牛旌麗 陳靜靜

在初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)中，科學(xué)思維是相當重要的組成部分。對初中物理學(xué)科而言，科學(xué)思維主要包括科學(xué)抽象、科學(xué)推理、科學(xué)創(chuàng)新、科學(xué)探究以及科學(xué)批判等思維。在傳統(tǒng)的初中物理學(xué)科教學(xué)中，教師往往只注重對理論知識以及固有概念進行教學(xué)，忽略了對學(xué)生認知邏輯以及科學(xué)思維的培養(yǎng)，很多學(xué)生的物理學(xué)習(xí)活動僅僅停留于表面，沒有真正深入知識內(nèi)部，存在較強的局限性。所以在初中物理教學(xué)過程中，對發(fā)展學(xué)生物理科學(xué)思維的教學(xué)策略進行研究具有十分重要的現(xiàn)實意義，不僅能夠提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，還能提升學(xué)生的科學(xué)思維能力以及品質(zhì)?；诖?，本文對初中物理教學(xué)中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的方法進行探究，以期為這方面的工作提供更多幫助。

一、初中物理教學(xué)中學(xué)生思維能力的基本類型

（一）形象思維能力

學(xué)生學(xué)習(xí)物理時，形象思維發(fā)揮著相當重要的作用，但是在實際教學(xué)過程中，教師長時間忽略對學(xué)生形象思維的培養(yǎng)，主要運用抽象理論講解的方式傳授物理知識，導(dǎo)致學(xué)生物理知識的建構(gòu)受到影響，對相關(guān)知識的理解不夠透徹。學(xué)生運用形象思維，能夠透過事物表象，以直觀認知的方式學(xué)習(xí)和總結(jié)物理知識，進而對相關(guān)物理知識產(chǎn)生新的認知。在實際物理學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生往往會遇到一些比較抽象性的概念，而教師如果能夠通過直觀形象的方式教學(xué)，那么學(xué)生就更容易理解。例如，“分子”這一概念對學(xué)生來說比較抽象，肉眼無法觀察到，在這樣的情況下，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生開展一些直觀的動手實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中進行分析和觀察，促使學(xué)生對相關(guān)概念有更形象和直觀的認識。

（二）逆向思維能力

在實際的初中物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，如果教師運用正向思維的方式帶領(lǐng)學(xué)生分析問題和解決問題，學(xué)生往往會在理解方面存在困難，但是如果教師能夠引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思路，采用逆向思維的方式，那么學(xué)生的思維禁錮就會被打破，所以教師要引導(dǎo)學(xué)生運用逆向的思維方式解決問題。例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“力的合成與分解”方面的內(nèi)容時，教師如果直接運用正向思維引導(dǎo)學(xué)生，那么學(xué)生往往難以理解，這時教師就可以采用逆向思維的方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同現(xiàn)象中的矛盾，從而達到正面論證的目標。一旦學(xué)生具備了逆向思維能力，那么學(xué)生的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)活動將更加容易。

（三）聚合思維和發(fā)散思維

從一定程度上來說，聚合思維實際上是一種概括性思維，要求學(xué)生運用各種方法探究答案，借助聚合思維整合發(fā)散性思維，對發(fā)散性思維進行提煉加工，進而探究更獨特的解題思路。而針對發(fā)散性思維而言，其往往指的是從不同角度分析同一事物，從而找到解決問題的不同方法。在實際初中物理教學(xué)過程中，教師借助發(fā)散性思維，能夠改變學(xué)生的思維定式，避免學(xué)生在解決問題的過程中一直運用錯誤的思維。如果教師在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)形成了較頑固的思維定式，那么教師就要變革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過各種類型的實驗活動，改變學(xué)生的思維定式，提升學(xué)生解決問題和分析問題的能力，從而幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。

