潘展鴻

摘? ?要：原始物理問(wèn)題具有客觀真實(shí)性、生態(tài)性、隱蔽性、遷移性和開(kāi)放性特點(diǎn)。解決原始物理問(wèn)題的思維過(guò)程有利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。闡述原始物理問(wèn)題的科學(xué)思維培養(yǎng)功能，并提出利用原始物理問(wèn)題培養(yǎng)初中學(xué)生科學(xué)思維的四點(diǎn)教學(xué)策略：原始物理問(wèn)題的選擇要適應(yīng)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”;創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，促進(jìn)問(wèn)題的正確表征;注重引導(dǎo)，合理建模;培養(yǎng)求異思維，克服思維定勢(shì)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思維;原始物理問(wèn)題;培養(yǎng)策略

科學(xué)思維是指具有意識(shí)的人腦對(duì)科學(xué)事物（包括科學(xué)對(duì)象、科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)事實(shí)等）的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及事物之間的相互聯(lián)系和關(guān)系的間接與概括的反映[ 1 ]，它是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容之一，包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。初中階段是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的起始階段，也是學(xué)生思維發(fā)展階段，因此如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是值得我們思考的。

原始問(wèn)題是指自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中客觀存在、能夠反映科學(xué)概念、規(guī)律本質(zhì)且未被抽象加工的典型科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)[ 2 ]。原始物理問(wèn)題是來(lái)自我們生活實(shí)際的問(wèn)題，它與習(xí)題最大的不同就是沒(méi)有經(jīng)過(guò)抽象處理，真實(shí)反映客觀實(shí)際，它是物理現(xiàn)象的載體，具有客觀真實(shí)性、生態(tài)性、隱蔽性、遷移性和開(kāi)放性等特點(diǎn)[ 3 ]。解決原始物理問(wèn)題需要經(jīng)歷表征問(wèn)題，科學(xué)建模，演算與推導(dǎo)三個(gè)思維過(guò)程，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)具有促進(jìn)作用。

1? 原始物理問(wèn)題的科學(xué)思維培養(yǎng)功能

1.1? 從具體到抽象，促進(jìn)認(rèn)知水平發(fā)展，提高模型建構(gòu)能力

解決原始物理問(wèn)題，需要學(xué)生將物理現(xiàn)象簡(jiǎn)化為物理模型，這個(gè)過(guò)程主要運(yùn)用了抽象的思維方法。因此，原始物理問(wèn)題能為學(xué)生提供從具體到抽象的思維訓(xùn)練的平臺(tái)，要求學(xué)生會(huì)根據(jù)研究的任務(wù)、目的抽象出現(xiàn)象的本質(zhì)和特征，會(huì)舍棄次要的細(xì)節(jié)和非本質(zhì)的因素，簡(jiǎn)化問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)由實(shí)際問(wèn)題向物理模型的轉(zhuǎn)化[ 3 ]。模型建構(gòu)過(guò)程，學(xué)生思維在由具體到抽象的過(guò)程中發(fā)生認(rèn)知沖突，最終促進(jìn)其認(rèn)知水平的發(fā)展，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

1.2? 內(nèi)化科學(xué)法，提高分析綜合能力，培養(yǎng)科學(xué)推理與論證

物理科學(xué)方法是指研究物理現(xiàn)象、描述物理學(xué)現(xiàn)象、實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)、總結(jié)物理規(guī)律、檢驗(yàn)物理規(guī)律時(shí)所應(yīng)用的各種手段與方法。在解決原始物理問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)運(yùn)用分析、綜合、抽象、概括等科學(xué)方法，將來(lái)自現(xiàn)實(shí)生活中信息龐雜的原始問(wèn)題進(jìn)行加工、梳理，再運(yùn)用類(lèi)比、假設(shè)、等效模型等科學(xué)方法，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為合理的物理模型進(jìn)行研究。有利于學(xué)生理解內(nèi)化科學(xué)方法，并能有意識(shí)地運(yùn)用這些方法進(jìn)行科學(xué)推理與論證，從而發(fā)展科學(xué)思維。

