基于科學思維的高中物理習題教學策略

李鋒 張學慶

【摘 要】高中物理習題教學是高中物理知識教學中非常重要的一部分，教師在開展物理習題教學時，要以培養學生科學思維為目標，為發展學生物理核心素養奠定良好的基礎。文章從類比遷移、推理訓練、開放性問題、解題反思四個方面，闡述了通過高中物理習題教學培養學生科學思維的策略。

【關鍵詞】科學思維;高中物理;習題教學;策略

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2022）06-0022-02

模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新是科學思維的主要構成[1]。教師在進行高中物理習題教學時，如何培養學生的科學思維？可以先教授學生將習題轉化為模型的技巧，再引導學生運用轉化模型的方式解答習題和掌握習題的本質，這樣能夠在鍛煉學生解題能力的同時，幫助學生鞏固知識。接著，教師為推理訓練設計習題，并鼓勵學生對習題進行推理，這樣就能培養學生的科學推理能力，并培養學生的科學思維能力。然后，教師以提高學生的解題素養和解決實際問題的能力為習題教學目標，用真實情境設計開放性的習題，并指導學生運用科學論證的方式解答習題和闡述觀點，這樣就能促進學生科學思維的提升，并營造活躍的習題教學氛圍。之后，教師鼓勵學生在解決問題后進行反思總結、質疑拓展，訓練學生的質疑精神，這樣可以有效提升學生解題能力，同時提升學生的科學思維能力與創新能力。

1? ?引導類比遷移，幫助學生構建物理模型

要提升學生的物理解題能力，就需要教授學生分析習題情境后面的物理本質和根據問題本質構建物理模型的技巧，同時鍛煉學生分析本質屬性、構建模型、運用模型的能力。教師在開展高中物理習題教學時，要引導學生分析習題的本質，并指導學生運用類比遷移等方式構建物理模型。教師還需要給學生練習分析本質、構建模型、運用模型的機會，這樣才能使學生牢固掌握解題技巧[2]。

如教師在對求運動時間的習題進行教學時，就可以先根據變速圓周運動的滑塊設計求運動時間的習題。學生先會下意識地運用勻變速運動規律解答，但變速圓周運動的習題是難以運用勻變速運動規律解答的。教師就可以讓學生自由解答，并在學生發現難以運用勻變速運動規律解答后，提問：還可以運用哪些規律或定律解答習題？這樣學生走的解題的“彎路”，就為學生積極學習和運用構建模型的方式解題做了鋪墊。在學生提出運用牛頓定律解題時，教師可以鼓勵學生嘗試。然后教師鼓勵學生講述運用牛頓定律解題的過程與難度。接著教師可以說：“有一種非常簡便的解題方式，大家想要學嗎？”這樣就能吸引學生的注意力。教師可以直接向學生演示構建模型和運用模型解題，以此就可以激發學生的學習熱情。之后，教師就可以運用口頭講述的方式指導學生類比遷移，以此幫助學生構建物理習題模型。最后，教師可以讓學生展示所構建的模型，并讓學生根據模型講述解題思路。當然，教師也可以再向學生展示同類情境題，鼓勵學生運用構建模型的方式解題。這樣教學，可以幫助學生構建物理模型，提升學生的建模能力。

2? ?設計推理訓練，培養學生科學推理能力

要培養學生科學思維能力，就需要先培養學生的科學推理能力。培養學生科學推理能力，就能提升學生觀察能力、發現問題能力、猜測能力、驗證與總結能力，這樣不但能提升學生自主學習和探究知識的能力，還能提升學生解答高中物理習題的能力。教師可根據教學目標設計推理性的習題，以習題為載體進行推理訓練，在訓練中教授學生科學推理的方式，并培養學生科學推理的能力[3]。在推理訓練中，教師要給學生提供科學推理能力的訓練空間。

