初中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

張炳發(fā)

【摘要】在初中物理教學(xué)過程中，教師需要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，主要包括情境轉(zhuǎn)換和現(xiàn)象分析等。在實(shí)際教學(xué)中，大多數(shù)教師只是重視傳授知識(shí)和技能，并沒有培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。根據(jù)初中物理教材的特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，本文以“液體蒸發(fā)”為例，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的意識(shí)，通過教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，進(jìn)行情境轉(zhuǎn)換；通過問題的引導(dǎo)，經(jīng)歷現(xiàn)象分析。

【關(guān)鍵詞】情境轉(zhuǎn)換；現(xiàn)象分析；證據(jù)意識(shí)；質(zhì)疑創(chuàng)新

在初中物理教學(xué)過程中，科學(xué)思維是從物理學(xué)的角度上，對(duì)客觀事物的相互關(guān)系、本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行認(rèn)知；在構(gòu)建抽象概括的過程中，是屬于推理、綜合和論證等方式的內(nèi)化。初中物理科學(xué)思維主要包括的要素為情境轉(zhuǎn)換和現(xiàn)象分析等。隨著新課程改革的不斷深入，需要在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，就是通過物理教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的理解能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和綜合素養(yǎng)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，體驗(yàn)情境轉(zhuǎn)換

在以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維為教學(xué)目標(biāo)的過程中，首先要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，然后選擇并構(gòu)建教學(xué)情境，通過實(shí)踐活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。情境認(rèn)知理論提出，學(xué)習(xí)者在特定的情境下，主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過程是學(xué)習(xí)，而情境屬于認(rèn)識(shí)活動(dòng)的基礎(chǔ)，在物理教學(xué)過程中，教師可以通過對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，將物理知識(shí)和生活情境進(jìn)行有效結(jié)合，選擇合理的物理知識(shí)，對(duì)生活中出現(xiàn)的物理問題進(jìn)行解決，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。例如，在對(duì)新課內(nèi)容進(jìn)行導(dǎo)入的過程中，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

情境轉(zhuǎn)換1：不管是冬季和夏天，在濕布擦過的桌面，會(huì)逐漸變干。同樣，在溫暖皮膚和其他冰冷物體的表面上擦拭酒精的過程中，最后都會(huì)“消失不見”。那么，這些液體會(huì)變成什么？學(xué)生通常認(rèn)為轉(zhuǎn)化成了氣體，但并不能看見水變成水蒸氣的過程，只能通過水量的減少，其預(yù)測減少的水量可能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，而擴(kuò)散到空氣當(dāng)中。學(xué)生具備吹氣球的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)氣球外形的變化，可以感覺到氣態(tài)的存在。因此，筆者利用圖1裝置，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，在試管中需要裝上適量的水，為了減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，需要使用酒精燈進(jìn)行加熱，但水不會(huì)呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，過了幾分鐘之后，試管內(nèi)的水量會(huì)減少，而氣球會(huì)逐漸鼓起來，這充分說明水量減少，主要原因是水轉(zhuǎn)化成了水蒸氣，從而讓學(xué)生充分體會(huì)到產(chǎn)生的水蒸氣。

情境轉(zhuǎn)換2：在發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象的過程中，主要發(fā)生在液體的哪個(gè)位置？首先需要讓學(xué)生對(duì)教材進(jìn)行閱讀：從分子運(yùn)動(dòng)的角度上來說，其組成的液體，大量的氣體會(huì)不停地運(yùn)動(dòng)，其中會(huì)存在分子運(yùn)動(dòng)速度較大的情況。在分子處于液體表面的情況下，需要解決其他分子對(duì)它的引力，在離開液面之后，就會(huì)進(jìn)入到空氣中。這是于微觀推理，學(xué)生不能很好地理解。那么，怎么運(yùn)用實(shí)驗(yàn)，對(duì)變化過程進(jìn)行觀察呢？物理教材中并沒有涉及對(duì)實(shí)驗(yàn)存在的問題的解決，我們使用的器材主要包括氨水、注射器、兩個(gè)試管、食用油等，通過實(shí)驗(yàn)演示，對(duì)問題進(jìn)行論證。具體流程如下（如圖2所示）。在試管1中適量的加入氨水，然后用棉簽沾上酚酞試液，放入到試管1管口，然后讓學(xué)生對(duì)變化的情況進(jìn)行觀察：棉球變紅，說明氨水蒸發(fā)，酚酞遇堿性變紅；在試管2中適量的添加食用油，然后用注射器取適量的氨水，注入到試管2中，然后用棉簽沾上酚酞試液，放入到試管2管口，然后讓學(xué)生對(duì)變化情況進(jìn)行觀察：棉球沒有變色，說明氨水處于液體內(nèi)部沒有蒸發(fā)。這樣，我們可以得到結(jié)論：蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面。

