高中物理教學中如何培養學生科學思維能力

劉星

【摘要】教育部所頒布的《高中物理學科核心素養》對于新時代下的中學物理教育和人才培養目標提出了嶄新的要求，物理教學的目的不再是簡單地培養學生的理論知識儲備，而是需要從“物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任”這四大角度著手，這樣才能夠為現代社會提供源源不斷的綜合型人才，有效地推進國家未來的發展建設。為此，高中物理教師在執行工作任務的時候應該進行多角度的思考，將寶貴的教學經驗和嶄新的教學理念進行有機融合，讓學生能夠在精彩紛呈的教學環境中逐步尋找到真正適合自己的高中物理學習手段，學生思維能力可以借此機會獲得完善。本文將會重點探討分析高中物理教學中如何培養學生的科學思維能力，以求能夠為相關單位提供借鑒作用。

【關鍵詞】高中物理? 核心素養? 科學思維? 能力培養

【中圖分類號】G633.7 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）29-0121-02

伴隨現代高中新課程改革進程的越發深入，將學科知識作為核心的傳統課堂正在被逐漸摒棄，以核心素養為重點的新型教育模式正登堂入室。物理學科核心素養當中，最為重要的就是科學思維，學生只有具備了完善的思維能力才能夠在學習各種新型知識的時候具備多元化的思維方式，能夠積極運用自己的智慧解決高中物理知識中的各項問題。物理知識學習本身就富有極強的綜合性，學生不僅需要將各種理論知識清晰記憶，還需要在后續的解題過程中依據實際情況靈活應用各種先進的思維方式，這樣，學生的物理綜合能力方能借此機會得到顯著提升。

一、利用實驗探究模式培養學生科學思維

物理知識中的很多理論概念都是經由科學家進行多次實驗總結得出的，是一種十分貼近人類實際生活的自然科學，因此，教師在授課的時候也需要積極使用這種教學理念，讓所有教學工作都能夠在科學實驗中得以闡釋，學生的課堂參與程度也會更高，對于各個知識節點的具體內容也會具備為深刻的印象，在后續的物理知識學習環節也能夠具有更高的效果。比如，教師在講授向心力的相關理論知識時就應該積極組織學生參與到實驗課程中，讓學生能夠運用自己的智慧解決其中存在的各種問題，讓學生能夠對各個知識的細節具備更為深刻的印象。教師在授課的時候應該利用向心力演示器，讓學生明確向心力和圓周運動物體之間的關系，促進學生深刻了解角速度的概念，學生可以更加清晰地意識到向心力會受到運動半徑的影響。為了能夠進一步闡釋其中各項理論知識的核心概念，教師在組織學生參與到實驗課程的時候還需要注重使用控制變量法，通過合理控制變量來研究和明確影響向心力變化的主要因素。

二、理論課程聯系實踐內容培養科學思維

物理知識本身就和人們的實際生活之間具有著千絲萬縷的關系，在日常生活中學生通過觀察就能夠及時發現很多應用物理知識的現象，如鏡子呈現影像的原理或者車輛運行過程中各種能量的轉化途徑等積極運用了各項物理知識。教師在執行教學任務的時候不僅要將教材中的內涵進行多角度的分析，更需要在日常生活中尋找更多的教學資源，讓學生能夠切實感受到學習物理知識的重要性，學生在日常生活中也會積極運用物理知識的核心理念解釋各種社會現象，這對于培養學生的科學思維是十分重要的教學理念。比如，教師在講授摩擦力的相關知識時就可以積極使用生活中的教學資源解釋其中的深刻內涵，讓學生能夠從多個角度了解到摩擦力出現的位置，以及摩擦力的運用對于實際日常生活的重要性。為此，教師需要為學生提出一些引導性的問題讓學生進行討論。

