魏樟隆

摘 要：在高中教育教學(xué)水平不斷提升，教育環(huán)境與教育資源儲(chǔ)備愈發(fā)完善的形勢(shì)下，高中物理教學(xué)呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢(shì)，即其在原有的知識(shí)教學(xué)基礎(chǔ)上，以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)一步提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)水平，而科學(xué)思維作為物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的主體內(nèi)容，其在實(shí)際教學(xué)中的培養(yǎng)尤為關(guān)鍵。本文以此為背景，探究科學(xué)思維基本內(nèi)容及其教學(xué)瓶頸，探索其在高中物理教學(xué)中的教學(xué)途徑。

關(guān)鍵詞：高中物理;科學(xué)思維;教學(xué)探究

引言：在新課程逐步推進(jìn)落實(shí)的情況下，高中物理教學(xué)更側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)理解課程知識(shí)內(nèi)容，并在課程學(xué)習(xí)過程中不斷強(qiáng)化自身物理核心素養(yǎng)，真正將課程知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為自身認(rèn)知理解內(nèi)容?？茖W(xué)思維作為與物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任并重的核心素養(yǎng)內(nèi)容，在目前高中物理教學(xué)中具備一定研究?jī)r(jià)值。

一、科學(xué)思維在高中物理教學(xué)中的價(jià)值

基于高中物理教學(xué)的科學(xué)思維，主要是指應(yīng)用物理思維分析事物本質(zhì)屬性以及內(nèi)在規(guī)律的思維認(rèn)知方式，以及構(gòu)建應(yīng)用物理模型完成具象化事物與抽象物理知識(shí)概念轉(zhuǎn)化的重要思考過程，同時(shí)需要學(xué)生從自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，針對(duì)不同結(jié)論或觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，并結(jié)合自身所學(xué)內(nèi)容與已經(jīng)掌握的事實(shí)依據(jù)進(jìn)行推理論證。因此，在倡導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展，深化轉(zhuǎn)化課程知識(shí)的形勢(shì)下，科學(xué)思維的合理應(yīng)用不僅可綜合鍛煉學(xué)生科學(xué)推理、模型構(gòu)建及應(yīng)用、推理論證等能力，還可以有效培養(yǎng)其質(zhì)疑批判與創(chuàng)新精神，深化物理教學(xué)意義。

二、科學(xué)思維教學(xué)培養(yǎng)瓶頸

（一）全面性不足

受自身物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與思維能力影響，學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)過程中呈現(xiàn)出比較明顯的個(gè)體差異性，并且該差異性對(duì)科學(xué)思維教學(xué)滲透工作有直接影響。為照顧班級(jí)主要學(xué)習(xí)群體，在實(shí)際教學(xué)中，科學(xué)思維培養(yǎng)工作側(cè)重以該群體的思維能力與學(xué)習(xí)進(jìn)度為主，使得科學(xué)思維培養(yǎng)工作不能全面落實(shí)到各層級(jí)的學(xué)生群體當(dāng)中，削弱了教學(xué)工作的全面性，受此影響，學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中難以借助適用于自身實(shí)際情況的科學(xué)思維培養(yǎng)并強(qiáng)化自身核心素養(yǎng)。

（二）教學(xué)形式單一

受傳統(tǒng)物理教學(xué)觀念以及影視教育影響，部分教學(xué)活動(dòng)仍完全沿用以往的教學(xué)框架，這不僅容易令學(xué)生出現(xiàn)思維僵化的情況，與科學(xué)思維教學(xué)目標(biāo)不符，也不利于教師激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)探究興趣，維持其思維活躍性，使得科學(xué)思維培養(yǎng)工作在長(zhǎng)期教學(xué)中難以得到保證。

