科学思维在初中物理教学中的实践

一、科学思维培养在初中物理教学中的实践

1．通过组织教学内容体现科学思维教育

在初中物理教学中，我们要按照具体思维方法的逻辑组织授课内容、设计课堂教学环节，体现科学思维教育。在引人电压概念时，可应用类比法教学，教师可按照类比法思路开展教学。首先，展示水流和电流的示意图，引导学生找出相似属性，如水流有一定方向，电流也有一定方向；水流推动水轮机的速度大小不同，电流使灯泡发光的亮度也不同……接着进行类比：水流动时，要使水路畅通，推理可知电流流动也要有处处连通的电路；水流动时要有水压，推理可知电流动时要有电压；由水压随髙度差变大而增加，类比可知，电压也会随某种因素的变化而变化。此时教师要告诉学生类比具有偶然性，要想知道结果是否确切，还需通过验证才确定其准确性。这里，教师可以引导学生深人了解类比法的运用与优点，引导学生学会联想知识、触类旁通，启发创新的灵感。

2．通过设计实验探究促进科学思维教育

初中物理实验探究环节是可以通过多种形式呈现的，教师通过设计实验、引导探究以达到促进科学思维教育的目的。例如，在“探究物质吸热能力”的教学中，传统实验是将质量相等的煤油和水分别装在两个相同的烧杯中，并测出煤油和水的初始温度，然后用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度，通过比较吸收相同热量所升高的温度来分析物质的吸热能力。中图分类号：G632．0文献标识码：B而实际实验教学中却发现这一实验存在以下不足：（1）实验安装费时且有一定危险。（2）酒精灯不可能完全相同，烧杯底部平整导致受热不够均匀。（3）分析数据并得出结论时只能凭借印象，产生疑问时也无法重新实验观察，学生往往对结论理解不透，要耗费很长时间去记忆、理解。教师引导学生设计DIS实验，围绕吸热能力和质量、升高温度等的关系展开讨论，力争更好地推理论证严谨的方案，如采用同一个红外加热器保证两个试管中的液体加热方式基本相同，且试管底部为半圆，受热相对均匀。在分析吸热能力强弱时，突出转换思维和控制变量方法，引导学生运用数字化实验图像（可以在实验中保存）找到两种物质升高相同温度的点，发现两种物质所用的加热时间长短不一样，转换成吸热多少不同。又推理得出通过“吸热相同（加热时间相同）时，比较物质升温多少”的方法。在改进实验设计时，要提醒学生分析结论的可靠性和适用性，反思实验方案和过程，促进科学思维与实验过程的优化组合。

3．通过思维比较形成冲突激发科学思维

科学思维教育的目的是要教会学生正确获取知识，而其他思维方式与科学思维方式得出不一样的结论，从而使学生产生了认知冲突。例如，在“力和运动”一节中，学生们起初大多通过经验思维推导，认为力是使物体运动的原因，没有力就无法使物体运动；还有个别学生通过哲学思维思考，认为物体的运动是人内心的一种感觉等。这与科学思维的实证、逻辑相违背，要激发学生运用科学思维学习，就要进行比较，让证据与学生的经验产生认知冲突，进而突出质疑过程（力对物体的运动到底有什么影响）、建立模型过程（用小车代表一般物体，用几种不同材料的平面制造出不同的力等）、推理论证过程（小车停下的距离越近说明了什么），促进科学思维教育的整体性学习。

4．通过科学思维教育巩固科学思维

虽然科学思维教育内容和物理具体内容结合在一起，但是科学思维教育内在的整体性、系统性和发展性要求在每一阶段的物理教学中都要实现全覆盖，包括以实证、逻辑、质疑为思维取向；以提出问题、建立模型、推理论证、质疑创新等为思维特征；以比较、分析、抽象、假说、演绎、模型为思维方法，确保每学完一册物理书，巩固提髙一次科学思维。例如，在苏科版《物理》九年级上册第11章中“杠杆、滑轮”等内容都体现了模型思维；功率、机械效率突出了比较、分析等思维；综合实践活动则训练学生的演绎思维；后面几章内容也凸显了实证、逻辑等科学思维特征。科学思维内容的难易程度要根据初中学段物理学习的要求来确定，有的可以用单独文字明确呈现，有的则通过具体物理方法间接表述，但是每一种具体科学思维方法都应在后续学习中不断进行巩固，

二、初中物理科学思维教育实践的反思与展望

作为明确开展科学思维教育的三个学科领域，物理学科的科学思维教育处于中间层，思想政治学科领域介绍了科学思维，在最外层；数学学科领域重视的是理性思维方法，在最内层。物理学科科学思维教育应该引导学生从科学的视角观察问题、按照科学的逻辑来思考问题、采取具体的方法来解决问题。要达到上述要求，就要注重科学思维取向，树立以质疑为出发点、以实证为判断标准、以逻辑为论证武器的价值观；要让逻辑方法与非逻辑方法相结合，不仅要促进科学思维的发展，也要促进直觉、想象、灵感等一般思维的发展。针对初中物理课程中科学思维教育内容，理顺科学教育中的关系，确定探究步骤，大力开展实践，对于促进科学思维教育质量的提升有重要的现实意义和实践价值。

参考文献，

［1］李正福．论物理核心素养视野下的科学思维教育内容［J］．课租？教材？教法，2012（10〉，97－102．

［2］张杰．大数据视野下借助DIS实验深度开发初中生科学思维的探讨［J］．物理教学，2018（8），40．

［3］张杰，康承满．初中物理数字化实验设计［M］．北京：团结出版社，2018：5．

作者：张杰 单位：沭阳如东实验学校