在初中物理教育領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力至關(guān)重要?？茖W(xué)思維不僅有助于學(xué)生深入理解物理知識，還有助于提升其綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。然而，在當(dāng)前初中物理教學(xué)中，學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展和教學(xué)方法仍然存在一定的改進(jìn)空間。基于此，本文旨在探索有效的教學(xué)設(shè)計與實踐途徑，以更好地促進(jìn)初中生科學(xué)思維的發(fā)展，為物理教學(xué)改革提供有益參考。

一、基于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的初中物理教學(xué)的價值

在如今教育與科技不斷發(fā)展的背景下，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)為目標(biāo)的初中物理教學(xué)具有難以估量的重要價值。

第一，從知識理解方面看，科學(xué)思維在學(xué)生和物理知識之間架起一座橋梁。初中物理涉及力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等大量知識體系，這類知識通常比較抽象復(fù)雜?？茖W(xué)思維的邏輯推理能力，有助于學(xué)生厘清物理概念之間的相互聯(lián)系。例如，在認(rèn)識速度時，教師可以讓學(xué)生用邏輯思維去分析這些物理量在各種運(yùn)動狀態(tài)中的變化。通過分析思維，學(xué)生可以深入理解物理現(xiàn)象背后的邏輯。例如，在研究光線折射的過程中，分析思維鼓勵學(xué)生思考光線在各種介質(zhì)中的傳播是如何引發(fā)折射的。這種深刻的理解使物理知識不是一個孤立的片段，而是一個互相聯(lián)系的知識網(wǎng)絡(luò)，從而幫助學(xué)生長久地記憶并靈活地應(yīng)用。

第二，從能力培養(yǎng)上看，科學(xué)思維的培養(yǎng)是促進(jìn)學(xué)生實踐能力發(fā)展的重點(diǎn)。在初中物理教學(xué)中，實驗環(huán)節(jié)對學(xué)生動手操作能力、觀察能力等方面具有重要的培養(yǎng)作用?？茖W(xué)思維中的創(chuàng)新思維，能啟發(fā)學(xué)生找到實驗設(shè)計的新思路、新方法。例如，設(shè)計一個探究摩擦力大小和什么因素有關(guān)系的實驗，創(chuàng)新思維可能會使學(xué)生聯(lián)想到用不同材料的接觸面或變化物體重量做對比實驗。同時，批判性思維使學(xué)生對實驗過程的結(jié)果產(chǎn)生思考與疑問。當(dāng)實驗數(shù)據(jù)不符合理論預(yù)期時，學(xué)生會對實驗步驟、儀器使用等方面進(jìn)行批判性檢查，以提高其準(zhǔn)確性及可靠性，這一能力培養(yǎng)讓學(xué)生在遇到實際問題時能用科學(xué)方法去解決，而不只是紙上談兵。

第三，從學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展來看，科學(xué)思維是學(xué)生形成綜合素質(zhì)、適應(yīng)將來社會的基石。在科技高速發(fā)展的今天，具有科學(xué)思維的人才能適應(yīng)時代潮流與變革。初中物理教學(xué)所培養(yǎng)出來的科學(xué)思維能力，有利于學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)與生活中迅速地學(xué)習(xí)到新知識與新技能。例如，面對正在興起的人工智能技術(shù)，具有科學(xué)思維基礎(chǔ)的學(xué)生可以更快了解其中的原理，以及算法上的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)處理上的分析方法。并且，科學(xué)思維可以培養(yǎng)學(xué)生的理性精神與獨(dú)立思考能力，使其在信息爆炸的社會里明辨真?zhèn)味馐芴摷傩畔⒌恼`導(dǎo)，從而按照科學(xué)的思維方式進(jìn)行正確判斷與決策。這對個人與社會發(fā)展都起到了積極的作用。另外，科學(xué)思維的培養(yǎng)對初中物理教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)具有重要作用，學(xué)生在用科學(xué)的思維去解決物理問題的過程中體會到了成就感。例如，當(dāng)學(xué)生順利地解開一道錯綜復(fù)雜的電路分析題或做完一個富有趣味的物理小實驗時，成就感就成為學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動力?？茖W(xué)思維使學(xué)生由被動地接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動地探究知識，這一積極主動的探究過程既有趣又富有挑戰(zhàn)性。

二、基于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的初中物理教學(xué)中存在的問題

初中物理教學(xué)致力于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，難免會出現(xiàn)一些問題，也會對教學(xué)目標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。

