在習(xí)題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

吳仕軍

[摘要]培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要組成部分，關(guān)系到學(xué)生在分析解決問題時思維的深刻性、獨立性、靈活性與邏輯性。文章以生活化情境和不同知識綜合兩種題型為例，探討習(xí)題教學(xué)中的深度分析，以期有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]習(xí)題教學(xué);科學(xué)思維;生活化情境

[中圖分類號]G633.7

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

[文章編號] 1674-6058（ 2020） 35-0050-02

科學(xué)思維（又稱為科學(xué)邏輯），是在學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知過程中，是正確且科學(xué)地認(rèn)識物理規(guī)律等知識的過程中運用的思辨模式和認(rèn)識方法，是對各種思維方法的有機整合，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的寶貴財富。物理教學(xué)的本質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維又是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要組成部分，關(guān)系到學(xué)生在分析解決問題時思維的深刻性、獨立性、靈活性與邏輯性[1]，避開了學(xué)生在知識與技能背景下單靠機械式訓(xùn)練暫時提升學(xué)習(xí)成績的誤區(qū)。在物理教學(xué)中，要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)思維方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念，運用物理規(guī)律的過程中培養(yǎng)科學(xué)思維，讓學(xué)生不僅會分析解決一道題，還能解決一類問題，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

解答物理習(xí)題可以檢驗學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。如何科學(xué)有效地將習(xí)題課上好，一直是一線物理教師思考的問題，其關(guān)鍵是實現(xiàn)“由以知識傳授為中心的教學(xué)向以能力提升為中心的教學(xué)”轉(zhuǎn)變，在這轉(zhuǎn)變過程中科學(xué)思維起到了關(guān)鍵性作用，具體轉(zhuǎn)變關(guān)系如圖1所示，學(xué)生借助學(xué)習(xí)過的物理知識、定律及規(guī)律方法，在感性認(rèn)識物理習(xí)題的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)思維對習(xí)題教學(xué)中涉及的知識、典型例題等進(jìn)行批判性分析與解答，提高學(xué)生的邏輯思維水平。學(xué)生通過對習(xí)題教學(xué)中涉及的知識進(jìn)行遷移應(yīng)用，再次建立新的解決問題的規(guī)律，進(jìn)而利用新建立的物理規(guī)律批判性地解決與此相關(guān)的一類問題，避免題海戰(zhàn)術(shù)或機械式大規(guī)模訓(xùn)練的學(xué)習(xí)模式，快速提升學(xué)生的核心素養(yǎng)[2]。本文以生活化情境和不同知識綜合兩種題型為例，談?wù)剬α?xí)題教學(xué)的深度分析，以期提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、借助生活化情境培養(yǎng)科學(xué)思維

生活即教育，在要學(xué)習(xí)的物理知識中融人生活化情境，以降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的難度，從而激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，這樣有利于教師引導(dǎo)學(xué)生思考探究。

[例1]如圖2所示，斜面上有一個物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，通過對物體A進(jìn)行受力分析，可以判斷物體A所受摩擦力的表述正確的是（ ）。

A.方向是一定沿斜面向上

B.方向一定沿斜面向下

C.方向不是沿斜面向上，就是沿斜面向下

D.大小可能為零

【課標(biāo)分析】物理習(xí)題教學(xué)應(yīng)關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知特點，加強課程內(nèi)容與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會和科技發(fā)展的聯(lián)系，關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會進(jìn)步和問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和正確的世界觀[3]，讓學(xué)生處處感受到物理就在身邊，生活離不開物理。

本題以2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以放在斜面上的物體A為情景，利用定滑輪及細(xì)繩將B物體與A物體相連，以A物體在斜面上的運動趨勢為模型，以課本中基本知識和基本技能為依托，在注重對基礎(chǔ)知識考查的同時，更加注重不同知識的綜合，重現(xiàn)學(xué)生興趣的激發(fā)，重現(xiàn)手腦并用能力的培養(yǎng)，進(jìn)而體現(xiàn)從生活走向物理、從物理走向社會的科學(xué)本質(zhì)。

