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核心素养视角下科学思维的培养策略研究

2021-03-16王建红

中学教学参考·理科版 2021年3期
关键词:科学思维核心素养策略

王建红

[摘   要]基于新课程标准的基本要求,理解核心素养的内涵,以及在核心素养的视角下通过物理教学培养学生的科学思维,是社会发展对物理教师的要求。研究认为科学思维的培养策略主要有: ①钻研题型,拓展教学,注重独创思维的培养;②借助数学工具,加强迁移思维的培养;③渗透物理思想,重视模型思维的培养。

[关键词]核心素养;科学思维;策略

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2021)08-0041-03

核心素养是学生终身发展和适应社会需求所具备的品格和能力。物理学科核心素养包含物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任4个维度。而科学思维是物理核心素养的核心,从物理学的角度来看是对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的一种认识方式,是建构物理模型、分析推理论证等方法的内化,是以物理知识为根基,基于事实证据和科学推理对不同观点进行质疑和批判,从而提出创新性见解的思维。拥有物理科学思维素养的学生能够获得对事物现象的更深层次的理解,这样的学生在学习过程中尊重事实不盲目迷信权威,会质疑和创新并勇于提出自己的观点和方法。因此我们在教学过程中要关注学生的思维能力和思维品质的提升,使学生能够解决物理实际问题,并促进学生核心素养的形成和发展。

一、钻研题型,拓展教学,注重学生独创思维的培养

独创思维是指学生在学习的过程中不满足于已有的东西,充分发挥主观能动性,努力发现或创造新的方法,勇于打破传统的思维方式,寻找新的切入点,将独特的思维应用到具体实践中,更加深入地探索事物的内在联系。面对中考如果盲目地实施题海战术,让学生疲于应付大量的习题,学生缺少思考不利于学生思维能力的提高。作为一线教育工作者,我们应在教学上深入研究如何能够让学生从题海战术中解脱出来。在习题教学中也要注重学生独创思维的培养。主要可以从以下几个方面进行尝试。

1.倡导新颖性发散性思维

针对同一问题往往有多种思维方法和解决途径,解题方法的多样性可使学生发散思维,从而增强学生的发散思维意识和能力。教师要鼓励学生提出新颖的问题、思路和方法,指导学生挖掘多种不同的解题方法。通过训练,学生的思维不再是僵化的、呆板的,他们能活用自己的大脑,能够举一反三。

[例1]如图1甲所示的电路中,小灯泡两端电压与通过的电流关系如图1乙所示,闭合开关,小灯泡发光,滑动变阻器滑片从如图1甲所示位置往右滑一段距离的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值变化量大小为[ΔR1],小灯泡阻值的变化量大小为[ΔR2],则这两个量的大小关系怎样?

解法1:设此时的电流为[I1],滑片向右滑一段距离后电流为[I2],电路中的总电阻为

三、渗透物理思想,重视模型思维的培养

利用物理模型处理问题是一种很重要的思维方式,是物理学中一种对研究对象进行理想化提炼的过程。其特点是“有取有舍”重视本质,把复杂的原型转化成简单易懂的模型。在教学中,我们常常发现学生面对一个复杂的问题没有思路或者理解错误的情形,究其原因就是学生对问题的物理过程不理解,对物理中呈现的各种情形缺乏空间想象能力,不能把问题中的各种研究对象简化成模型。在物理教学中,教师应该转变观念,不要总是把精力集中在基本物理模型上,要重视模型思维的培养,帮助学生形成条理清晰的思维路径,提高学生对物理模型的分析和应用能力。很多物理模型间有紧密的逻辑联系。例如,蹦极、雨滴的下落、弹簧问题等都属于同一个模型。教师在教学过程中只要抓住基本物理模型的建立和物理模型思维,引导学生建立并分析物理模型,此类问题也就迎刃而解了。如果没有模型思维,学生即使掌握再多的知识也是一盘散沙,毫无生命力。下面以蹦极为例讲述物理模型思维的重要性。

[例4]蹦极运动简化后与下列情景相似:如图4甲所示,弹性细绳的一端固定在O点,另一端系着一个小球,小球从O点释放后上下往复运动。假设空气阻力忽略不计。

(1)图4乙是小球下落速度v与下落距离h的关系图像,由图像可知:当小球竖直下落到最低点时,动能为        J,下落的最大距离为         m。

(2)图4丙是弹性细绳弹力F与小球下落距离h的关系图像,由图像可知:弹性细绳原长为            m。

(3)小球重力为            N,小球从O点释放到下落至最低点过程中,重力做功           J。

(4)如果考虑空气阻力,小球最终会停在O点下方的某个位置,则小球最终停在h=        m的位置。

解析:解决上述问题的关键就是把复杂的运动过程简单化,并用物理模型来替代,进而有效研究此类模型的受力问题。

对表格中的思维路径理解之后,解决题目中的问题就是顺理成章了。结合图像和表格可以知道第一问中的动能为0 ,下落的最大距离是2.4m。第二问中弹性细绳原长是1.2m。第三问中小球的重力是3 N,小球从O点释放到下落至最低点的过程中,重力做功7.2 J。第四问如果考虑空气阻力,小球最终会停在O点下方的某个位置,小球最終停在h=1.5 m的位置。

总之,随着教学改革的不断深入,以学科知识为主体的课程标准正逐步向个人终身发展和终身学习为主体的核心素养模式转化,一线教师要认清形势,要在教学实践中运用多种方法加强对学生思维能力的培养。

[   参   考   文   献   ]

[1]  肖永琴. 以中考评价促物理思维教学改进[J].福建基础教育研究,2018(2):100-102.

[2]  贺向向,李卫东,刘艳峰.高中物理习题教学中学生思维品质的培养[J].物理教师,2018,39(9):5-8.

[3]  张波.例谈初中物理一题多解问题的解题策略[J].数理化学习(初中版),2018(5):47-48.

[4]  胡鹏.基于核心素养的初中数学模型思维的培养[J].中国教师,2018(S1):114.

(责任编辑 易志毅)

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