三、基于高中物理教學(xué)的科學(xué)思維培養(yǎng)途徑

（一）借助信息技術(shù)構(gòu)建物理情境

受自身學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與思維能力影響，學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中需要借助情境幫助其構(gòu)建原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新課時(shí)知識(shí)的聯(lián)系，進(jìn)而逐步利用原有的知識(shí)儲(chǔ)備分析新的事物屬性或內(nèi)在規(guī)律，以此強(qiáng)化自身科學(xué)思維能力。為此，教師可利用信息技術(shù)自身的豐富性與全面性，靈活構(gòu)建情境內(nèi)容，促使學(xué)生延伸科學(xué)思維[1]。例如，在《平衡條件的應(yīng)用》的課時(shí)教學(xué)中，教師可借助多媒體或者微視頻，向?qū)W生展示生活中的平衡現(xiàn)象，如滑板在坡面上不同階段的運(yùn)動(dòng)情況（在最高點(diǎn)處的平衡、在最低點(diǎn)的平衡、滑出坡面的平衡等）令學(xué)生通過直觀觀察情境內(nèi)容，分析滑板運(yùn)動(dòng)在上述節(jié)點(diǎn)的平衡情況，教師此時(shí)可提供問題情境“能否嘗試對(duì)上述平衡類型進(jìn)行分類？”進(jìn)而將具象化的運(yùn)動(dòng)過程抽象化，從平衡狀態(tài)與平衡探究入手，逐步理解不穩(wěn)定平衡、穩(wěn)定平衡、隨遇平衡的平衡類型。最后，教師可借助信息技術(shù)進(jìn)一步演示各類滑板運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)下的受力情況，要求學(xué)生自主構(gòu)建力的分析模型，深入分析力的平衡這一概念及其具體應(yīng)用，應(yīng)用科學(xué)思維分析處理問題。相較于單一的問答式教學(xué)引導(dǎo)，豐富的情境內(nèi)容更有利于學(xué)生從生活角度、實(shí)物角度、科學(xué)研究角度等分析課時(shí)知識(shí)，及時(shí)延伸并應(yīng)用科學(xué)思維，轉(zhuǎn)化具象化事物與抽象物理知識(shí)概念，逐步建立正確的運(yùn)動(dòng)平衡與靜止平衡觀念，綜合強(qiáng)化自身核心素養(yǎng)。

（二）合理設(shè)置問題梯度

在物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生認(rèn)知障礙，進(jìn)而令其在求知欲與認(rèn)知沖突驅(qū)動(dòng)下，主動(dòng)延伸思維的問題設(shè)置，是有效強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑。為此，教師應(yīng)合理設(shè)置問題梯度，遵循循序漸進(jìn)的教育理念，引導(dǎo)學(xué)生在逐步思考問題的過程中強(qiáng)化核心素養(yǎng)[2]。例如，在《萬有引力定律及引力常量的測(cè)定》的課時(shí)教學(xué)中，為幫助學(xué)生了解開普勒三定律，掌握萬有引力定律及其公式應(yīng)用，教師可先行提供基礎(chǔ)導(dǎo)入問題“從嫦娥奔月到阿波羅飛船登月的發(fā)展過程中，人類掌握了什么‘鑰匙’才能令飛船繞地球運(yùn)行？”“運(yùn)動(dòng)行星在同一軌道上越接近太陽越快，為什么其并未出現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)速度增加而向心力不變引發(fā)的離心現(xiàn)象？”“引力常數(shù)可能與哪些因素有關(guān)？”令學(xué)生借助教材與導(dǎo)學(xué)案等資源，嘗試通過自主思考，從行星運(yùn)動(dòng)過程中的基本屬性與內(nèi)部規(guī)律出發(fā)，思考萬有引力的體現(xiàn)及其規(guī)律，進(jìn)而在教師的引導(dǎo)下嘗試構(gòu)建基礎(chǔ)行星運(yùn)動(dòng)模型，并在此基礎(chǔ)上分析開普勒三定律內(nèi)容，并結(jié)合自身對(duì)課程知識(shí)的理解，對(duì)萬有引力定律進(jìn)行具體的猜想，鼓勵(lì)其通過自主思考進(jìn)行推理，并對(duì)萬有引力對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行提問，進(jìn)而引導(dǎo)其從萬有引力定律驗(yàn)證測(cè)算角度出發(fā)，提供實(shí)驗(yàn)探究問題如“在明確萬有引力定律的基礎(chǔ)上，針對(duì)其常量應(yīng)如何測(cè)算？”便于其向?qū)嶒?yàn)探究?jī)?nèi)容延伸到科學(xué)思維。同時(shí)，教師也應(yīng)注意到，學(xué)生的能力水平并非一成不變，因此應(yīng)靈活更新問題設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)容，維護(hù)問題教學(xué)引導(dǎo)的實(shí)際效用。

