高中物理優化作業設計培養學生科學思維

辛婷婷

【摘要】在高中物理教學中，科學思維素養可以提高學生對物理知識的理解能力、內化能力、遷移能力，幫助學生建立邏輯思維模式，構建物理知識體系，促進學生物理能力發展.在教學中，作業設計多用于鞏固課堂教學內容，也是學生課下自主學習的主要途徑.因此，教師可以通過優化作業設計，培養學生的科學思維，以提高物理教學質量.

【關鍵詞】高中物理；作業設計；科學思維

高中物理作為重要的理科體系學科，具有科學性、邏輯性的特征所以在學習過程中，學生不僅要具備創新思維、邏輯思維，還需具備科學思維，而物理科學思維的培育，正是綜合素養視角下對高中物理教學提出的全新要求.因此，教師應從多角度入手，培養學生科學思維，以提高學生物理學習能力.作業設計是教學的關鍵環節，也是發展學生自主學習意識、培養學生自主學習習慣的重要手段.因而，想要培養學生的科學思維，教師不應僅從課堂入手，還應從作業設計出發，優化物理作業設計，進一步推動新課程標準在高中物理教學中的落實，確保物理教學能在素質教育的指導思想下不斷完善.

1 高中物理科學思維定義及價值

科學思維是物理學科素養中的第二大核心要素、在高中物理教學中，科學思維主要強調站在物理學科的視角上認識物理，了解物理知識，明確客觀事物的本質與內在，對其屬性、規律、關系、作用進行深入探究，基于對客觀事物的抽象概括及了解，構建物理學習、物理思維模型、并煌要求學生使用分析、推理、論證的物理思維方式，了解各類物理知識原理、物理知識規律，能夠從客觀事實角度分析并驗證、推理、論證結論，具備質疑、批判、探究真相的科學精神.

綜上所述，科學思維的邏輯性極強，具有一定科學特征，對培養學生思維思想、創造力具有重要意義.新課程標準對高中物理的科學思維素養做出了詳細界定，將科學思維素養劃分為模型建構、分析推理、科學論證、質疑創新四大方面，并對高中物理教師培養學生科學思維的方式提供了理論指導.因此，教師必須詳細了解并分析新課程標準中的科學思維素養培育原則及理論指導方針，結合學情，設計更符合學生實際情況的教學方案.科學思維素養不同于物理學科的其他素養，科學思維素養實踐性較強，且更具象化，能夠切實落實到日常的教學活動中，可以提高學生分析問題、解決問題的能力，也易于讓教師直觀地觀測教學活動的培育結果.而物理學科素養之間存在共性，學生的科學思維素養得到提升后，其他素養自然會相應提升，故而，高中物理教學中，發展學生科學思維極有必要.

2 高中物理作業設計的不足之處

2.1 應試思維嚴重

雖然近些年我國正大力推動教育改革，但應試教育的傳統思想依然殘存于教育行業中，大部分高中生的學習目標依然以完成高考為主，以發展綜合素養為輔.為了切實提高學生的物理成績，教師必須分秒必爭，優化教學活動及作業量，讓學生在大量的習題練習中，形成對該類題型的固定式思維，便于學生在考試中分析題型，并在最短的時間內找準解題思路，完成題目解答.在應試教育思想下，此類題海戰術為主的作業設計，固然可以取得一定成果，但長期枯燥、乏味的習題練習，極容易使學生對物理失去興趣，甚至產生厭學情緒，且題海戰術作用下產生的固化思維，對培養學生科學思維毫無益處，學生的思維模式被題型所限，必將影響到學生的學習能力.

2.2 作業過分局限

許多教師不能根據當前教學內容及學情，為學生設計出針對性更強的作業，作業設計與課堂教學內容脫節，或教師在作業設計中，并未關注高中物理教學中新、舊知識點的連接，無法為學生構建完整的物理學習體系等，均是作業局限性的體現.另外，部分教師在設計物理作業時主觀意愿較強，教師無法從學生視角出發設計作業，便不能保障物理作業效果，致使學生課后學習、課后鞏固成效不佳.

2.3 作業內容未分層

物理作業是教學中的重要輔助教具，教師基于學生角度出發，考慮到學生實際需求，方能使物理作業具有實效.步入高中階段，物理學習的差異性體現極為明顯，學生物理天賦、思維方式、學習習慣等均會導致學生對物理知識的理解能力、掌握能力、應用能力存在差異，若教師依然以一刀切式的作業設計思路，為學生布置作業，必然無法滿足全體學生的需求，學習能力較強的學生認為這部分物理作業沒有挑戰性，起不到鍛煉效果.學習能力較弱的學生，又會認為此類作業習題較難，浪費大量的時間依然無法解題，致使學生喪失學習物理的興趣或損傷學生的自尊心.

因此，高中物理教師的作業設計應以分層作業為主，針對不同學習能力的高中學生將作業分為基礎類、發展類、拓展類三種，確保全體學生均可通過作業提高個人能力，發展科學思維.另外，高中物理作業設計也應具有層次性，由易到難，層層遞進，方能使學生在逐漸突破學習難點的過程中體會到成就感，也感受到學習物理、挑戰物理的樂趣.

