核心素養視角下科學思維的培養策略研究

王建紅

[摘? ?要]基于新課程標準的基本要求，理解核心素養的內涵，以及在核心素養的視角下通過物理教學培養學生的科學思維，是社會發展對物理教師的要求。研究認為科學思維的培養策略主要有： ①鉆研題型，拓展教學，注重獨創思維的培養;②借助數學工具，加強遷移思維的培養;③滲透物理思想，重視模型思維的培養。

[關鍵詞]核心素養;科學思維;策略

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）08-0041-03

核心素養是學生終身發展和適應社會需求所具備的品格和能力。物理學科核心素養包含物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度和責任4個維度。而科學思維是物理核心素養的核心，從物理學的角度來看是對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的一種認識方式，是建構物理模型、分析推理論證等方法的內化，是以物理知識為根基，基于事實證據和科學推理對不同觀點進行質疑和批判，從而提出創新性見解的思維。擁有物理科學思維素養的學生能夠獲得對事物現象的更深層次的理解，這樣的學生在學習過程中尊重事實不盲目迷信權威，會質疑和創新并勇于提出自己的觀點和方法。因此我們在教學過程中要關注學生的思維能力和思維品質的提升，使學生能夠解決物理實際問題，并促進學生核心素養的形成和發展。

一、鉆研題型，拓展教學，注重學生獨創思維的培養

獨創思維是指學生在學習的過程中不滿足于已有的東西，充分發揮主觀能動性，努力發現或創造新的方法，勇于打破傳統的思維方式，尋找新的切入點，將獨特的思維應用到具體實踐中，更加深入地探索事物的內在聯系。面對中考如果盲目地實施題海戰術，讓學生疲于應付大量的習題，學生缺少思考不利于學生思維能力的提高。作為一線教育工作者，我們應在教學上深入研究如何能夠讓學生從題海戰術中解脫出來。在習題教學中也要注重學生獨創思維的培養。主要可以從以下幾個方面進行嘗試。

1.倡導新穎性發散性思維

針對同一問題往往有多種思維方法和解決途徑，解題方法的多樣性可使學生發散思維，從而增強學生的發散思維意識和能力。教師要鼓勵學生提出新穎的問題、思路和方法，指導學生挖掘多種不同的解題方法。通過訓練，學生的思維不再是僵化的、呆板的，他們能活用自己的大腦，能夠舉一反三。

[例1]如圖1甲所示的電路中，小燈泡兩端電壓與通過的電流關系如圖1乙所示，閉合開關，小燈泡發光，滑動變阻器滑片從如圖1甲所示位置往右滑一段距離的過程中，滑動變阻器連入電路的阻值變化量大小為[ΔR1]，小燈泡阻值的變化量大小為[ΔR2]，則這兩個量的大小關系怎樣？

解法1：設此時的電流為[I1]，滑片向右滑一段距離后電流為[I2]，電路中的總電阻為

三、滲透物理思想，重視模型思維的培養

利用物理模型處理問題是一種很重要的思維方式，是物理學中一種對研究對象進行理想化提煉的過程。其特點是“有取有舍”重視本質，把復雜的原型轉化成簡單易懂的模型。在教學中，我們常常發現學生面對一個復雜的問題沒有思路或者理解錯誤的情形，究其原因就是學生對問題的物理過程不理解，對物理中呈現的各種情形缺乏空間想象能力，不能把問題中的各種研究對象簡化成模型。在物理教學中，教師應該轉變觀念，不要總是把精力集中在基本物理模型上，要重視模型思維的培養，幫助學生形成條理清晰的思維路徑，提高學生對物理模型的分析和應用能力。很多物理模型間有緊密的邏輯聯系。例如，蹦極、雨滴的下落、彈簧問題等都屬于同一個模型。教師在教學過程中只要抓住基本物理模型的建立和物理模型思維，引導學生建立并分析物理模型，此類問題也就迎刃而解了。如果沒有模型思維，學生即使掌握再多的知識也是一盤散沙，毫無生命力。下面以蹦極為例講述物理模型思維的重要性。

[例4]蹦極運動簡化后與下列情景相似：如圖4甲所示，彈性細繩的一端固定在O點，另一端系著一個小球，小球從O點釋放后上下往復運動。假設空氣阻力忽略不計。

（1）圖4乙是小球下落速度v與下落距離h的關系圖像，由圖像可知：當小球豎直下落到最低點時，動能為? ? ? ? J，下落的最大距離為? ? ? ? ?m。

（2）圖4丙是彈性細繩彈力F與小球下落距離h的關系圖像，由圖像可知：彈性細繩原長為? ? ? ? ? ? m。

（3）小球重力為? ? ? ? ? ? N，小球從O點釋放到下落至最低點過程中，重力做功? ? ? ? ? ?J。

（4）如果考慮空氣阻力，小球最終會停在O點下方的某個位置，則小球最終停在h=? ? ? ? m的位置。

解析：解決上述問題的關鍵就是把復雜的運動過程簡單化，并用物理模型來替代，進而有效研究此類模型的受力問題。

對表格中的思維路徑理解之后，解決題目中的問題就是順理成章了。結合圖像和表格可以知道第一問中的動能為0 ，下落的最大距離是2.4m。第二問中彈性細繩原長是1.2m。第三問中小球的重力是3 N，小球從O點釋放到下落至最低點的過程中，重力做功7.2 J。第四問如果考慮空氣阻力，小球最終會停在O點下方的某個位置，小球最終停在h=1.5 m的位置。

總之，隨著教學改革的不斷深入，以學科知識為主體的課程標準正逐步向個人終身發展和終身學習為主體的核心素養模式轉化，一線教師要認清形勢，要在教學實踐中運用多種方法加強對學生思維能力的培養。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

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（責任編輯 易志毅）