第一，教學(xué)理念上的滯后性。有些教師局限于傳統(tǒng)教學(xué)觀念，過分強(qiáng)調(diào)知識的傳授，把物理教學(xué)歸結(jié)為講解公式、定理，要求學(xué)生死記硬背結(jié)論。在這一理念中，教師占主導(dǎo)地位，而學(xué)生則是被動地接受知識。例如，對物理定律的解釋，只簡單地向?qū)W生講定律的內(nèi)容及應(yīng)用方法，并不引導(dǎo)學(xué)生去思考定律是怎樣導(dǎo)出的，這樣很容易忽視對學(xué)生邏輯推理與探索過程的訓(xùn)練。這一教學(xué)理念無視學(xué)生這一學(xué)習(xí)主體，不認(rèn)為科學(xué)思維發(fā)展對學(xué)生理解與應(yīng)用物理知識具有重要意義，從而使學(xué)生缺乏主動思考與探究的積極性。

第二，教學(xué)方法單一，也是比較突出的問題。在許多初中物理課堂中，教學(xué)方法還局限于傳統(tǒng)講授法。教師把知識點(diǎn)寫到黑板上，學(xué)生邊聽邊做筆記。這一單一的教學(xué)方法，不利于對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維的培養(yǎng)。例如，物理實驗教學(xué)如果僅僅是教師做演示實驗而學(xué)生看，那么學(xué)生并不能切身感受實驗探究過程，也不能很好地鍛煉學(xué)生的觀察、分析與創(chuàng)新的科學(xué)思維能力。并且，單一的教學(xué)方法會使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)生感到枯燥而不主動參與學(xué)習(xí)。缺乏興趣的推動，學(xué)生就很難積極主動地應(yīng)用科學(xué)思維來理解物理知識并解決問題。

第三，教材內(nèi)容在呈現(xiàn)方式上也有局限。初中物理教材內(nèi)容通常都以相對嚴(yán)謹(jǐn)、標(biāo)準(zhǔn)的方式展現(xiàn)，對某些物理概念與規(guī)律的講解也相對抽象。這對剛接觸物理學(xué)科的初中學(xué)生來說，存在一定的理解困難。在編著的時候，教材也許沒有完全考慮到怎樣指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)思維來認(rèn)識內(nèi)容。例如，有些物理概念是直接給出定義的，而不是通過實際生活的事例或探究活動來循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生去理解。這樣就使學(xué)生只會死記硬背地進(jìn)行學(xué)習(xí)，而無法透徹地了解概念背后所蘊(yùn)含的科學(xué)思維，對其科學(xué)思維能力培養(yǎng)是不利的。

三、基于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的初中物理教學(xué)設(shè)計與實踐方法

（一）以問題為導(dǎo)向引導(dǎo)

問題導(dǎo)向教學(xué)就是以問題為主線帶動學(xué)生學(xué)與思的教學(xué)方法，它對初中物理教學(xué)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展有著十分重要的作用。該方法從提出有啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的問題入手，引導(dǎo)學(xué)生對物理知識進(jìn)行積極探究，激發(fā)其好奇心、求知欲，然后在解題過程中發(fā)展其科學(xué)思維。以問題為中心進(jìn)行教學(xué)時，設(shè)計問題非常關(guān)鍵。提問要具有連貫性、邏輯性，由簡到繁、循序漸進(jìn)地加深學(xué)生對物理概念的理解。

例如，在“動與靜”的教學(xué)中，教師可以提出看似簡單的問題：“我們身邊的一切都是靜止的，或者移動的嗎？”這一問題將引起學(xué)生對日常生活中的常見現(xiàn)象進(jìn)行觀察與反思。有些學(xué)生會認(rèn)為桌子靜止不動是因為桌子總是擺放在那里；有些同學(xué)有不同的看法，覺得桌子位于地球上，隨地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，實際上就是移動著的。這種議論，頓時激起了學(xué)生的濃厚興趣。教師可以進(jìn)一步提問：“怎樣判斷物體是運(yùn)動還是靜止？”這樣就引發(fā)了學(xué)生對評判標(biāo)準(zhǔn)的探求。教師可以指導(dǎo)學(xué)生回憶乘汽車時路旁樹木后移的景象，使學(xué)生了解物體的動與靜是相對而言的，要靠所選參照物來決定。為了深化理解，教師再問：“如果我們從宇宙飛船上觀察地球，它是運(yùn)動的還是靜止的？”該問題把學(xué)生思維向更為寬廣的空間領(lǐng)域擴(kuò)展，讓學(xué)生認(rèn)識到參照物選取對判斷物體運(yùn)動狀態(tài)的作用。在整個教學(xué)過程中，教師要不斷地啟發(fā)學(xué)生思維，讓學(xué)生從最初直觀地感知物體的運(yùn)動和靜止?fàn)顟B(tài)，逐步加深對相對性概念的認(rèn)識和理解。這種以問題為中心的教學(xué)方法，要對物體在各種條件下狀態(tài)的變化及其和參照物之間的相互關(guān)系進(jìn)行分析，能發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力，同時還能培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的能力。并且，以問題為引導(dǎo)也可以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。當(dāng)學(xué)生理解了運(yùn)動和靜止的相對性后，教師可以提出拓展性問題：“如果我們要設(shè)計一種特殊的交通工具，需要考慮運(yùn)動和靜止相對性的哪些方面呢？”這樣就可以使學(xué)生打破常規(guī)思維，用已經(jīng)學(xué)過的知識去創(chuàng)新思考。例如，如何應(yīng)用相對靜止原理確保高速行駛的交通工具內(nèi)的旅客安全舒適。另外，學(xué)生在解題時還需采取分析與綜合相結(jié)合的辦法。學(xué)生需要對每一個問題情境的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，如對象、參照物和運(yùn)動狀態(tài)等，再將它們結(jié)合起來得出結(jié)論。這一思維訓(xùn)練能幫助學(xué)生面對紛繁復(fù)雜的物理問題能有條理地思考并解決問題，從而為以后學(xué)習(xí)更深刻的物理知識打下堅實的科學(xué)思維基礎(chǔ)。