（三）改變課堂教學(xué)問答機(jī)制

傳統(tǒng)高中物理教學(xué)中，由教師占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位的單向問答機(jī)制，已經(jīng)不適用于當(dāng)下的高中物理課堂。為此，教師應(yīng)側(cè)重從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律出發(fā)，完善問題傳導(dǎo)機(jī)制，凸顯其課程學(xué)習(xí)主體地位[3]。例如，在《熱力學(xué)第一定律》的課時(shí)教學(xué)當(dāng)中，教師可借助微課視頻等信息資源，令學(xué)生預(yù)先學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容與表達(dá)式，明確能量守恒定律的內(nèi)容，并理解第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因，進(jìn)而以小組為單位，整理出完善的物理規(guī)律探索框架，并應(yīng)用科學(xué)思維分析課時(shí)知識(shí)重難點(diǎn)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)探究問題，在課堂上進(jìn)行講解展示。例如學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中，從微課視頻展示的系統(tǒng)能量變化出發(fā)，對(duì)不同系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生疑問，進(jìn)而通過自主收集案例資料，構(gòu)建問題“在手表市場(chǎng)中存在一種‘全自動(dòng)’機(jī)械手表，其不需要借助發(fā)條或者電源就能正常工作，這種手表是永動(dòng)機(jī)嗎？如果不是，其維持指針走動(dòng)的能量從何而來？”以此令教師與其他小組進(jìn)行分析回答與提問，令師生通過互動(dòng)，共同努力剖析問題中的系統(tǒng)中的能量變化，進(jìn)而得出其維持指針運(yùn)動(dòng)的能量是由手?jǐn)[動(dòng)對(duì)其內(nèi)部轉(zhuǎn)輪做功而儲(chǔ)存的，因此其不是永動(dòng)機(jī)，以此構(gòu)建以學(xué)生為主導(dǎo)的雙向問題傳導(dǎo)機(jī)制。相較于以往的問題教學(xué)機(jī)制，該機(jī)制能夠促使學(xué)生轉(zhuǎn)化思維視角，以新的思維視角審視熱力第一定律本質(zhì)屬性與內(nèi)在規(guī)律，在深入思考問題的同時(shí)，也能借助問題提出與問題反饋的過程，強(qiáng)化自身科學(xué)思維。

（四）重視分層教學(xué)模式

基于學(xué)生學(xué)習(xí)差異性，教師應(yīng)將科學(xué)思維培養(yǎng)工作與分層教學(xué)模式相結(jié)合，旨在為各學(xué)習(xí)層級(jí)的學(xué)生提供同等的思維發(fā)展空間，以此提升科學(xué)思維教學(xué)培養(yǎng)工作的全面性。為此，教師應(yīng)從學(xué)生以往學(xué)習(xí)表現(xiàn)與測(cè)驗(yàn)成績(jī)出發(fā)，將學(xué)生劃分為不同的培養(yǎng)層級(jí)，并針對(duì)不同層級(jí)提供相應(yīng)的科學(xué)思維培養(yǎng)內(nèi)容[4]。例如，在《萬有引力定律的應(yīng)用》的課時(shí)教學(xué)中，針對(duì)基礎(chǔ)思維培養(yǎng)層級(jí)，教師應(yīng)側(cè)重令其在原有的萬有引力定律認(rèn)知基礎(chǔ)上，將基本的近地衛(wèi)星或同步衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)抽象化為基本物理模型，進(jìn)而通過構(gòu)建應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)模型計(jì)算近地衛(wèi)星或同步衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)過程中的相關(guān)物理量，教師具體可為其提供基礎(chǔ)物理量信息，以及相應(yīng)物理運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫演示內(nèi)容，幫助其完成模型構(gòu)建與抽象轉(zhuǎn)化，并在應(yīng)用模型求解具體物理量的過程中，提升自身科學(xué)思維能力。而針對(duì)高階思維培養(yǎng)層級(jí)，教師可側(cè)重從科學(xué)推理論證培養(yǎng)工作出發(fā)，為其提供辨析性問題，如“我國第二顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，該北斗導(dǎo)航衛(wèi)星屬于地球同步衛(wèi)星，那么該衛(wèi)星一定位于赤道的上空，并且線速度大于為900m/s”，令該層級(jí)學(xué)生的從綜合問題設(shè)定出發(fā)，應(yīng)用課時(shí)知識(shí)該衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行論證，從該衛(wèi)星是同步衛(wèi)星這一條件出發(fā)，應(yīng)用逆向思維進(jìn)行推理論證，即若該衛(wèi)星不在赤道所在平面的任意位置，其受到的地球引力的平面與自身運(yùn)動(dòng)軌道所處的平面不同，不可能實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，因此其位于赤道上空是正確的，進(jìn)而將該衛(wèi)星運(yùn)過程轉(zhuǎn)化為萬有引力提供向心力的運(yùn)動(dòng)模型，列式計(jì)算第一宇宙速度，借助該衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道半徑應(yīng)要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑的事實(shí)依據(jù)，推理出該衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度應(yīng)小于第一宇宙速度。

