中物理高效課堂的構(gòu)建，需要教師在掌握有效的科學(xué)思維方法的基礎(chǔ)上，通過教學(xué)策略，讓學(xué)生在生動而形象的學(xué)習(xí)體驗(yàn)中提升科學(xué)思維能力。

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責(zé)任編輯 曾軼維