劉瀚文　李燊　陳佳麗　呂立君

摘 要：科學(xué)推理是科學(xué)思維的重要組成部分，是中外研究者所關(guān)心的熱門話題。本文在界定科學(xué)推理概念和建構(gòu)推理教學(xué)模型的基礎(chǔ)上，以人教版高中物理“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)為例，從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理能力出發(fā)，以教學(xué)活動(dòng)為載體、情境為統(tǒng)領(lǐng)，對(duì)教學(xué)流程和方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，希望能為培養(yǎng)科學(xué)推理能力提供思路。

關(guān)鍵詞：情境；科學(xué)推理；物理教學(xué)；教學(xué)活動(dòng)

中圖分類號(hào)：G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2023）02-0075-04

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）指出：高中物理課程要注重體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì)，從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面體現(xiàn)物理學(xué)科育人價(jià)值，自此學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)入教育工作者的視野，貫徹落實(shí)核心素養(yǎng)的發(fā)展成了普通高中課程的培養(yǎng)目標(biāo)[1]?？茖W(xué)思維作為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的核心要素，由科學(xué)推理與模型建構(gòu)、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等共同構(gòu)成?？茖W(xué)推理是科學(xué)思維的重要組成，科學(xué)推理能力的提升有助于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，有利于開展科學(xué)探究活動(dòng)。2020年，《中國高考評(píng)價(jià)體系》（以下簡稱“高考評(píng)價(jià)體系”）提出“一核四層四翼”的整體架構(gòu)，分別回答了“為什么考”“考什么”“怎么考”的問題[2]?！八膶印笔歉呖嫉目疾閮?nèi)容，包含核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)等四個(gè)方面[3]。思維認(rèn)知能力群是關(guān)鍵，推理能力作為思維認(rèn)知能力群的組成要素是高考評(píng)價(jià)體系確定學(xué)科考查內(nèi)容的重要依據(jù)。因此，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力，促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展，對(duì)落實(shí)和發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)有重要意義。

1 科學(xué)推理的內(nèi)涵

科學(xué)推理是在推理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由皮亞杰教授最先在兒童認(rèn)知發(fā)展理論中提出，認(rèn)為科學(xué)推理是當(dāng)個(gè)體思維發(fā)展到一定高度后所具有的推理類型。凱文（Kwen）和拉德曼（Lademan）將科學(xué)推理分為歸納推理和演繹推理，歸納推理是把所觀測到的自然現(xiàn)象中所具備的相同特點(diǎn)加以概括總結(jié)，是個(gè)體形成概念、規(guī)律的過程，而演繹推理是個(gè)體利用形成的概念、規(guī)律解釋具備同一特點(diǎn)的其他自然現(xiàn)象的過程[4]。克拉爾（Klahr）和敦達(dá)爾（Dundar）則將科學(xué)推理看作個(gè)體探索方法或證據(jù)解決問題的過程[5]。嚴(yán)文法與胡衛(wèi)平主張科學(xué)推理應(yīng)用于問題解決或假設(shè)檢驗(yàn)過程中[6]。勞森（Lawson）在研究科學(xué)史案例中發(fā)現(xiàn)科學(xué)推理主要包括retroduction（溯因）、deduction（演繹）、induction（歸納）等推理類型，把科學(xué)推理解讀為是個(gè)體為所觀察到的令人費(fèi)解的現(xiàn)象尋找科學(xué)解釋的過程[7]?？茖W(xué)史和物理學(xué)中許多重大的發(fā)現(xiàn)，似乎也體現(xiàn)了這個(gè)過程。如伽利略發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星、牛頓對(duì)萬有引力的探索等，首先在對(duì)觀測或?qū)嶒?yàn)中的某種現(xiàn)象做出假設(shè)，并以此為前提依據(jù)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行邏輯推理或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證，再結(jié)合觀測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析論證，從而評(píng)估假設(shè)的正確性得出科學(xué)結(jié)論。

本研究認(rèn)為科學(xué)推理是當(dāng)個(gè)體思維發(fā)展到一定高度后所具有的，貫穿于整個(gè)科學(xué)探究過程，是個(gè)體以已有科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，在情境中經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出質(zhì)疑、形成猜想與假設(shè)、依據(jù)科學(xué)證據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、不斷修正評(píng)估證據(jù)從而得出新結(jié)論、新知識(shí)的思維過程。科學(xué)推理能力則是這一過程中個(gè)體所必備的心理特征或思維技能，包含守恒、相關(guān)、概率、控制變量、比例、假設(shè)演繹推理等能力維度。在物理概念、規(guī)律形成的探究過程或建構(gòu)物理模型的抽象過程中，科學(xué)推理能力都蘊(yùn)含其中。

