摘要：在初中生學(xué)習(xí)物理的起始階段，對(duì)他們進(jìn)行科學(xué)思維素養(yǎng)的培養(yǎng)尤為重要，但初中生的理性思維和邏輯思維基礎(chǔ)還不夠，這就要求教師在平時(shí)的教學(xué)中要針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的體驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。具體地，可通過強(qiáng)化直觀、對(duì)比、論證、改進(jìn)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中物理體驗(yàn)科學(xué)思維

科學(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。這些都是物理學(xué)家在探索自然和建構(gòu)理論體系過程中運(yùn)用的典型的思維方式，也是學(xué)生學(xué)習(xí)、運(yùn)用物理知識(shí)和方法過程中必備的思維能力。在初中生學(xué)習(xí)物理的起始階段，對(duì)他們進(jìn)行科學(xué)思維素養(yǎng)的培養(yǎng)尤為重要。但初中生的理性思維和邏輯思維基礎(chǔ)還不夠，這就要求教師在平時(shí)的教學(xué)中要針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的體驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

一、強(qiáng)化直觀體驗(yàn)，發(fā)展模型建構(gòu)

模型是一種對(duì)物體、事件、系統(tǒng)、過程、物體或事件間的關(guān)系等的表征。模型建構(gòu)的過程是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程。因此，在初中物理教學(xué)中應(yīng)特別重視經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的凸顯，比如讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，幫助學(xué)生從直觀體驗(yàn)中抽象出物理模型，發(fā)展模型建構(gòu)素養(yǎng)。

例如，學(xué)習(xí)“光的反射規(guī)律”時(shí)，由于學(xué)生一般很難看見光的傳播路徑，因此難以深刻地理解光的反射現(xiàn)象。為此，教師設(shè)計(jì)了一個(gè)直觀體驗(yàn)活動(dòng)：如圖1所示，一個(gè)充有煙霧的有機(jī)玻璃容器，底部有一塊平面鏡，容器左右兩個(gè)側(cè)面各有一個(gè)圓孔，分別用A、B表示，之間用一張白紙（與平面鏡間留有一定的空隙）隔開，要求將激光筆發(fā)出的光從容器的A孔射入，B孔射出。

在學(xué)生完成了體驗(yàn)活動(dòng)后，讓他們將相關(guān)的光路圖畫出來。這里，可改變白紙的位置，讓學(xué)生進(jìn)行多次直觀體驗(yàn)并畫出光路圖，加深學(xué)生對(duì)光的反射現(xiàn)象的理解，建構(gòu)并鞏固光的反射的物理模型。

二、強(qiáng)化對(duì)比體驗(yàn)，發(fā)展科學(xué)推理

推理是思維的基本形式。科學(xué)推理是指結(jié)合給定的情境，利用已有的知識(shí)和方法，針對(duì)問題進(jìn)行有根據(jù)（邏輯）的推斷，得出正確結(jié)論的能力。教學(xué)中，可設(shè)置對(duì)比體驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生展開推理。

例如，《凸透鏡成像的規(guī)律》第一課時(shí)教學(xué)后，教師給學(xué)生布置了一個(gè)對(duì)比體驗(yàn)活動(dòng)：用盛滿水的圓柱體玻璃杯代替凸透鏡，靠近觀察鸚鵡圖片。第二課時(shí)學(xué)生交流時(shí)，形成了兩種不同的意見：一部分學(xué)生認(rèn)為鸚鵡“變胖”了，另一部分認(rèn)為鸚鵡變“長(zhǎng)”了。到底誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？教師請(qǐng)兩方代表到講臺(tái)前展示自己的實(shí)驗(yàn)過程：一方代表將鸚鵡圖片豎放在玻璃杯的一側(cè)，從另一側(cè)觀察到鸚鵡變“胖”了;另一方代表將鸚鵡圖片橫放在玻璃杯的一側(cè)，從另一側(cè)觀察到鸚鵡變“長(zhǎng)”了。為了強(qiáng)化學(xué)生的觀察體驗(yàn)，筆者將鸚鵡圖片豎放、橫放在一起，讓學(xué)生再透過玻璃杯觀察鸚鵡圖片（如圖2所示，左邊為原鸚鵡圖片;豎放鸚鵡只變“胖”，橫放鸚鵡只變“長(zhǎng)”）。眼見為實(shí)，學(xué)生獲得鸚鵡變“胖”或變“長(zhǎng)”的沖突體驗(yàn)。這時(shí)，再讓學(xué)生用凸透鏡觀察鸚鵡，發(fā)現(xiàn)不管是豎放還是橫放，觀察到的鸚鵡都是既變“胖”又變“長(zhǎng)”。教師追問：“這是為什么呢？圓柱形玻璃杯和凸透鏡有什么不同呢？”學(xué)生經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)：凸透鏡中間比邊緣厚，而圓柱形玻璃杯豎直放置時(shí)，水平方向是中間厚邊緣薄，而豎直方向是粗細(xì)均勻的，對(duì)光的作用與玻璃磚相似;當(dāng)物體靠近豎直放置的盛水圓柱形玻璃杯時(shí)，只在水平方向上起放大作用，而在豎直方向上不起放大作用。