（四）歸納與演繹思維能力

在物理課程中，歸納以及演繹是兩種不同的思維方式，如果學(xué)生能夠同時具備演繹思維與歸納能力，那么將會對所學(xué)的物理知識產(chǎn)生更深刻的理解，能夠更準確地解釋相應(yīng)的物理現(xiàn)象和物理本質(zhì)。從一定程度上來說，歸納思維往往是由事物的特殊性推理而得到事物的普遍性，而演繹思維則是由事物的普遍性到事物的特殊性。借助于這兩種思維方式，能夠引導(dǎo)學(xué)生對已經(jīng)學(xué)過的知識進行總結(jié)，從而整合分散的信息，加深對知識的內(nèi)化以及鞏固。

二、初中物理教學(xué)中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的重要意義

初中物理課程更注重對學(xué)生的思維進行培養(yǎng)，而科學(xué)的思維方式是深入學(xué)習(xí)物理知識的一個重要保障。所以以科學(xué)思維的本質(zhì)屬性作為基礎(chǔ)，在實際的初中物理教學(xué)中，教師要想更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，不僅需要準確地對相關(guān)物理理論知識進行描述，而且需要針對其中的理論知識以及原理進行客觀評價，充分挖掘其中蘊含的科學(xué)思維要素。通常來說，初中物理教學(xué)課堂更多是以學(xué)生為主的思維型課堂，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，能夠幫助學(xué)生降級化處理一些困難而又復(fù)雜的物理知識，進而提升物理課堂教學(xué)效果。所以在實際的初中物理課程教學(xué)中，教師有必要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，樹立以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，將課堂真正交還給學(xué)生，帶領(lǐng)學(xué)生由淺層次的知識引入逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯顚哟蔚闹R探究，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的過程中，更好地發(fā)展和培養(yǎng)科學(xué)思維。

（一）設(shè)置問題搭建支架，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理思維

從一定程度上來說，初中物理課程的科學(xué)推理思維往往是以教學(xué)問題為基礎(chǔ)進行引導(dǎo)而形成的，根據(jù)對已知信息的分析，結(jié)合自身已經(jīng)掌握的一些物理知識進行推理，進而得到更準確的問題答案。所以教師在初中物理教學(xué)過程中，要設(shè)置一定的教學(xué)問題，為學(xué)生搭建思維支架，引導(dǎo)學(xué)生以特定的事實作為基礎(chǔ)進行思考，從而形成初步的物理科學(xué)推理思維。在實際教學(xué)活動開始之前，教師要帶領(lǐng)學(xué)生明確教學(xué)目標，以學(xué)生的物理知識學(xué)習(xí)需求作為依據(jù)，科學(xué)地設(shè)置相應(yīng)的問題，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)推理思維，促使學(xué)生的物理推理能力得到提升，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。借助問題設(shè)置的方式搭建思維支架，能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生進行思考，幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的物理概念，培養(yǎng)學(xué)生遇到問題不退縮、迎難而上尋找問題解決方法的習(xí)慣。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“浮力大小與哪些因素有關(guān)”這一內(nèi)容時，正式授課之前，教師可以提問學(xué)生：“你們感受過浮力嗎？浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢？”這時學(xué)生就會針對問題進行猜想，能夠大幅縮短課上用于推理驗證的時間，同時能夠為學(xué)生的推理驗證學(xué)習(xí)活動提供相應(yīng)的思路，這對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理思維具有十分重要的意義。

此外，通過設(shè)置問題搭建思維支架的教學(xué)方式不僅可以在課前運用，還可以在課堂中運用。例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)一些較為簡單的“并聯(lián)電路以及串聯(lián)電路”知識時，教師可以要求學(xué)生運用導(dǎo)線以及干電池等材料組裝電路，然后提問學(xué)生：“如果存在多個小燈泡，如何才能確保小燈泡之間的開關(guān)互不影響，應(yīng)該如何連接？”當學(xué)生相互討論分析出電路圖的連接方式后，教師可以繼續(xù)提問學(xué)生：“如果將兩個電路中的開關(guān)都關(guān)閉，或者對開關(guān)的位置進行調(diào)整，將會出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？”通過問題的引導(dǎo)，對學(xué)生科學(xué)推理思維能力的培養(yǎng)將貫穿于整個教學(xué)活動的始終，這對提升初中學(xué)生物理科學(xué)推理思維能力具有十分重要的意義。

