张志锋

【摘要】在素质教育不断推进的时代背景下，学生学科素养与综合能力的培养慢慢被广大教育工作者及家长共同关注，对课堂教学更是提出更为严格的要求.其中在高中物理教学中，既需关注理论知识的讲授，还需培养学生的物理核心素养.科学思维则属于物理学科核心素养的重要构成部分，教师要引领学生形成科学思维能力，使其核心素养得到提高.本文针对高中物理教学中如何培养学生科学思维进行深入研究，同时制定部分恰当路径.

【关键词】高中物理；课堂教学；科学思维

基于物理学科核心素养视角来看，科学思维指的是通过物理学视角认识客观事物本质属性、内在规律与相互关系的思维方式，属于通过经验事实建构理想模型的抽象概括过程，即是分析综合与推理论证等科学思维方法的内化.科学思维主要包括建构模型、质疑创新、科学推理与论证等要素，物理教师应结合物理教学内容从多个路径培养学生的科学思维，使其学会对物理原理与现象进行科学思考与分析，提高学生的学习效率.

1 善于联系实际生活，培养学生科学思维

当前的高中物理教材内容，或多或少都与实际生活之间存在着一定的联系.为有效培养学生的科学思维，教师首先需把握好所授内容同实际生活的关系，把单调、抽象的物理理论知识同生活联系起来，激起学生的学习兴趣与研究热情，使其在熟悉的生活场景中进行科学探究，促进科学思维的培养.采用理论联系实际的教学路径，还有助于学生更为深入地理解物理知识，从真正意义上培养他们的科学思维，使其形成正确的科学态度［1］.

例如 在实施“质点”教学时，教师先在多媒体课件中播放以下视频：树叶摇动、小鸟飞翔等.学生通过观察发现周围到处都能够看到物体在运动，便形成思考、交流与讨论这些生活中常见的现象，让他们体验到物理同生活之间的密切联系.接着，教师展示汽车行驶、轮船航行、飞机飞行等画面，并询问：你们并认为以上几个生活实例中物体的状态是什么？学生发现物体都在运动，教师进行追问：大家是怎么判断出来的？学生指出位置发生变化，教师进一步引出机械运动的概念.之后，教师讲述：要想准确描述物体的运动并非一件易事，将会遇到哪些困难与麻烦？如何解决这些问题？学生讨论后，教师指出：因为任何物体都有一定的大小与形状，物体各个部分运动情况通常不同，说明在某些情况下，无需考虑物体的大小与形状，可以将其简化成一个有质量的点——质点，据此描述物体运动.使学生结合生活现象学习新知识，培养他们的科学思维.

2 注重物理概念教学

概念属于物理知识的基础构成部分，是学生进行深入学习与继续探索的关键前提.在高中物理教学过程中，学生将会接触到越来越多的物理概念，这些概念深奥难懂，教师可以此为切入点制定科学思维培养路径，使其真正理解概念的内容与含义，从而顺利进行下一环节的学习［2］.对此，高中物理教师在概念教学中应当带领学生深入分析与探究，使其通过多样化的学习活动深刻、直观地理解概念内涵，为培养学生的科学思维提供更多助力.

例如 以“速度变化快慢的描述——加速度”教学为例，教师事先准备三张纸条，上面内容如下：甲同学开拖拉机，2秒内速度从0变为2m/s；乙同学骑自行车，5秒内速度从0变为10m/s；丙同学骑电车，2秒内速度从0变为10m/s.随机挑选三名同学走上讲台抽取纸条，根据上面内容进行表演，其他同学结合表演情况来判断谁的速度快.接着，教师根据上述活动设问：谁的速度变化比较大？速度变化大的物体速度变化也一定快吗？怎么表示速度增加的快慢？引领学生比较速度变化的快慢，使其分析与交流后得到以下结论：相同时间内速度变化大的运动变化快，相同速度变化量所用时间少的变化快.之后，教师设疑：那么不同时间、不同速度变化，怎么比较快慢？引导学生讨论后得出：要想比较速度改变的快慢需找到统一标准，借机引出加速度，使其理解这是表达速度变化快慢的物理概念.

3 发挥问题驱动作用

在高中物理课堂教学中，教师需刻意转变以往陈旧、落后的教学模式与方法，通过汲取改进后的教育理念与教学形式，提升整体教学质量与学生的学习效率，让他们各项能力均得到一定程度的发展.其中提问是一个比较常见的教学方式，高中物理教师应对之前的提问方式与内容加以改进和创新，注重提问的启发性、开放性与层次性，极力发挥出问题的驱动作用，活跃学生物理思维，使其拥有明确的思考与探索方向，培养与提升他们的科学思维能力［3］.

例如 以“共点力的平衡”教学为例，教师可采用提问导入法：如何对物体的受力情况进行分析？提示学生结合初中时期所学的知识思考与回答，然后将一个木块放在弹簧秤的托盘上，木块右侧系一根细绳，用手轻拉让木块处于静止状态，引出问题：这时木块受到哪些力的作用？学生观察后发现弹簧秤指针偏转，说明木块受到重力作用，示数变小说明木块受到拉力与支持力作用，因为是平衡状态，所以还受到水平向左的摩擦力作用，且与拉力的水平分力平衡.接着，教师结合实验讲授共点力的概念，设置问题：共点力作用下的物体的平衡条件是什么？引导学生回顾初中所学二力平衡条件，归纳为合力为0，继续发问：如果物体受到三个或者三个以上的力处于平衡状态呢？其平衡条件又是什么？随后借助实验指引他们进行科学探究，分析与解答问题，使其通过对问题的处理使学生的科学思维得到训练.