（二）通過實驗探究證明

實驗探究論證是初中物理教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的核心手段之一。學(xué)生通過實驗可以切身感受物理現(xiàn)象、搜集資料、分析成果，進(jìn)而深刻認(rèn)識物理規(guī)律、培養(yǎng)其科學(xué)思維能力。

以“測量速度”教學(xué)為例，在引入實驗前，教師可以先通過生活中的場景引發(fā)學(xué)生的思考，詢問學(xué)生：“運(yùn)動會跑步比賽時如何得知哪個運(yùn)動員跑步速度快？”學(xué)生也許能答到看看誰最先到終點(diǎn)，但是教師可進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生想出更準(zhǔn)確的辦法，這樣就能引導(dǎo)學(xué)生了解速度這個概念。之后，再由教師安排學(xué)生做實驗，實驗器材有小車、斜面、刻度尺和秒表等，讓學(xué)生設(shè)計實驗方案，想一想怎樣測量小車沿斜面移動的快慢。在這一過程中學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了鍛煉，可能會提出各種測量方法。例如，有些小組考慮用測量小車經(jīng)過某段固定距離所需時間的方法來計算速度，有些小組可能試圖量出小車經(jīng)過一段時間后的路程。在進(jìn)行實驗操作時，學(xué)生需要用刻度尺精確測得距離，并用秒表記錄下時間，這樣就可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及觀察能力。與此同時，學(xué)生也將面臨一些具體的挑戰(zhàn)。如何確保小車在斜面上進(jìn)行直線行駛，以及如何更準(zhǔn)確地獲取時間等問題。這類問題會引發(fā)學(xué)生對解決方法的思考，從而鍛煉學(xué)生解決問題的能力以及批判性思維能力。例如，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)測量時間存在誤差時，學(xué)生需要確定這是由于秒表操作不當(dāng)還是實驗中的其他外部因素干擾造成的。在搜集資料后，學(xué)生應(yīng)分析資料，計算小車在各個路段上的行駛速度，并對這些速度的波動進(jìn)行比較，這一資料分析涉及數(shù)據(jù)處理能力、邏輯推理能力等。學(xué)生應(yīng)考慮速度和路程、時間的聯(lián)系，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對速度公式進(jìn)行驗證。在這個過程中，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，學(xué)生就應(yīng)對實驗過程進(jìn)行重新檢查，并判斷是否有測量誤差或者實驗設(shè)計有問題，從而進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的批判性思維。此外，教師可指導(dǎo)學(xué)生做實驗。例如，教師可以詢問學(xué)生：“若斜面上坡度發(fā)生變化，小車速度將怎樣變化？”允許學(xué)生對實驗進(jìn)行再設(shè)計、再探索。這樣既能深化學(xué)生對速度概念的認(rèn)識，又能使學(xué)生了解物理量間互相影響的關(guān)系，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究精神以及靈活多變的科學(xué)思維。這一實驗探究與證明過程可以使學(xué)生在實踐中認(rèn)識到測量速度的方法及其含義，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)科學(xué)思維能力，從而為后續(xù)的物理學(xué)習(xí)與科學(xué)研究奠定良好基礎(chǔ)。