三、引導學生利用邏輯推理塑造科學思維

邏輯推理能力的提升對于學生在物理領域的發展是極為重要的，這種能力的完善能夠讓學生對各種抽象問題具有明確的認知，學生能夠運用自己的智慧解釋各種物理領域的問題。學生在面對各種理科問題的時候都能夠在較短的時間內在腦海中塑造精確的思考路徑，這對于促進學生的未來成長是重要的思考能力。教師在日常教學的時候也需要注重培養學生的這種科學思維方式，讓學生能夠運用邏輯思維方式尋求問題的答案。在這樣的教學環境中學生也可以充分建立起自主思考的良好習慣，這樣，在學生的心目中物理知識不再是簡單的文字構成，而是具有一定的生命力，學生的心智也能夠在運用邏輯思維的過程中變得更為靈活和成熟，學生在面對任何問題的時候都會進行更多角度的思考，促使學生在物理教學環境中具有更為寬廣的思考角度。伽利略在物理領域擁有崇高的地位，并且在物理學歷史的發展中做出了重要貢獻，切實推翻了原本的思想誤區，糾正了“重物下落速度要快于質量較輕物體”的錯誤觀念。伽利略在這一物理問題中便積極運用了精妙的邏輯思維方式。在原本錯誤的理論觀念下，如果質量不同的物體在同一高度的下降速度存在差異性，當兩種物體捆綁在一起的時候下降速度慢的物體會被下降速度快的物體拉著變得快一些。同時，由于物體由于捆綁在一起，總體質量會增加，這種組合物體的下降速度也會隨之變得更快。但這些理論推斷的內容和實際現象的結果并不符合。伽利略正是利用了邏輯思維方式將原本錯誤的觀念進行了精細化的分析，讓原有觀點自身產生矛盾性，并在此基礎上推斷出物體正確的運動狀態。不僅如此，伽利略在后續的研究中也積極運用了實驗的思路證實了自己的想法，讓物體在的光滑的斜面上自由運動，物體的運動規律符合s/t2=常量（加速度a）的理論，這樣便能夠了解到物體的初速度為零，并且會在斜面上進行勻加速直線運動。倘若將斜面的角度調整到與地面垂直的90°，能夠了解到自由落體運動也符合初速度為零的勻加速運動這一物理學規律。這一教學理念能夠激勵學生在日后的物理知識研究過程中積極運用邏輯思維方式，這樣科學思維對于促進學生深刻分析物理學現象而言是極為重要的。

四、采取歸納演繹教學方式激發科學思維

歸納演繹形式的物理教學方法對于促進學生在物理領域的進步也是極為重要的，能夠讓學生針對某一物理現象總結出其中存在的規律性內容，讓學生能夠運用這些規律進行物理知識的深刻研究。學生在后續的物理知識研究環節中也能夠運用這些規律性的內容解釋各種物理學知識內涵。比如，教師在引導學生研究電磁感應現象的時候就可以積極使用這種教學方式。教師首先需要做的就是準備好相關實驗設備，條形磁鐵以及電流計，并組織學生制作簡單的螺線管線圈。隨后，教師需要引導學生將電流計和線圈進行連接形成簡單的測量裝置，此時，學生需要將磁鐵反復插入和拔出線圈，并觀察電流計的數值變化，讓學生能夠在這種實驗中觀察到磁感應強度的變化。后續學生還應該及時改變線圈面積，這樣就能夠在一次次的實驗中明確觀察到電磁感應強度與線圈面積之間的關系，學生可以在這種實驗中了解到磁通量?的內涵。此時，教師還需要讓學生思考為什么磁鐵放置在線圈中不發生移動的情況下電流計不會發生偏轉。學生經過集體討論能夠及時了解到，這是由于磁鐵沒有切割磁感線，也不會存在磁通量?的變化，電流計也不會產生變化。因此，在后續的物理教學中教師需要讓學生進行反復實驗，并將不同實驗條件下的結構進行總結和歸納，并在結論中不斷分析結果具備差異性的主要原因。只有這樣，學生在進行思考的時候才會更為全面，學生的科學思維方式能夠借此機會得到挖掘，學生在后續的物理知識學習環節中也會注重歸納演繹的重要性，在多次實驗中尋找出物理知識的真諦。

五、使用類比聯想授課手段拓展科學思維

類比聯想教學方式的實施能讓學生對事物及現象進行聯想和推測，讓學生在面對物理問題的時候可以進行更加精細化的思考，培養學生深思熟慮的思考習慣，讓學生可以在比較及分析中找出物理現象的變化規律。這對于培養學生的科學思維也是十分重要的教學途徑。比如，教師在講授電勢能與電場力知識內涵時就可以積極使用這種教學方式，讓學生將其中的知識點和重力做功等方面的內容進行對比和聯想，學生能夠依據原有的學習經驗理解新接觸到的物理知識，學生在理解電勢能等相關概念的時候可以更為順利，更為輕易地理解電勢能減少電場力做正功等的物理概念關系。學生在后續解決相關物理題目的時候也能夠具備更為廣闊的思路。這樣能夠切實做到溫故而知新，不僅讓學生對原本學習到的知識具有了更多角度的認知，也能夠促進學生提升學習新型知識的效率。學生在后續的物理知識研究環境中也會積極運用類比聯想的方式，這種科學思維能夠促使學生了解物理更多層次的內容。學生能夠有更多機會運用自己的智慧解決各項物理問題，學生的學習積極性也可以借此機會獲得根本性的激發，教師可以獲得事半功倍的教學效率。

六、結束語

綜上所述，高中物理教師在執行教學任務的時候應該進行多方面的思考，緊跟時代的發展趨勢，積極運用嶄新的教學理念塑造物理知識教學環境，讓班級內部的所有學生都能夠參與到課堂討論環境中，學生的課堂參與度能夠獲得顯著提升，每個學生都有更多的機會運用自己的智慧解決物理課堂中的各種問題，學生的科學思維方式能夠在完善的教學環境中得到顯著提升，學生之前可以形成隱形的學習內驅力。

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