1.3? 不斷質(zhì)疑，發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

原始物理問(wèn)題具有客觀真實(shí)性、生態(tài)性、開(kāi)放性等特點(diǎn)，決定了其問(wèn)題解決的過(guò)程必定是具有探索和創(chuàng)造性。當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)信息龐雜的原始物理問(wèn)題時(shí)，他找不到可以借鑒和效仿的原型，只能通過(guò)自己獨(dú)立思考，不斷質(zhì)疑嘗試，發(fā)散思維，從多角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探究，再收斂思維探索出最佳的解決問(wèn)題的角度[ 3 ]。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不再受一些具體的框框條條的“指導(dǎo)”，他們的思維進(jìn)入非線性的耗散結(jié)構(gòu)狀態(tài)，不斷地創(chuàng)新思維，不斷地深化和提高科學(xué)思維能力。

可見(jiàn)，解決原始物理問(wèn)題過(guò)程 ，也是進(jìn)行模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新的科學(xué)思維過(guò)程 ，因此在教學(xué)中可以有效利用原始物理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

2? 初中物理教學(xué)中引入原始物理問(wèn)題的策略

2.1? 原始物理問(wèn)題的選擇要適應(yīng)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”

在教育過(guò)程中把握“最近發(fā)展區(qū)”，有利于加快學(xué)生的思維發(fā)展。因此我們?cè)诮虒W(xué)中引入原始物理問(wèn)題時(shí)，一定要注意學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，選擇的原始問(wèn)題應(yīng)是在學(xué)生原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，但需通過(guò)進(jìn)一步的分析、探究才能解決的問(wèn)題。這樣的問(wèn)題才能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展，并能激發(fā)學(xué)生求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從而促進(jìn)思維能力的培養(yǎng)。

2.2? 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，促進(jìn)問(wèn)題的正確表征

初中生正處于從具體的形象思維向抽象思維過(guò)渡的時(shí)期，直觀形象的問(wèn)題情景，或?qū)W生的切身體驗(yàn)，都有利于學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解，形成正確的表征。

（1）聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

日常生活和勞動(dòng)經(jīng)常會(huì)遇到許多需要解決的物理問(wèn)題，這些來(lái)自生活實(shí)際的原始物理問(wèn)題，從學(xué)生經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，容易形成表象，有利于學(xué)生表征問(wèn)題。選擇學(xué)生身邊的原始物理問(wèn)題，也會(huì)讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理是有用的，從而激發(fā)學(xué)生留心觀察身邊的物理問(wèn)題，主動(dòng)地用物理知識(shí)去解決這些問(wèn)題，不知不覺(jué)中內(nèi)化了知識(shí)，發(fā)展了思維能力。

（2）利用物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

大部分物理概念和規(guī)律都是科學(xué)家們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)探究分析歸納而獲得的。因此，物理實(shí)驗(yàn)就是最好的原始問(wèn)題的情境，它具有客觀真實(shí)性，增加實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)，能豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，豐富學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)，有利于問(wèn)題的表征。

同時(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要不斷地運(yùn)用科學(xué)思維進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果評(píng)估，它也是科學(xué)思維的訓(xùn)練過(guò)程。因此在平時(shí)教學(xué)中，應(yīng)增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

（3）利用多媒體輔助教學(xué)展現(xiàn)問(wèn)題情境

利用現(xiàn)代教育技術(shù)和多媒體手段展示各種圖片、視頻錄像、物理課件等，能較好地把學(xué)生平時(shí)不注意或不易觀察到的物理現(xiàn)象重現(xiàn)，把原始物理問(wèn)題情境直觀化，為學(xué)生提供豐富可視物理信息，使學(xué)生獲得直觀認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生表征問(wèn)題，建立物理模型，解決問(wèn)題。

2.3? 注重引導(dǎo)，合理建模

初中學(xué)生的模型抽象能力比較薄弱。因此創(chuàng)設(shè)原始問(wèn)題情景后，要引導(dǎo)學(xué)生分析哪些是有用的信息，哪些是干擾信息，介紹模型構(gòu)建的方法。學(xué)生不但能深刻了解物理問(wèn)題的本質(zhì)，還學(xué)習(xí)了分析問(wèn)題的科學(xué)方法。教學(xué)中也可有意識(shí)地讓學(xué)生對(duì)生活中的一些物理現(xiàn)象進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化建立模型，提高學(xué)生的建模能力，促進(jìn)思維能力的發(fā)展。

