如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)

樸 莉

（吉林省四平市鐵東區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校，吉林 四平）

一、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力

初中物理課堂教學(xué)為了更形象地處理問(wèn)題，老師們會(huì)把復(fù)雜的實(shí)際情況轉(zhuǎn)化成容易接受的簡(jiǎn)單的物理情境，形成經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律，建立物理模型。物理模型可以分為直接模型和間接模型。直接模型指的是物理情境具體體現(xiàn)的內(nèi)容在學(xué)生腦中形成的直觀圖像和信息，這種模型可以叫做直接模型。例如，當(dāng)前初中物理教育中需要探索的抽象模型，小球、木塊以及質(zhì)點(diǎn)等等。質(zhì)點(diǎn)屬于理想化的物理模型。間接模型指的是物理情境中的相關(guān)內(nèi)容，在學(xué)生大腦中形成的間接圖像，需要學(xué)生通過(guò)自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行加工，而后獲得相關(guān)的時(shí)空?qǐng)D像，這樣的模型屬于間接模型。這種模型對(duì)于學(xué)生的要求比較高，學(xué)生需要具備一定的抽象思維能力。

二、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力

科學(xué)推理能力是研究物理問(wèn)題必備的能力，也是初中物理學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生思維的邏輯性和嚴(yán)密性能力培養(yǎng)的初級(jí)階段，在教學(xué)中可以有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理邏輯推理，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣，使其終生受益。

案例：凸透鏡成像的規(guī)律是初中物理實(shí)驗(yàn)中一個(gè)比較完整的探究實(shí)驗(yàn)，也是一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；當(dāng)物距在一倍焦距和二倍焦距之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像；讓學(xué)生再分析凸透鏡可成倒立、等大的實(shí)像嗎？引導(dǎo)學(xué)生推理分析，當(dāng)蠟燭逐漸向凸透鏡靠近的過(guò)程中，像是怎樣變化的，在什么位置時(shí)能成倒立、等大的實(shí)像？再進(jìn)一步分析：當(dāng)u滿足什么條件可成倒立、等大的實(shí)像呢？不難得出：當(dāng)物距在二倍焦距處可成倒立、等大的實(shí)像。當(dāng)物距在焦點(diǎn)時(shí)，凸透鏡不成像。還可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生用推理的方法分析，當(dāng)物距小于焦距時(shí)光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚，所以成虛像。也可以總結(jié)成：一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小，物近像遠(yuǎn)像變大。

三、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力

初中階段，分析與論證能力即是科學(xué)論證的能力，要求學(xué)生能對(duì)探究過(guò)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析得出正確的結(jié)論。分析信息時(shí)都有一些常用的方法，初中階段分析論證的方法主要有歸納、比較和推理，有定性分析和定量分析。

1.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論

物理與生活息息相關(guān)，生活中的許多現(xiàn)象都能用物理知識(shí)解釋。

案例：真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)，用抽氣機(jī)抽出空氣，根據(jù)聲音的變化，引導(dǎo)孩子們推理：真空不能傳聲。聲音的傳播需要介質(zhì)。這樣的實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，不可能在真空的條件下進(jìn)行，只能根據(jù)想象進(jìn)行推理得出結(jié)論。

2.分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

初中物理實(shí)驗(yàn)有很多是通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，有些數(shù)據(jù)必須在定量關(guān)系前加上條件，就是控制變量法。案例：在做歐姆定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，要討論在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系；在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系。例題：探究電流跟電壓的關(guān)系，李木同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)表格并根據(jù)表格得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

表1 電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比

表2 電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比

3.分析圖像，得出結(jié)論

圖像是表示物理規(guī)律的方法之一，它可以直觀地反映某一物理量隨另一物理量變化的函數(shù)關(guān)系，形象地描述物理規(guī)律。在進(jìn)行抽象思維的同時(shí)，利用圖像的視覺(jué)感知，有助于對(duì)物理知識(shí)的理解和記憶，準(zhǔn)確把握物理量之間的定性和定量關(guān)系，深刻理解物理意義，應(yīng)用圖像不僅可以直接求出或讀出某些待求物理量，還可以用來(lái)驗(yàn)證某些物理規(guī)律，測(cè)定某些物理量，分析或解決某些復(fù)雜的物理過(guò)程。

案例：如下圖所示，是某種物質(zhì)熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象。由圖中可以得到有關(guān)物質(zhì)熔化的規(guī)律。①這種物質(zhì)是晶體；②熔點(diǎn)是80℃；③熔化時(shí)間是6分鐘；④熔化吸熱等。

四、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“提出一個(gè)問(wèn)題，往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要?！痹谖锢斫虒W(xué)中教會(huì)學(xué)生一些質(zhì)疑的方法是作為物理教師在現(xiàn)階段所應(yīng)注意的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。在物理教學(xué)中，教師可以設(shè)置創(chuàng)造質(zhì)疑情景，使學(xué)生正確質(zhì)疑。

案例：在演示完奧斯特實(shí)驗(yàn)后，可以提出問(wèn)題讓學(xué)生思考：小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)的角度跟什么有關(guān)？這樣也為通電螺線管的講解做好鋪墊。

提高課堂藝術(shù)是調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新質(zhì)疑能力的關(guān)鍵。初中生的心理和生理特點(diǎn)導(dǎo)致精神集中的時(shí)間短，因此教師上課時(shí)要注意課堂藝術(shù)，要善于捕捉學(xué)生的一舉一動(dòng)，不斷激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力，提高教學(xué)效果。

總之，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)是重中之重，每個(gè)教師都應(yīng)該努力做到每節(jié)課都培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生的必備品格和能力負(fù)責(zé)，全面提高自己的教育教學(xué)水平，為教育事業(yè)做貢獻(xiàn)。