2 高中物理科學(xué)推理能力學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

課程標(biāo)準(zhǔn)指出，高中階段的學(xué)生應(yīng)能正確理解和應(yīng)用科學(xué)思維方法，從定性和定量兩個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理，找出規(guī)律，形成結(jié)論，并能解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題，將科學(xué)推理素養(yǎng)學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)劃分為5個(gè)不同學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，不同水平之間循序漸進(jìn)、逐級(jí)提升，如表1所示。

3 科學(xué)推理教學(xué)模型建構(gòu)

課程標(biāo)準(zhǔn)指出創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)、促進(jìn)知識(shí)和方法遷移起關(guān)鍵作用。并給出了考查例題，讓學(xué)生在情境中（蹦極運(yùn)動(dòng)的下落過程）抓住主要因素（重力和彈力），忽略次要因素（空氣阻力），確定運(yùn)動(dòng)的模型，通過科學(xué)推理解決問題。因此在課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，物理教學(xué)應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)有利于展開推理思維物理情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中提出物理問題、形成合理猜想、設(shè)計(jì)方案推理論證、建構(gòu)物理模型，最后依據(jù)科學(xué)證據(jù)得出科學(xué)結(jié)論?？茖W(xué)推理教學(xué)應(yīng)以問題為導(dǎo)向、以情境為統(tǒng)領(lǐng)、以科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，經(jīng)歷實(shí)踐探索，尋求科學(xué)解釋或科學(xué)結(jié)論的過程，通過顯化科學(xué)思維方法等一系列教與學(xué)的行為來提升學(xué)生的科學(xué)推理能力，促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展。

綜上所述，科學(xué)推理教學(xué)應(yīng)以有意義的、真實(shí)的情境為統(tǒng)領(lǐng)，將教與學(xué)的行為都預(yù)置于情境中，學(xué)生在真實(shí)的情境脈絡(luò)中，經(jīng)歷科學(xué)推理式教學(xué)活動(dòng)，完成意義學(xué)習(xí)和知識(shí)與方法的遷移，形成科學(xué)地看待問題的方式和解決問題的能力，如圖1所示。

4 科學(xué)推理素養(yǎng)導(dǎo)向的情境化課堂構(gòu)建

在真實(shí)情境中解決物理問題的過程是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理素養(yǎng)的著力點(diǎn)，物理課堂則是實(shí)現(xiàn)科學(xué)推理能力提升的有效途徑。本研究以“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例，闡述如何以教學(xué)活動(dòng)為載體、情境為統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計(jì)科學(xué)推理教學(xué)?！白杂陕潴w運(yùn)動(dòng)”是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律知識(shí)的運(yùn)用。質(zhì)點(diǎn)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)理想模型的建立為學(xué)生描述物體下落建立自由落體理想模型提供了科學(xué)的思想和方法，為學(xué)生認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律打下基礎(chǔ)。教材首先設(shè)置問題，欄目創(chuàng)設(shè)問題情境，提出具體問題引發(fā)學(xué)生思考；其次介紹物理學(xué)史上對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的爭論，使學(xué)生體會(huì)伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出的質(zhì)疑創(chuàng)新精神和運(yùn)用的科學(xué)研究方法；再次通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，讓學(xué)生清晰、系統(tǒng)地理解自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能運(yùn)用規(guī)律解決實(shí)際問題。自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，既是對(duì)前面知識(shí)的鞏固，又為今后復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的研究奠定了基礎(chǔ)。

課程標(biāo)準(zhǔn)要求“通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容，認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用?！币虼?，本教學(xué)過程將學(xué)生置于一系列具體的情境中，讓學(xué)生知道科學(xué)研究方法對(duì)科學(xué)研究的重要性，經(jīng)歷自由落體運(yùn)動(dòng)概念的建立及規(guī)律的形成過程，而概念、規(guī)律的形成過程，包含了大量的科學(xué)家運(yùn)用科學(xué)推理方法進(jìn)行綜合分析的過程，有助于提升學(xué)生的科學(xué)推理能力，引發(fā)學(xué)生思考，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)研究對(duì)科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步的重大意義，體會(huì)科學(xué)研究的方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。