（五）提升自主實(shí)驗(yàn)探究比重

實(shí)驗(yàn)探究作為教師幫助學(xué)生完成物理模型與具象化物理過程思考轉(zhuǎn)化的重要教學(xué)手段，其在科學(xué)思維培養(yǎng)中尤為關(guān)鍵。因此，教師借助微課等信息資源，提升自主實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)比重?；谖⒄n視頻自身的精簡(jiǎn)性與直觀性，教師可令學(xué)生在一定教學(xué)指導(dǎo)下先行明確課時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的各注意事項(xiàng)，便于其掌握實(shí)驗(yàn)探究目標(biāo)與各類實(shí)驗(yàn)器具設(shè)備使用規(guī)范的情況下，自主開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)[5]。例如，在《摩擦力》的課時(shí)教學(xué)中，教師可先行借助微課演示滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生過程，令學(xué)生明確其存在形式，進(jìn)而利用微課演示彈簧測(cè)力計(jì)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用規(guī)范，令學(xué)生掌握必備的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)而令其以小組為單位，針對(duì)教師提供的實(shí)驗(yàn)探究辨析結(jié)論，如“滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力無關(guān)”“滑動(dòng)摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相同”等，教師此時(shí)應(yīng)發(fā)揮自身引導(dǎo)作用，令學(xué)生在微課視頻引導(dǎo)下從多角度分析滑動(dòng)摩擦力實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并為其提供彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、滑塊等材料設(shè)備，引導(dǎo)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行猜想與設(shè)計(jì)，并對(duì)其實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)方法提出質(zhì)疑，嘗試進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，從自身物理認(rèn)知角度與實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)知角度出發(fā)，自主設(shè)計(jì)完整的摩擦力實(shí)驗(yàn)探究方案并進(jìn)行驗(yàn)證，便于其在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中構(gòu)建物理模型，并從不同角度思考滑動(dòng)摩擦力生成過程，深入分析實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)先行凋零，細(xì)線應(yīng)平行于木板等實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)有更深刻的理解。

結(jié)束語

基于高中教育教學(xué)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)高中物理教學(xué)的影響，為構(gòu)建能夠滿足學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)需求的物理課堂，教師應(yīng)重視科學(xué)思維在高中物理學(xué)習(xí)中的作用，進(jìn)而結(jié)合學(xué)生實(shí)際認(rèn)知水平與課程教學(xué)目標(biāo)，綜合優(yōu)化教學(xué)機(jī)制，豐富各類教學(xué)元素，以此為學(xué)生提供多元化與現(xiàn)代化學(xué)習(xí)發(fā)展環(huán)境，便于其在多重教學(xué)影響下強(qiáng)化自身科學(xué)思維能力，為整體課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]梁春梅.以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的高中物理教學(xué)措施探索[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2020（06）：243.

[2]譚濤.淺談核心素養(yǎng)教育理念影響下的高中物理教學(xué)[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2020（05）：287.

[3]陳國彥.高中物理教學(xué)中學(xué)生思維能力培養(yǎng)探究[J].科技資訊，2020，18（11）：89-90.

[4]魏娟.基于核心素養(yǎng)背景下的高中物理教學(xué)探析[J].才智，2020（10）：75.

[5]張苗苗.基于核心素養(yǎng)的高中物理課堂教學(xué)研究[J].科技風(fēng)，2020（08）：83.