【考點分析】本題采用對學(xué)科知識的綜合來考查學(xué)生基本能力，具體涉及如下知識：（1）對平衡狀態(tài)的理解，靜止或勻速直線運動都屬于平衡狀態(tài)，由于A物體在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，運動狀態(tài)保持不變，即A物體受到平衡力的作用;（2）受力分析方法，A物體在斜面上所受摩擦力的方向與其運動趨勢方向相反，本題關(guān)鍵看B物體通過細(xì)繩對A物體沿斜面向上的拉力大小，這就決定了A物體在斜面上的運動趨勢;（3）受力方向的判斷，本題要判斷A物體在斜面上摩擦力的方向，極易誤理解為摩擦力方向一定沿斜面向上或向下，這是片面的。其實，A物體在斜面上受到豎直向下的重力與垂直斜面向上的支持力，這兩個力對A物體共同作用的效果與細(xì)繩對A物體沿斜面向上的拉力共同作用的效果決定了A物體受到的摩擦力。

答案：D。

二、借助不同知識的綜合，培養(yǎng)科學(xué)思維

物理教材中的知識是連貫且盤旋式上升的，然而，部分學(xué)生往往不經(jīng)意間將知識隨意分割，導(dǎo)致知識碎片化嚴(yán)重，這樣會導(dǎo)致學(xué)生的知識斷層，更不能融會貫通，也就導(dǎo)致學(xué)生不能應(yīng)用相關(guān)知識綜合解決問題，為此，將不同知識綜合起來，并引導(dǎo)學(xué)生分析解答，則可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，這樣對學(xué)生建立物理規(guī)律，提升核心素養(yǎng)有重要的作用。

[例2]某同學(xué)利用以下實驗器材測量一個輸出電壓，該電壓恒定（但是數(shù)值未知）。提供的器材有：R1、R2為電阻箱，電流計G（其最大值為50μA，刻度盤只標(biāo)0與最大值），阻值未知的Rg（保護(hù)電阻），開關(guān)S等。利用如圖3所示電路圖，進(jìn)行適當(dāng)操作可以測量電源電壓（電壓不變）。

步驟1：A電阻箱

（“R1”或“R2”）暫時不接，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)另外一個B電阻箱的電阻，電流計G指針處于____ （0或最大值），記錄B電阻箱電阻為27200Ω。

步驟2：開關(guān)S斷開，A電阻箱接人，并將電阻調(diào)節(jié)到 ____（0或最大值），同時將B電阻箱電阻變?yōu)樵瓉淼?/2，再閉合開關(guān)S，逐步 _____（增大或減?。ˋ或B）電阻箱電阻，電流計G指針處于 ____ （0或最大值），記錄電阻箱電阻為3160 Ω。

依據(jù)以上步驟及處理方法，計算出Rg=___Ω;電源電壓U=____V。（計算結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）

【課標(biāo)分析】以考查的知識點為起點，關(guān)注考點中涉及的知識與技能，加強科學(xué)探究，強調(diào)習(xí)題教學(xué)的基礎(chǔ)性、時代性和實踐性，體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)中所要求的各項能力要求，感受習(xí)題的新穎性和演變性，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維打下良好的基礎(chǔ)。

【考點分析】這是一道看似簡單卻又讓人摸不著頭腦的特殊測量題，然而仔細(xì)思考這個特殊測量題卻發(fā)現(xiàn)，測量原理如此簡單，簡單中蘊含著不平凡的測量思想。

步驟1：A電阻箱，即R2（將R2電阻箱標(biāo)記為A），此

教師在備課過程中要以學(xué)生的認(rèn)知水平為基礎(chǔ)，設(shè)計出符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的好習(xí)題，將學(xué)生在分析解決習(xí)題的過程中出現(xiàn)的思維定式、思維障礙等盡可能地暴露出來，并加以剖析，以調(diào)動學(xué)生解決問題的積極性，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維[4]，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙妍妮，陳晨.培養(yǎng)科學(xué)思維提升解題技能：例談2018年南京中考電學(xué)綜合試題[J].物理教師，2019（9）：50-52.

[2]馬云秀.實驗與問題“互為驅(qū)動“培養(yǎng)高階思維能力：以“自感與互感”教學(xué)為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018（Z1）：13-16.

[3]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[s].北京;人民教育出版社，2012.

[4]吳剛.在習(xí)題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力[J].物理教師，2019（1）：86-89.

（責(zé)任編輯南賓）