4.1 創(chuàng)設(shè)情境，展開推理

情境決定認(rèn)知過程的本質(zhì)，是一切認(rèn)知活動(dòng)的基礎(chǔ)，是個(gè)體教與學(xué)時(shí)所處的環(huán)境，是教師為滿足物理教學(xué)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)的一種蘊(yùn)含教學(xué)內(nèi)容且能引起學(xué)生感性認(rèn)知的教學(xué)工具，是課堂的重要組成部分。教師創(chuàng)設(shè)的情境，既要充分展示相關(guān)物理現(xiàn)象，使學(xué)生獲得探索物理規(guī)律所必需的感性認(rèn)識(shí)，又要能激發(fā)學(xué)生的探究興趣和問題意識(shí)，助力推理思維順利展開。

（1）實(shí)際生活情境。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生認(rèn)知水平等創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活情境。如我國女子鉛球運(yùn)動(dòng)員鞏立姣在東京奧運(yùn)會(huì)的奪冠一擲，學(xué)校操場林間小道上金黃的楓葉緩緩落下，歡樂谷里體驗(yàn)蹦極的游客快速下落，雨后樹葉上殘留的水珠從搖搖欲墜到脫離葉片奔向地面的場景，跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔的場景等實(shí)際生活情境，提問哪個(gè)物體適合作落體運(yùn)動(dòng)的研究？如何選擇研究對(duì)象？按照什么標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述場景分類？從實(shí)際情境到建立落體模型，中間需要一定的邏輯層次。引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動(dòng)復(fù)雜程度、運(yùn)動(dòng)軌跡、是否人為參與和受力情況等進(jìn)行分類，從類別的不同之處來選擇研究對(duì)象，并將分類歸納的形式、步驟傳授給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生思考分類的標(biāo)準(zhǔn)，從而得出落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，理解生活中的落體運(yùn)動(dòng)，建立落體運(yùn)動(dòng)模型，確定研究對(duì)象引入課題。對(duì)生活常見場景分類歸納，經(jīng)歷分類歸納的過程，體會(huì)分類歸納的必要性，提升學(xué)生的歸納推理能力；同時(shí)顯化科學(xué)方法的教學(xué)，加深對(duì)科學(xué)方法的理解和認(rèn)識(shí)，有效提升學(xué)生的科學(xué)推理能力。

（2）認(rèn)知沖突情境。利用學(xué)生的前概念與物理規(guī)律的沖突和新舊知識(shí)的聯(lián)系創(chuàng)設(shè)情境。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置差異性實(shí)驗(yàn)來產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生對(duì)問題的思考，推動(dòng)推理思維開啟。如展示質(zhì)量不同的石頭與羽毛、相同大小紙片與金屬片的下落情況，學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)進(jìn)行推理，得出“重的物體下落得快”的論斷，暴露出學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，認(rèn)知處于平衡狀態(tài)。接著展示相同質(zhì)量的紙團(tuán)與紙片的下落情況，由于“重的物體下落得快”這一錯(cuò)誤的前概念存在于大多數(shù)同學(xué)的頭腦中，而觀察的現(xiàn)象不是重的物體下落得快，學(xué)生在認(rèn)知上形成了強(qiáng)烈沖突，打破原有認(rèn)知平衡，激起了學(xué)生探究的濃烈興趣。在此基礎(chǔ)上教師提問“到底是輕的物體還是重的物體下落得快？”引發(fā)學(xué)生思考，為猜想假設(shè)埋下伏筆。

（3）物理學(xué)史情境。結(jié)合物理概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程和歷史背景創(chuàng)設(shè)情境，助力科學(xué)推理教學(xué)。利用伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究創(chuàng)設(shè)物理學(xué)史情境，引發(fā)學(xué)生思考。在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)事實(shí)基礎(chǔ)對(duì)自己的觀點(diǎn)進(jìn)行論證的意識(shí)，認(rèn)識(shí)到只看現(xiàn)象表面會(huì)影響歸納總結(jié)的正確性。為“實(shí)驗(yàn)+推理”創(chuàng)造條件，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)推理素養(yǎng)。

（4）物理實(shí)驗(yàn)情境。利用演示實(shí)驗(yàn)和借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)情境，促進(jìn)推理技能提升。教師利用創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中學(xué)會(huì)推理，逐漸養(yǎng)成推理思維習(xí)慣。如“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，學(xué)生觀察牛頓管和高真空環(huán)境中物體下落情況，依據(jù)發(fā)現(xiàn)空氣阻力越小，物體的下落快慢越趨近于相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，合理外推出若徹底去除阻力的影響，物體下落快慢相同，從而建立自由落體運(yùn)動(dòng)理想模型，感受實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)研究的重要性。