2.4 作業內容單一化

大部分中物理教師為學生設計的作業，均以習題練習為主，作業內容極為單一.高中生面臨較大的學習壓力，時間緊、任務重，因此部分教師常于歷年經典試卷中尋找合適的題目，將其布置為課后作業，讓學生完成題目，或為學生布置練習冊內的真題作業，用于鞏固課堂知識，但缺乏趣味性的物理作業勢必會影響學生的學習欲望，并且此類單一化的習題作業，也無法體現出物理學科的實用、實踐價值，學生在學習物理時無法與生活情境或物理知識的應用內涵及其表現形式聯系起來，導致學生的物理學習流于表面，無法真正了解物理知識的本質及內在含義.從某種意義上說，只會解答物理習題的學生并不一定是具備較高的物理學習能力，其物理科學思維也未必完善.

3 基于培養科學思維的物理作業優化策略

3.1 明確物理作業本質

首先，教師必須意識到高中物理作業的重要性，從課堂教學內容出發，了解課后作業的本質，并在作業中突出科學思維的培養.當前階段，高中物理教學應切實提高學生的思維能力，強化學生的物理理解能力、思考推理能力及綜合分析能力，要求學生的綜合素養全面發展，并培養學生獨立解決物理問題的科學思維，這便是發展學生科學思維的重要體現.因此，教師必須將科學思維素養培育滲透進課堂教學及課后作業設計中，注重學生在課外自主練習時的能力發展，合理設計課后作業輔助課堂教學，全力發展學生物理學科專有素養.在設計作業時，教師應以科學思維發展為核心導向，體現出物理作業的針對性，同時提高作業的開放性與層次性，通過作業構建問題情境，引導學生在問題中發展科學思維，使用科學思維解決問題，教師應選用各類具有情境性的綜合類作業習題，讓學生在課后自主練習時，基于已知知識與學習經驗，分析作業要求，對作業或實踐問題進行準確判斷，并順勢完成推理解析.

3.2 以學習目標切入

基于科學思維培養下的高中物理作業設計，需要以當前學習目標為基點，要求作業內容緊扣課堂知識點，發展學生的物理科學能力，即分析理解能力、面對問題時的邏輯推理能力、物理建模能力以及創新思考能力.為此，教師在設計作業時，必須找準教學目標、作業設計方向，基于科學思維素養的培養要求以及設計路徑，優化物理作業設計，并始終讓作業設計與課堂教學方案緊密相連，在課后作業中體現出課堂教學內容，讓學生自主完成物理知識點的梳理、歸納、總結，結合新、舊知識點，引導學生完成關聯式學習，以構建整體性的物理知識框架與縱橫交錯的物理知識脈絡.

例如 學習自由落體運動后，教師需要結合本課教學內容及課堂教學方案，為學生設計科學、合理的課后練習題.習題設計如下：

例1 （基礎類）：假設有一空的打包盒，從某樓層下落，其落地時間為2s（g=10m/s2），已知該樓每層高度均為3m，若不考慮空氣阻力，求打包盒從幾樓落下？

例2 （發展類）：某一極限運動愛好者，采購了新式跳傘裝備并進行超低空跳傘，已知其跳傘高度距地面為224m，那么該名愛好者最遲何時打開降落傘可保證自身安全？

例3 （拓展類）：已知某地有一口正常使用的水井，請嘗試使用自由落體運動有關的知識，粗略估算井口與內水面間的距離請詳細說明估算方法，并說明估算結果應大于實際結果還是小于實際結果

自由落體運動作為勻速直線運動的一種表現形式，包括多項物理知識、教師需要從基礎類習題入手，漸漸引入難度較高的習題，并逐漸在習題設計中插入與學生的已知知識相關的問題，完成層次性作業設計，建立起作業與課堂的聯系.

3.3 與生活建立聯系

高中物理作業設計可以從生活化角度激發學生的探索意識，生活化教學法在課堂教學中取得了較為優異的成績，教師也可將其應用于作業設計中.從生活中常見的各類物理問題入手，引導學生以生活角度思考物理知識與規律.如此，學生可以將課堂中學習到的知識帶入生活真實情境，便于學生在日常生活中觀察、思考、學習物理規律及物理知識，可以有效降低物理知識的抽象性特征對學生造成的困擾.學生可以基于生活角度思考力學、電磁學的作用原理及應用方式，再通過分析、思考、建模、質疑等各項科學思維，完成物理問題的作答.教師需要設計具有綜合引導性的生活化問題情境，并將其融入物理作業中，引發學生在日常生活中的探究意識、質疑思考能力，促使學生主動分析物理知識原理、物理知識規律.

3.4 作業、課堂測評一體化

教師優化物理作業設計時，不僅需要考慮到作業內容與教學結構的關聯性，還需優化作業與課堂的測評一體化體系，建立更加全面、系統、多角度的測評流程.教師應及時掌握學生在作業中的表現，并完成高質量的精準的教學測評，以此了解學生的真實學情及學生反饋.通過測評分析，教師能更詳細地掌握學生當前情況，并以此優化或調整后續的教學方案及作業設計方案，找到更符合學生需求的教學路徑，方能將科學思維素養的培育落實到高中物理課堂.因此，教師需要將課后作業與課堂測評聯系起來，實現課堂教學與課后作業的測評一體化，在系統化的教學結構下，培養學生的科學思維素養.

結語

高中物理教師需優化物理作業設計，用于鞏固課堂教學，方能達到更好的教學成果，在物理作業設計時，教師需要從培養學生科學思維角度出發，立足于物理學科綜合素養，優化物理作業設計，從改變作業模式、豐富作業形式、加強物理知識連接性、創設作業、課堂測評一體化等多角度入手，讓學生在更符合實際學習需求與興趣愛好的物理作業中，漸漸愛上物理，并從中養成科學發展、科學探索的物理思維.

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