（三）小組合作學(xué)習(xí)法

在初中物理教學(xué)中，小組合作學(xué)習(xí)法為學(xué)生搭建了共同學(xué)習(xí)、交流與探究的舞臺，有利于學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。該方法通過組內(nèi)各成員分工合作，學(xué)生能在互相探討與交流中碰撞出思維的火花，從而促進(jìn)其物理知識理解與科學(xué)思維發(fā)展。

以“聲音的產(chǎn)生和傳播”這一教學(xué)主題為背景，教師可以將學(xué)生劃分為多個小組，并為每個小組分配特定的職責(zé)和任務(wù)。在研究聲音產(chǎn)生的過程中，教師可以為每個小組提供一些基本的實驗工具，如音叉、鼓、橡皮筋和水槽等，并提出一個問題“聲音是怎么產(chǎn)生的”。之后，組員之間開始分工，有些同學(xué)負(fù)責(zé)實驗器材的操作，如拿槌敲音叉讓音叉振動發(fā)出聲音；有些同學(xué)承擔(dān)著觀察實驗現(xiàn)象的任務(wù)，如觀察音叉在振動過程中周圍空氣的變化和水面的起伏情況；還有的學(xué)生承擔(dān)著實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)記錄任務(wù)。每一個學(xué)生都會主動地參與其中，并通過親身經(jīng)歷與觀察發(fā)現(xiàn)了這樣一個規(guī)律：物體發(fā)出聲音的同時也會產(chǎn)生振動。例如，敲擊鼓面，鼓面上有細(xì)小紙屑跳動，表示鼓面在振動；拉伸橡皮筋撥動橡皮筋使橡皮筋振動發(fā)聲。這種小組合作方式使每一位學(xué)生都能充分地參與實驗探究，提升動手能力與觀察能力。在研究聲音如何傳播的過程中，小組有機(jī)會更深入地探討聲音在各種不同媒介中的傳播特性。教師可以引導(dǎo)小組思考問題：“聲音是否可以在固體、液體和氣體里傳播？怎樣用實驗證明呢？”組員將主動探討和設(shè)計實驗方案。例如，有些小組將發(fā)出聲音的鬧鐘放在密封袋里，然后放進(jìn)水里，傾聽聲音變化以探索液體中的聲傳播；有些小組將耳朵貼于課桌，請另一名學(xué)生敲擊課桌的另一側(cè)，以感覺聲音是如何通過固體傳播的。在這個過程中，學(xué)生需要利用邏輯思維進(jìn)行實驗設(shè)計，并對聲音在不同媒介上的傳播特性進(jìn)行分析。在小組討論期間，各種意見發(fā)生了碰撞。例如，當(dāng)探討聲音能否在真空里傳播時，有些同學(xué)可能會根據(jù)以前的實驗得出結(jié)論：聲音是要通過介質(zhì)才能夠傳播的，因此它不能在真空里傳播；部分同學(xué)可能會產(chǎn)生懷疑，需要進(jìn)一步實驗或資料查詢加以證實。這一探討啟發(fā)學(xué)生批判性思維，學(xué)會用不同的視角去考慮問題，而不是一味地接受已有結(jié)論。小組合作學(xué)習(xí)還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力、溝通能力等，每一位成員都承擔(dān)著小組內(nèi)各自的作用與使命，需要互相配合與溝通來完成實驗探究。在溝通時，學(xué)生需要明確表達(dá)思想、觀察結(jié)果等，還應(yīng)仔細(xì)聽取其他成員的建議。例如，當(dāng)歸納出聲音傳播與產(chǎn)生的規(guī)律后，組員需一起探討，并把大家的實驗結(jié)果與發(fā)現(xiàn)有機(jī)地結(jié)合起來，從而得出本組研究結(jié)論。這種交流與協(xié)作能力對科學(xué)思維的培養(yǎng)是必不可少的，因為科學(xué)研究通常要求團(tuán)隊成員密切協(xié)作。在“聲音傳播和產(chǎn)生”的教學(xué)過程中采用小組合作學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生在多個領(lǐng)域都得到了鍛煉，其科學(xué)思維能力也得到了顯著提高。

四、結(jié)語

綜上所述，在初中物理教學(xué)中，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展為目標(biāo)的教學(xué)設(shè)計和實踐能促進(jìn)學(xué)生對物理世界的探究。在這個過程中，學(xué)生由被動地接受知識轉(zhuǎn)向主動地思考問題，由單純地模仿向創(chuàng)造性地解決問題轉(zhuǎn)化。每次思維碰撞，每次實驗探索，每次理論推導(dǎo)都是學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的臺階。這樣不但使學(xué)生學(xué)習(xí)物理如沐春風(fēng)，而且為學(xué)生從科學(xué)的角度去觀察和認(rèn)識世界開啟了簡便之門。