（5）問題解決情境。通過解決實(shí)際問題創(chuàng)設(shè)問題解決情境，鞏固推理思維。學(xué)生分析實(shí)際物體下落的過程，感受真實(shí)運(yùn)動(dòng)和理想模型之間的關(guān)系，并運(yùn)用科學(xué)論證方法表達(dá)觀點(diǎn)，能區(qū)別觀點(diǎn)和證據(jù)。比較空氣中鐵球受到的阻力與雨滴受到的阻力，分析歸納在實(shí)際情境中建立自由落體運(yùn)動(dòng)理想模型的條件，感受推理和建構(gòu)模型在解決實(shí)際問題中的重要作用。

4.2 科學(xué)推理式教學(xué)活動(dòng)

在物理概念、規(guī)律形成的探究過程和建構(gòu)物理模型的抽象過程中，從產(chǎn)生認(rèn)知沖突、提出物理問題到形成猜想和假設(shè)、基于假設(shè)設(shè)計(jì)方案分析論證，最后依據(jù)科學(xué)證據(jù)得出科學(xué)結(jié)論，科學(xué)推理都貫穿其中。科學(xué)探究的過程也是教師進(jìn)行科學(xué)推理教學(xué)的主要途徑，教學(xué)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)性和靈活性恰好能夠使學(xué)生經(jīng)歷全新的科學(xué)推理過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力。

（1）分析問題，猜想假設(shè)。創(chuàng)設(shè)適切情境，提出有邏輯層次的問題，引導(dǎo)學(xué)生猜想的方向，促進(jìn)學(xué)生假設(shè)演繹推理能力的提升。學(xué)生在問題的引領(lǐng)下，通過對(duì)問題深入分析、綜合與抽象概括，抓住問題的本質(zhì)和關(guān)鍵，根據(jù)已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和直覺思維，通過觀察、分析、比較的過程，對(duì)情境中研究對(duì)象的產(chǎn)生原因、結(jié)果運(yùn)用歸納法、類比法等進(jìn)行猜想，并在猜想的基礎(chǔ)上根據(jù)已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)探究的可行性和探究可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行推測和假定，從而將猜想轉(zhuǎn)換為假設(shè)。在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，教師利用創(chuàng)設(shè)的實(shí)際生活情境，以“是否需要人為參與？”系列具有邏輯層次的問題引出亞里士多德對(duì)自然界中落體運(yùn)動(dòng)的解釋，即“越重的物體下落得越快”，用“自相矛盾”的故事過渡到伽利略質(zhì)疑亞里士多德對(duì)自然現(xiàn)象的解釋，引導(dǎo)學(xué)生利用伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和邏輯推理方法，否定“重物比輕物下落快”的論斷，從而引出伽利略的觀點(diǎn)“物體下落過程的運(yùn)動(dòng)快慢與物體輕重?zé)o關(guān)”，引導(dǎo)學(xué)生提出“影響物體下落快慢的因素可能是重力和空氣阻力”的猜想與假設(shè)。

（2）交流討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。猜想假設(shè)是知識(shí)與情境聯(lián)系的結(jié)果，提出的猜想假設(shè)是否正確，需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步檢驗(yàn)。這一環(huán)節(jié)，教師組織學(xué)生分組討論，給予學(xué)生自主探究的空間，鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇探究方法、制定實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程、選擇實(shí)驗(yàn)器材等，在學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)刻為學(xué)生提供指導(dǎo)或搭建“腳手架”。通過師生間、生生間的交流與合作，共同解決問題，驗(yàn)證所提出的猜想假設(shè)，學(xué)生對(duì)知識(shí)的積極建構(gòu)，激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，推動(dòng)推理思維開啟。交流與合作的過程讓每一個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢和特長都能得到發(fā)揮，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和問題解決能力。在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，在得出影響物體下落快慢的因素是重力或空氣阻力的假設(shè)后，教師可以提出問題“當(dāng)有兩個(gè)因素（重力、阻力）影響下落快慢時(shí)應(yīng)用什么科學(xué)研究方法？”“思考如何探究影響下落的因素？”讓學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，嘗試得出結(jié)論。在學(xué)生探索的過程中，教師也要給予必要的指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生利用紙片、紙團(tuán)、兩個(gè)小球等貼近生活的實(shí)物來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、說出設(shè)計(jì)思路和展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師及時(shí)評(píng)價(jià)不同實(shí)驗(yàn)小組的方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)各實(shí)驗(yàn)小組分析實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提出改進(jìn)措施。