教師在帶領學生解答推理性習題時，可先讓學生獨自分析，再讓學生講述解答習題需要運用到的知識，這樣可以鍛煉學生的觀察能力與物理知識運用能力。接著，教師讓學生對問題進行課堂討論，使學生互相學習，并激發學生的科學思維。之后，教師讓學生提出自己的分析和猜測，并鼓勵學生講述猜測的依據，這樣就能訓練學生的科學推理思維。教師需要關注學生的推理解題過程，并在發現學生無法順利進行推理時，及時給予點撥和指導，使他們能順利地完成推理。在學生完成推理解題后，教師可以鼓勵學生講述推理經過以及推理依據。教師可以對不同小組的推理過程與成果給予評價，并鼓勵學生總結推理習題的過程與技巧。這樣通過學生自己的分析推理和與他人的交流合作，可以培養學生的科學推理能力、科學論證能力與總結闡述能力。

3? ?提出開放性問題，鍛煉學生科學論證思維

教師用真實情境設計開放性的習題，并指導學生運用科學論證的方式解答習題和闡述觀點，不但可以降低學生解答習題的壓力，還可以在輕松的解題氛圍中培養學生的科學論證思維與科學論證能力，提升學生參與高中物理習題教學的自信心，并培養學生的科學思維能力與解題素養。教師可根據教學重難點知識和學情分析，設計開放性的習題，以培養學生的科學論證能力，并幫助學生鞏固所學知識。教師向學生提出開放性的習題，并指導學生運用科學論證思維解題，就可以鍛煉學生的科學論證思維，并營造活躍的互動解題氛圍[4]，這樣就能促進學生科學思維的發展。

如教師在教學完靜電場的基本性質后，設計開放性的習題：“存在電場線平行但間距不等的靜電場嗎？”教師可以先向學生展示問題，再將學生分成四人小組，讓學生以小組合作的方式對問題進行討論與探究。教師需要了解學生合作討論的內容，并適當地引導學生討論的方向，這樣就能了解學生的科學思維能力與物理水平。然后，教師可以讓各組共同進行討論，并匯總闡述觀點。接著，教師可以提問：“你們小組的觀點是什么？有事實證據或理論依據嗎？可以講述小組合作的推理過程嗎？”并將各小組的觀點記錄在黑板上，同時提問：“有學生要反駁黑板上的觀點嗎？”這樣就能營造良好的教學氛圍，并鍛煉學生的論證思維。最后，教師可以再提出開放性的同類習題，并讓學生獨自以科學論證的方式解題。這樣能教授學生科學論證的方式，并鍛煉學生的科學論證思維與科學論證能力。

4? ?鼓勵反思總結，培養學生質疑創新思維

教師可鼓勵學生對解答內容進行反思，并對解答過程提出質疑。學生對教學知識提出質疑，可以鍛煉學生的科學創新能力，并提高學生學習和探究的熱情。教師可以讓學生運用多種方法解題，并讓學生講述解題思路，這樣可以鍛煉學生科學解題的能力。接著，教師可以鼓勵學生對解題過程與結果進行反思總結和質疑拓展，幫助學生養成解題后反思的習慣，并培養學生的質疑創新思維。

如教師先向學生展示習題，再讓學生獨自解答。教師需要關注學生的解題進度，并在發現有學生完成解答后提問：“解答習題后需要做什么？”引導學生反思解題過程。在學生講述解題思路與結果后，教師引導學生提出質疑，借此培養學生的質疑創新意識，鍛煉學生的科學思維能力。

教師在高中物理習題教學中要鍛煉學生推理、論證、創新的能力，訓練學生的科學思維能力，從而為培養學生物理核心素養打下基礎。教師根據上述方式開展高中物理習題教學，可以培養學生的科學思維能力，幫助學生形成良好的解題習慣，提升其解題素養，促進學生物理學科核心素養的發展。

【參考文獻】

[1]廖伯琴等.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）解讀[M].北京：高等教育出版社，2020.

[2]王宏亮.淺析物理教學中科學思維能力的培養[J].教學與管理，2002（12）.

[3]高成軍.巧用習題培養高中學生學習物理的科學思維方法[J].中學課程輔導（教師通訊），2019（18）.

[4]何風華.物理教學中培養學生科學思維方式探討[J].宿州師專學報，2003（1）.

【作者簡介】

李鋒（1965～），男，漢族，江蘇徐州人，本科，中學高級教師。研究方向：高中物理實驗教學。

張學慶（1978～），男，漢族，江蘇豐縣人，碩士，中學高級教師。研究方向：高中物理教學。