（二）借助思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維

顧名思義，思維導(dǎo)圖實際上是對學(xué)生科學(xué)思維進行培養(yǎng)的一個有效的教學(xué)工具，借助思維導(dǎo)圖，能夠構(gòu)建更形象的知識結(jié)構(gòu)，歸納和梳理知識之間的相關(guān)性以及共通性，理順知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，為后續(xù)的知識創(chuàng)新工作以及知識開發(fā)工作提供更多保障。通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生不僅能夠更好地整理和歸納知識，還能形成既有的知識框架，突破傳統(tǒng)框架的限制，從而進行更深層次的研究和思考，拓展和創(chuàng)新原有的知識。由此可見，在初中物理教學(xué)中，如果教師能夠合理、靈活地運用思維導(dǎo)圖，那么就能打破傳統(tǒng)教學(xué)的局限性，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生依靠思維導(dǎo)圖自身所具備的系統(tǒng)性以及內(nèi)在的邏輯性，更好地拓展教材內(nèi)容，從而為科學(xué)思維的發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)光學(xué)知識的相關(guān)內(nèi)容時，教師就可以運用思維導(dǎo)圖，結(jié)合學(xué)生的實際生活，引導(dǎo)學(xué)生在腦海中構(gòu)建清晰的光學(xué)知識框架，實現(xiàn)前后知識點的相互串聯(lián)，這樣學(xué)生的記憶將會更深刻。而且以這一知識框架作為基礎(chǔ)，學(xué)生將會擁有更多創(chuàng)新拓展空間，能夠幫助學(xué)生更好地培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新思維。再如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“光的反射”這部分內(nèi)容時，教師可以用思維導(dǎo)圖的方式梳理光的反射規(guī)律，在實際生活中尋找與之相關(guān)的一些物理現(xiàn)象，在現(xiàn)實生活中運用相應(yīng)的理論知識。在物理課堂教學(xué)中，教師常常用量角器或粗糙的硬紙板等實驗材料驗證光的反射規(guī)律，通過對入射角和反射角的大小進行測量，找出二者之間的關(guān)系。同時，教師要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想生活中的一些情景，如樹蔭下的光斑以及青山在水中的倒影等，這實際上就是對學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維進行培養(yǎng)的一個過程。在物理教學(xué)中，思維導(dǎo)圖往往與發(fā)散性的思考以及論證相互結(jié)合，通過這種方式可以為學(xué)生提供更多創(chuàng)新思維發(fā)展的空間，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最終幫助學(xué)生更好地培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新思維。

（三）構(gòu)建物理教學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維

通?？茖W(xué)思維又會被稱作邏輯思維。由于初中階段的物理知識相對抽象，學(xué)生難以理解，為了幫助學(xué)生更快地理解物理知識，教師需要為學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)模型。從一定程度上來說，物理教學(xué)模型實際上是連接現(xiàn)實生活與物理知識的橋梁，是將一些抽象的物理概念具象化的一個重要手段，更是在新課程標準的要求下，發(fā)展科學(xué)抽象思維的一個必要方式。在構(gòu)建物理模型的過程中，可以忽略掉一些不會對問題本質(zhì)產(chǎn)生影響的因素，通過更直觀和簡單的模型展示一些復(fù)雜而又抽象的知識，進而促使學(xué)生對物理概念產(chǎn)生更深刻的印象。實際上，構(gòu)建物理教學(xué)模型是對一些復(fù)雜物理概念的簡化，抓住一些核心要素，突出教學(xué)重點，從而幫助學(xué)生完成物理知識的利用以及遷移，這是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、鍛煉學(xué)生邏輯分析能力的一個重要方式。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“杠桿的平衡條件”這一節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生對杠桿的相關(guān)理論知識理解起來有一定難度，再加上其中涉及的概念非常復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很容易混淆相關(guān)概念，難以掌握相關(guān)內(nèi)容。但是在日常生活中，杠桿原理的應(yīng)用十分廣泛，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合日常生活的實際情況構(gòu)建相應(yīng)的物理模型，讓學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中更好地掌握物理知識。如教師可以帶領(lǐng)學(xué)生詳細分析指甲刀的制作原理以及其中運用到的杠桿結(jié)構(gòu)，歸納杠桿類型、確定力臂。教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生對汽車引擎蓋的開啟過程進行分析，進而構(gòu)建相應(yīng)的杠桿物理模型，找出施加作用力最小的點。

帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建物理模型實際上也是對學(xué)生的簡化問題能力以及抽象概括能力進行培養(yǎng)，不僅能夠幫助學(xué)生深刻地理解相應(yīng)的物理知識，還能提升學(xué)生的分析能力，更好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)抽象思維。結(jié)合學(xué)生日常生活中的物理理論知識以及物理現(xiàn)象，構(gòu)建一些更具有啟發(fā)性的物理模型，能夠?qū)⒁恍┍容^抽象的問題變得簡單，很好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)抽象思維。

（四）創(chuàng)設(shè)實驗探究情境，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維

物理實驗是初中物理課程教學(xué)中的一項重要內(nèi)容，而在物理實驗教學(xué)中，教學(xué)情境法是一種常用的教學(xué)方法。以學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的物理實驗探究情境，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究思維的一項重要教學(xué)策略。通常來說，初中物理學(xué)科中的探究實驗往往都是將一些比較抽象的物理理論知識變得通俗易懂，進而使學(xué)生更容易接受，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生積極主動地參與物理實驗操作實踐活動，逐漸完成對學(xué)生科學(xué)探究思維的周期訓(xùn)練。從表面上來看，科學(xué)實驗探究占據(jù)了學(xué)生的大量時間，但是卻能很好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“阻力對物體運動的影響”這一探究實驗時，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，充分激發(fā)學(xué)生的探究興趣，教師可以創(chuàng)設(shè)趣味探究實驗情境。首先，將學(xué)生進行分組，每兩個學(xué)生為一組，一個學(xué)生用力壓住桌子，另一個學(xué)生手掌貼著桌子向前推動，感受手掌前進過程中受到的阻力。其次，壓桌子的學(xué)生慢慢減小壓力，讓另外一個學(xué)生充分感受阻力發(fā)生的變化，之后兩人交換位置繼續(xù)感受，總結(jié)阻力對物體的影響因素。最后，教師帶領(lǐng)學(xué)生開展探究實驗，讓每個小組操作小車從相同斜面的相同高度自由滑下，將毛巾以及棉布分別鋪在木板上，在實驗過程中，記錄小車在不同表面上滑行的距離，總結(jié)歸納實驗現(xiàn)象，得到相應(yīng)的結(jié)論。在這些物理探究實驗中，由于支持力、摩擦力以及重力等多種力的存在，是否產(chǎn)生摩擦力以及摩擦力產(chǎn)生的方向等都是無法確定的，所以不同類型的物理探究實驗更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。