2.4? 培養(yǎng)求異思維，克服思維定勢(shì)

思維定勢(shì)是指在問(wèn)題解決的過(guò)程中作特定加工方式的準(zhǔn)備，它在問(wèn)題解決過(guò)程中一般起限制作用，它限制著形成假設(shè)的范圍，并使所有嘗試的問(wèn)題解決方法固定化[ 4 ]。克服思維定勢(shì)的方法就是要培養(yǎng)學(xué)生的求異思維，也叫“發(fā)散思維”，它是指從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，沿不同觀點(diǎn)的途徑去思考，探求多種答案的思維，它是測(cè)定創(chuàng)造力的主要標(biāo)志之一。物理教學(xué)過(guò)程是一個(gè)認(rèn)知的過(guò)程，在解決原始物理問(wèn)題教學(xué)過(guò)程中我們可以有目的、有計(jì)劃地訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力，巧妙地設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生多角度思考問(wèn)題，多渠道解決問(wèn)題。

3? 初中物理教學(xué)引入原始物理問(wèn)題實(shí)例——“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”教學(xué)片斷：探究飛機(jī)的升力

本段教學(xué)是學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究獲得流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的規(guī)律后對(duì)這一規(guī)律的應(yīng)用。分兩部分，第一部分實(shí)驗(yàn)探究機(jī)翼形狀，即建立模型，第二部分理論分析升力的產(chǎn)生。

師：展示圖片空客380。這是一架“空中巨無(wú)霸”，重580噸，人類(lèi)是如何讓這一龐然大物翱翔天空，奧秘就在于它的機(jī)翼。大家有觀察過(guò)飛機(jī)的機(jī)翼嗎？它的橫截面的形狀是怎樣的？

生：猜想機(jī)翼的形狀：長(zhǎng)方形、上凸下平、上平下凸

師：通過(guò)“升力演示器”模擬風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)分別演示三種形狀機(jī)翼飛行

生：通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可知上凸下平形狀的機(jī)翼才能升起來(lái)。

師：為什么機(jī)翼橫截面的形狀是上凸下平的？（引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析。）

生：當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，與周?chē)諝獍l(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，迎面吹來(lái)的氣流被機(jī)翼分成兩部分（如圖1），相同時(shí)間內(nèi)機(jī)翼上方通過(guò)的曲線路程比下方直線路程長(zhǎng)（s上>s下），空氣上方速度比下方速度大（v上>v下），根據(jù)本節(jié)所學(xué)的規(guī)律，可知機(jī)翼上表面氣流壓強(qiáng)小于下表面壓強(qiáng)，上下表面受到的氣體壓力不同，產(chǎn)生了向上的壓力差，這就是把飛機(jī)托向天空的升力。

師：先點(diǎn)評(píng)學(xué)生的分析，并總結(jié)升力是氣流對(duì)機(jī)翼產(chǎn)生的向上壓力差。

師：介紹風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。飛機(jī)在研究制造時(shí)都要進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，將飛機(jī)固定地上，風(fēng)洞中人為制造各種氣流，模擬飛機(jī)空中的飛行情況，從而獲得研究數(shù)據(jù)。

分析：?jiǎn)栴}選擇適應(yīng)學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”。利用圖片創(chuàng)設(shè)情境，幫助學(xué)生表征問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)探究增加學(xué)生體驗(yàn)，豐富感性認(rèn)識(shí)，有利于建立物理模型。引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維，通過(guò)觀察、比較、分析，最后歸納出結(jié)論。學(xué)生通過(guò)同化和順應(yīng)，認(rèn)知達(dá)到新的平衡，內(nèi)化知識(shí)，鍛煉了思維，還擴(kuò)展了知識(shí)結(jié)構(gòu)。

綜上所述，初中生正處在思維發(fā)展階段，也是科學(xué)思維形成和發(fā)展的階段。在教學(xué)中有計(jì)劃地、有目的地滲透原始物理問(wèn)題，有助于促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展，提高學(xué)生抽象思維能力，有利于發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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