4 精心设计实验教学

实验教学属于高中物理教学中的常规构成部分，同理论知识一起构成完整的物理课程体系.学生科学思维的培养自然离不开實验教学的辅助与支持，使其在实验中进行质疑创新、科学推理和论证，增强他们的科学思维.这就要求高中物理教师在平常教学中需精心设计实验教学环节，以演示实验为前奏，为学生提供更多动手操作实验的机会，使其亲身体会物理理论知识的产生过程，形成更为深刻的印象与记忆，促进学生科学思维的发展［4］.

例如 以“实验：探究平抛运动的特点”教学为例，教师先演示两个小实验：将一节粉笔向上抛出；水面桌面上的小球被撞后，以一定的水平初速度离开桌面.要求学生观察粉笔与小球离开桌面后的运动轨迹，指出在忽略空气阻力的情况下，粉笔与小球都可看作抛体运动.设置问题：物体在做抛体运动过程中受到哪些力的作用？学生分析抛体运动现象，发现如果忽略空气阻力只受重力作用.教师进行追问：为什么运动轨迹是曲线？学生了解到原因是物体的初速度和重力不在一条直线上.接着，教师指导学生亲自动手操作实验探究平抛运动的特点，实验思路是将复杂的平抛运动分解成由竖直方向与水平方向的分运动组成的合运动，采取频闪照相法或者描迹法获得小球平抛运动的轨迹，分别探究竖直与水平两个分运动的特点，引导学生结合实验现象与数据进行推理与验证，发现平抛运动的特点，由此实现学生科学素养的培养.

5 鼓励小组合作探究，培养学生科学思维

在以往的高中物理教学中通常以教师讲授为主，缺乏对学生独立思考能力与合作探究能力的培养，导致学生很难顺利完成各项科学探究与推理任务，科学思维的培养更是收效甚微，不利于整体教学质量的提高［5］.对此，高中物理教师在日常教学中应当根据实际教学情况与需求引入小组合作学习模式，鼓励学生在小组内围绕所学知识、问题、话题或实验等展开合作探究，使其思维发生学生摩擦与碰撞，交流各自的看法与见解，借此不断改善学生的科学思维.

例如 以“向心加速度”教学为例，教师提问：物体做曲线运动时速度会发生变化，一定有加速度，那么物体做圆周运动时怎么确定加速度的大小与方向？引领学生回顾曲线运动的相关知识，为引出新课内容做铺垫，然后利用多媒体设备播放一些展现匀速圆周运动现象的视频，指引学生在小组内合作分析匀速圆周运动的向心加速及方向，使其发现方向时刻改变，总是指向圆心，与速度方向垂直.接着，教师与学生一起归纳出向心加速度的概念，指出只能改变速度的方向，对速度大小没有影响，所以圆周运动是变加速曲线运动.引导学生在小组内讨论：变速圆周运动的加速度与向心加速度有什么关系？匀速圆周运动的加速度和向心加速度有何关系？匀速圆周运动是否为匀变速运动？向心加速度同合速度之间有何关系？让学生一起思考与讨论，深化学生对向心加速度的物理意义的认知，从而培养学生的科学思维.

6 开设课下实践活动，培养学生科学思维

在高中物理整个课程教学中，针对科学思维的培养，不能只利用有限的课内教学时间与空间，还要积极同现实社会接轨.多开设一些课下实践活动，一方面能增进课堂内外之间的联系，另一方面为学生制造一些接触社会与生活的机会，使其亲身参与到科学探究活动中，培养他们的科学思维［6］.所以，高中物理教师需要围绕课内知识主题开设课下实踐活动，带领学生以物理视角分析与看待部分生活现象，锻炼他们的科学思维，达到学以致用的效果.

例如 以“牛顿运动定律的应用”教学为例，教师在课内环节要帮助学生构建物理模型，使其根据模型应用物理知识来解决一些实际物理问题，促进科学思维的培养.之后，在课外环节，教师可要求学生运用牛顿运动定律分析一些生活中的物理现象，如：运用牛顿第一定律分析，当车辆突然急刹车时，乘客由于惯性还在向前运动，所以当状态突然发生改变，就会因为惯性向前摔倒，同理当车辆突然启动，乘客的状态是从静止到前进，由于惯性向后摔.在足球比赛中罚角球时，罚球队员罚出的球速度飞快，加速度也很大，这时接应队员并不需要用力改变球的路线，只需要轻轻一碰就可凭借之前的加速度进行射门，这是牛顿第二定律的体现.基于牛顿第三定律分析，在交通事故中，两辆汽车发生碰撞，产生的作用力和反作用力是相同的，双方受损程度相似.

7 结语

综上所述，在新课改背景下的高中物理教学活动中，教师应深刻认识到培养科学思维的重要性与必要性，结合物理学科知识的特征及高中生的身心特点与发展规律制定多样化的培养路径，从联系实际生活、物理概念、问题驱动、实验设计、小组合作与课下实践等多个路径培养他们的科学思维，使其切实体会到物理科学探究的魅力.

参考文献：

［1］吴素香.基于科学思维培养的高中物理教学策略研究［J］.名师在线，2022（30）：55-57.

［2］张伟艺.高中物理教学中学生科学思维能力的培养研究［J］.教学管理与教育研究，2022，7（17）：80-82.

［3］杨军.高中物理课堂教学中培养学生科学思维能力的策略［J］.辽宁教育，2022（09）：66-69.

［4］杨学梅.高中物理教学中如何培养学生科学思维能力［J］.高考，2022（02）：78-80.

［5］王长明.核心素养视域下高中物理实验教学中的科学思维的培养［J］.高考，2021（31）：101-102.

［6］张丹.高中物理教学中学生科学思维能力的培养策略研究［J］.高中数理化，2021（20）：46-47.