三、強(qiáng)化論證體驗(yàn)，發(fā)展科學(xué)論證

科學(xué)論證要求學(xué)生具有使用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)以及評(píng)估科學(xué)證據(jù)的能力，運(yùn)用證據(jù)對(duì)研究的問題進(jìn)行描述、解釋和預(yù)測(cè)的能力以及建立證據(jù)與解釋（預(yù)測(cè)）之間關(guān)系的能力。其中的證據(jù)主要包括實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面。對(duì)于教材實(shí)驗(yàn)，教師可進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩伍_發(fā)，讓學(xué)生強(qiáng)化論證體驗(yàn)。

例如，蘇科版初中物理九年級(jí)上冊(cè)“探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)是這樣安排的：（1）兩輛相同的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，比較木塊被撞擊后移動(dòng)的距離;（2）在其中一輛小車上放一個(gè)砝碼，然后讓兩輛小車從同一斜面的相同高度由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，比較木塊被撞擊后移動(dòng)的距離。通過比較木塊被撞擊后移動(dòng)的距離，可以得出物體的動(dòng)能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)，速度、質(zhì)量越大，物體所具有的動(dòng)能越大。

在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師可設(shè)置強(qiáng)化學(xué)生論證體驗(yàn)的任務(wù)：物體的速度和質(zhì)量哪個(gè)對(duì)動(dòng)能的影響更大？引導(dǎo)學(xué)生開展論證：（1）如下頁(yè)圖3所示，讓小車從高為h的位置由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，記錄木塊被撞擊后移動(dòng)的距離s1;（2）如下頁(yè)圖4所示，讓小車從高為2h的位置由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，記錄木塊被撞擊后移動(dòng)的距離s2;（3）如下頁(yè)圖5所示，將兩輛小車固定在一起從高為h的位置由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，比較木塊被撞擊后移動(dòng)的距離s3。通過比較高度為原來2倍即速度為原來2倍（這一點(diǎn)，教師可直接告知，也可安排進(jìn)一步的論證體驗(yàn)活動(dòng)）時(shí)撞擊木塊移動(dòng)的距離s2與質(zhì)量為原來2倍時(shí)撞擊木塊移動(dòng)的距離s3的大小，即可得出速度對(duì)動(dòng)能的影響比質(zhì)量更大的結(jié)論。這也為之后學(xué)習(xí)動(dòng)能公式做了鋪墊。

四、強(qiáng)化改進(jìn)體驗(yàn)，促進(jìn)質(zhì)疑創(chuàng)新

質(zhì)疑創(chuàng)新是基于事實(shí)論據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判、檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格。人在認(rèn)識(shí)事物時(shí)，頭腦中已有的知識(shí)儲(chǔ)備、理論思想、價(jià)值觀念等對(duì)人的觀察范圍和思考方向做了預(yù)先的規(guī)定。一旦知識(shí)背景或思想觀念發(fā)生了轉(zhuǎn)換，就會(huì)使視野和思路發(fā)生深刻的變化，觀察到從前“視而不見”“充耳不聞”的東西，設(shè)想出從前沒有想到過的東西。這就意味著一種質(zhì)疑創(chuàng)新。

例如，探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí)，有不少學(xué)生猜想滑動(dòng)摩擦力的大小與物體重力有關(guān)，而實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是這樣推進(jìn)的：（1）在水平木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)，沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊，測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1;（2）在木塊上加一砝碼，重復(fù)步驟（1），測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2;（3）比較F1與F2的大小。由此，得出滑動(dòng)摩擦力大小與壓力有關(guān)的結(jié)論。

但不少學(xué)生認(rèn)為這一過程中壓力改變的同時(shí)重力也發(fā)生了改變，無法說明是壓力還是重力影響了滑動(dòng)摩擦力的大小。針對(duì)學(xué)生的質(zhì)疑，教師可適時(shí)追問：如何在重力不變時(shí)改變壓力的大小，比較滑動(dòng)摩擦力的大??？學(xué)生經(jīng)過討論設(shè)計(jì)了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一塊磁鐵在水平木板上滑動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力的大小F3;（2）如圖6所示，在木板下表面粘上鋼尺，在磁鐵重力不變的同時(shí)增加磁鐵對(duì)木板的壓力，然后用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出磁鐵滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力F4。學(xué)生通過這樣的改進(jìn)體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)F4明顯比F3大，說明在重力相同的條件下，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大，即滑動(dòng)摩擦力大小與壓力有關(guān)。

為了讓結(jié)論更具說服力，還可以引導(dǎo)學(xué)生思考“如何改變重力的同時(shí)保持壓力不變”，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的改進(jìn)體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生提出創(chuàng)造性見解的能力。

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“體驗(yàn)式教學(xué)促進(jìn)初中生物理科學(xué)素養(yǎng)提升的實(shí)踐研究”（編號(hào)：D/2016/02/99）、鹽城市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“指向?qū)W力提升：初中物理體驗(yàn)式教學(xué)策略的深化研究”（編號(hào)：2019L187）的階段性研究成果。

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