（五）鼓勵學(xué)生質(zhì)疑、反思、分析，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維

對學(xué)生而言，批判思維是一種關(guān)鍵性的思維，存在于大腦活動之上。這一思維主要以一些已經(jīng)確定的結(jié)論或理論為基礎(chǔ)，堅持批判性的原則，運用合理的理由輔助嚴密的邏輯，最終提出自己的疑問，然后分析和解決實際的物理學(xué)科問題。教師在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)批判思維時，要時刻堅持批判性的態(tài)度以及觀念，但是不能一味地否決，要引導(dǎo)學(xué)生在提出自己疑問的同時，必須具有足夠的理由來論證自己的想法，時刻以嚴密的邏輯來對自身的觀念進行驗證。所以在初中物理教學(xué)中，教師要重視對學(xué)生科學(xué)批判思維的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生積極地進行反思，使學(xué)生形成探究精神以及敢于質(zhì)疑的精神。在必要的情況下，教師可以結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實際情況，為其單獨設(shè)置一些可質(zhì)疑的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生對這一情境進行質(zhì)疑，讓學(xué)生在不斷探索的過程中逐步強化自身的科學(xué)批判思維。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“平面鏡成像特點”這一內(nèi)容時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展實驗活動驗證成像的特點。當模擬實驗結(jié)束后，教師要引導(dǎo)學(xué)生繪制實驗過程中出現(xiàn)的圖像，如果用圓圈A、B分別代表蠟燭以及其在平面鏡MN中的成像，測量A、B兩個圓圈之間的距離，根據(jù)測量數(shù)據(jù)得出像、物到平面鏡距離相等的這一結(jié)論。但是僅通過這種方式得到實驗結(jié)論并不夠嚴謹，而且支撐結(jié)論的論據(jù)也不夠充分，在這樣的情況下，教師就可以鼓勵學(xué)生積極質(zhì)疑，到底是結(jié)論本身的問題還是實驗方法存在問題。一旦學(xué)生提出自己的疑問后，教師就可以帶領(lǐng)學(xué)生繼續(xù)深入思考，最終發(fā)現(xiàn)結(jié)論不夠嚴謹主要是因為實驗的測量方法存在問題，在測量過程中需要將平面鏡自身的厚度考慮進去，只有這樣，得到的結(jié)果才更準確。由此可見，在初中物理課堂教學(xué)中，教師要鼓勵學(xué)生對可能存在的問題提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)批判思維，幫助學(xué)生養(yǎng)成更科學(xué)嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

（六）培養(yǎng)學(xué)生的實踐思維能力

當前階段，隨著課程改革的不斷深入，素質(zhì)教育已經(jīng)逐漸被廣大教育工作者認可和接受，在這一背景下，物理實踐教學(xué)在物理教學(xué)中的地位得到了相應(yīng)提升，不僅能夠更好地滿足素質(zhì)教育的相關(guān)要求，還能培養(yǎng)學(xué)生的物理實踐能力。在物理教學(xué)過程中，教師只有引導(dǎo)學(xué)生“從生活中來，到生活中去”，才能更好地將實際生活與物理學(xué)習(xí)活動結(jié)合到一起。例如，在課上開展的物理實驗中，教師可以讓學(xué)生自己動手制作相應(yīng)的實驗器材，可以在電燈泡中裝滿水來代替放大鏡、利用筷子制作簡易的天平等。借助這些簡單的小制作，可以很好地鍛煉學(xué)生的物理實踐能力。與此同時，在教學(xué)過程中，教師還要注重提升學(xué)生的敏銳觀察能力，引導(dǎo)學(xué)生運用物理課堂學(xué)習(xí)中掌握的一些知識和技巧解決現(xiàn)實問題。例如，當學(xué)生在提一個很重的袋子時，為了避免傷到手，就可以將手用布包裹起來，通過這種方式增大手與袋子之間的接觸面積，進而減小手所受到的壓強。在現(xiàn)實生活中，這種案例還有很多，初中物理教師在教學(xué)過程中要注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和實踐，只有這樣，才能充分發(fā)揮物理學(xué)科的價值，使物理知識為學(xué)生的日常學(xué)習(xí)生活提供更多便利。

三、結(jié)語

綜上所述，在當前新課程標準下，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維已經(jīng)成為初中物理學(xué)科改革的必然趨勢，在物理學(xué)習(xí)探究活動中，科學(xué)的思維方式是必不可少的能力以及方法。在開展教學(xué)活動的過程中，物理教師要運用多種方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，如創(chuàng)設(shè)積極的實驗探究情境、設(shè)置教學(xué)問題、搭建支架、利用思維導(dǎo)圖、鼓勵學(xué)生質(zhì)疑和反思教學(xué)問題、構(gòu)建物理模型等。相對而言，科學(xué)思維的培養(yǎng)工作是一個循序漸進的過程，物理教師要重視對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，當學(xué)生擁有了科學(xué)的思維，物理學(xué)習(xí)將變得更簡單，從而取得更好的學(xué)習(xí)效果，促使學(xué)生全面發(fā)展。