（3）實(shí)驗(yàn)探究，得出規(guī)律。在此環(huán)節(jié)，采用教師演示，學(xué)生總結(jié)的形式，突出學(xué)生的主體地位。通過質(zhì)量不同的物體在低真空環(huán)境—牛頓管演示實(shí)驗(yàn)到高真空環(huán)境以及真空環(huán)境—大衛(wèi)·斯科特（David Randolph Scott）在月球演示的下落情況，發(fā)現(xiàn)空氣阻力越小，物體的下落快慢越趨近于相同，引導(dǎo)學(xué)生分析空氣阻力對(duì)物體下落的影響。利用實(shí)驗(yàn)探究、觀察和推理來引導(dǎo)學(xué)生建立自由落體運(yùn)動(dòng)理想模型，即物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)情境中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行科學(xué)推理，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。發(fā)現(xiàn)去除阻力因素后，物體的下落規(guī)律完全相同。合理外推若徹底去除阻力的影響，物體下落快慢相同，從而建立自由落體運(yùn)動(dòng)理想模型。

（4）變式遷移，運(yùn)用規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)探究得出物理規(guī)律之后，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所得出的物理規(guī)律的邏輯推理過程、物理意義、適用條件和范圍等進(jìn)行深入的分析和理解，在此基礎(chǔ)上，教師可以針對(duì)學(xué)生在物理規(guī)律學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，設(shè)置符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的變式，探索物理規(guī)律所揭示的物理現(xiàn)象或過程中本質(zhì)的、基本的聯(lián)系，幫助學(xué)生厘清物理規(guī)律、物理方法、物理概念之間的關(guān)系，加深學(xué)生對(duì)規(guī)律全面、系統(tǒng)的理解，掌握研究物理規(guī)律的方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際能力，促進(jìn)知識(shí)有效的遷移，鞏固學(xué)生的推理思維。在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)水滴下落過程的實(shí)際情境，引導(dǎo)學(xué)生分解復(fù)雜問題，能對(duì)情境中的信息進(jìn)行歸納推理，把雨滴下落分解為剛開始近似的自由落體運(yùn)動(dòng)和后階段近似的勻速直線運(yùn)動(dòng)。通過分析實(shí)際物體下落的過程，感受真實(shí)運(yùn)動(dòng)和理想模型之間的關(guān)系，并運(yùn)用科學(xué)論證方法表達(dá)觀點(diǎn)，分析在實(shí)際情境中建立自由落體運(yùn)動(dòng)理想模型的條件，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題中對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解更深刻、全面和系統(tǒng)。

4.3 評(píng)估與反思

評(píng)估與反思是檢測學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的掌握程度，了解教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)。教師利用情境化問題，使學(xué)生通過對(duì)問題的思考，鞏固深化對(duì)物理概念、規(guī)律的理解與運(yùn)用。在學(xué)習(xí)某一部分物理內(nèi)容后，教師鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)分析、解決物理問題，讓學(xué)生逐漸掌握解決問題的思路，形成良好的思維習(xí)慣，鞏固學(xué)生推理能力。在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，教師選取典型的情境化試題，學(xué)生結(jié)合生活情境提煉物理知識(shí)，能將自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)用于物理問題解決中，掌握分析綜合、基于證據(jù)和邏輯質(zhì)疑創(chuàng)新的推理論證方法。

5 結(jié)束語

本文緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)和高考評(píng)價(jià)體系的要求，以“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例，設(shè)計(jì)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力。教師首先創(chuàng)設(shè)有利于展開推理思維的物理情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中運(yùn)用分類、歸納等科學(xué)方法來展開推理，同時(shí)顯化科學(xué)方法的教育，加深對(duì)科學(xué)方法的理解和認(rèn)識(shí)，提升推理能力。其次回顧物理學(xué)史上對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的爭論，結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行演繹推理，鞏固學(xué)生的科學(xué)推理能力。最后經(jīng)歷問題解決、運(yùn)用科學(xué)思想方法掌握規(guī)律、形成結(jié)論的過程，建立自由落體運(yùn)動(dòng)理想模型，讓學(xué)生感受科學(xué)家運(yùn)用科學(xué)推理方法進(jìn)行綜合分析形成物理規(guī)律的過程，體會(huì)科學(xué)研究方法對(duì)科學(xué)研究的重要性，讓推理思維更加深化，促進(jìn)科學(xué)思維進(jìn)階，落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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收稿日期：2022-09-19

通訊作者：呂立君（1963-），女，內(nèi)蒙古赤峰市人，教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向：基礎(chǔ)物理教育。

基金項(xiàng)目：2021年內(nèi)蒙古自治區(qū)教育科學(xué)規(guī)劃課題（NGJGH2021378）；2021年內(nèi)蒙古自治區(qū)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目（S20210294Z）