情境轉(zhuǎn)換1源自學(xué)生經(jīng)歷的生活情境，每個(gè)學(xué)生都具備一定的經(jīng)驗(yàn)，并且，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；情境轉(zhuǎn)換2源自教材內(nèi)容，教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，可將不可見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為可見的現(xiàn)象，這樣不僅具備挑戰(zhàn)，還具有趣味性。在實(shí)際教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知邏輯，創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高初中物理教學(xué)效果。

二、問題導(dǎo)引，經(jīng)歷現(xiàn)象分析

在推理和分析物理現(xiàn)象的過程中，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維?？茖W(xué)推理，是結(jié)合物理知識(shí)和給予的條件進(jìn)行推導(dǎo)，從而保證判斷結(jié)論的準(zhǔn)確性。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中，是提出和解決問題的過程，因此，在解決問題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理十分重要。

現(xiàn)象分析1：冬天洗澡后，通常會(huì)使用浴巾擦拭身體，其目的是干得快些；希望買來的水果干得慢些，這些都關(guān)系到液體蒸發(fā)的快慢。你可以根據(jù)液體蒸發(fā)快慢的影響因素，構(gòu)建合理的假設(shè)？學(xué)生每天洗臉時(shí)，會(huì)使用毛巾，然后結(jié)合晾曬毛巾的經(jīng)驗(yàn)，會(huì)獲得一定的啟示。提示：在濕毛巾撐開晾曬與堆在一起晾曬進(jìn)行比較的情況下，哪種方式會(huì)干得更快一些？在太陽光晾曬與陰涼處晾曬進(jìn)行對(duì)比時(shí)，哪種方式會(huì)干得更快一些？在處于太陽光下和陰涼處的情況下，其不同的是溫度，而在通風(fēng)處和無風(fēng)處中，不同的是空氣流動(dòng)的快慢。這樣學(xué)生可以建立的假設(shè)包括以下幾點(diǎn)：可能會(huì)與液體表面積中的大小有一定的關(guān)系；可能會(huì)與溫度的高低有一定的關(guān)系；可能會(huì)與液體表面空氣流動(dòng)的快慢有一定的關(guān)系。

現(xiàn)象分析2：除了上述因素外，需要有效結(jié)合晾毛巾的例子，你認(rèn)為蒸發(fā)快慢的影響因素還包括哪些？

在液體不同的情況下，毛巾干得快慢也會(huì)不同，因此液體的種類會(huì)與蒸發(fā)的快慢有一定的關(guān)系；在南方天氣潮濕的情況下，毛巾是不容易干的，因此，空氣的濕度與蒸發(fā)快慢存在關(guān)系。

在現(xiàn)象分析1中，根據(jù)學(xué)生生活中的晾毛巾情況，可以運(yùn)用對(duì)比的方式對(duì)問題進(jìn)行分析、創(chuàng)設(shè)猜想，雖然思維處在感性的模糊時(shí)期，但可以為實(shí)驗(yàn)探究奠定一定的基礎(chǔ)。在現(xiàn)象分析2中，研究對(duì)象為毛巾，需要不斷深化研究問題，并在推理和分析的前提下，對(duì)前概念的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，提高學(xué)生解決問題的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著新課程改革的不斷深入，提出了教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容的情況，引導(dǎo)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)研究，可以在整個(gè)教學(xué)過程中充分融入思維訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生自主思考的習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

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（福建省邵武市邵武第六中學(xué)，福建南平354000）