王开拓

摘  要：科学思维是物理核心素养的具体表现之一，是发展其他维度素养的基础。在实施初中物理教学时，教师应当把握核心素养培养契机，以科学思维培养为重点，应用多样策略实施物理教学。文章从创设问题情境、设计关联问题、注重课堂留白、建构物理模型、绘制思维导图、布置分层练习六个方面论述了在初中物理教学中促进学生科学思维发展的策略。

关键词：初中物理；科学思维；多样策略

物理核心素养是物理学科本质观和教育价值观的反应，是物理教学的出发点和落脚点。《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《标准》）提出了物理核心素养的内涵，包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。其中，科学思维贯穿物理学习始终，是学生形成物理观念、科学态度与责任的基础。物理科学思维是以物理学科角度为立足点，以应用物理知识解决问题的程序为基础，以物理概念和规律为依据，以物理科学方法为工具，建构探究行动和结果间的特定联结的过程。培養学生的科学思维，可以使学生在掌握物理知识的同时发展模型建构、科学论证等能力。因此，教师要积极探究教学策略，使学生在掌握物理知识的过程中切实发展科学思维。

一、创设问题情境，激发学生的思维活力

思维活力是学生学习过程中思维可持续发展的保障。当缺乏思维活力时，学生会逃避思考，被动接受知识，从而影响知识掌握程度和科学思维发展水平。因此，教师要注重激发学生的思维活力，为学生的科学思维培养奠定基础。问题情境具有趣味性、启发性和未知性等特点，有助于激发学生的思维活力。因此，教师在物理课堂上可以依据教学内容，创设适当的问题情境。

例如，在教学人教版《义务教育教科书·物理》（以下统称“教材”）八年级上册“参照物”这节课时，教师可以利用多媒体播放视频，让学生看到如此场景：沿着河岸向下游骑自行车时，明明感觉不到风，但河岸一侧柳树的枝叶在飘动。结合此场景，教师提出问题：大家觉得此场景中的风是朝着哪个方向吹的？问题情境激发了学生的思维活力。学生联系所学的物理知识，审视生活场景，确定问题考查的知识点：物体的运动和静止是相对的。由此得出答案——柳树树叶在飘动，说明有风；没有感受到风，是因为他骑车的方向和速度与风吹的方向和速度一致。在解决问题后，学生获得学习满足感，增强学习欲望和自主思考的积极性，有助于科学思维的发展。

创设问题情境，可以有效激发学生的思维活力，使学生积极思考，灵活应用物理知识解决相关问题，夯实发展科学思维的基础。

二、设计关联问题，培养学生的逻辑思维

问题是学生思考的起点。有关联的问题，可以促进学生思考。尤其沿着既定的方向，逻辑清晰地思考、解决问题，能够发展学生的逻辑思维能力。因此，教师可以设计一组或多组相互关联的问题，为学生的思考提供导向，促进学生科学思维的发展。

例如，在教学教材八年级下册“二力平衡”这节课时，教师可以先展示磁悬浮列车由静止到前进再到停止的整个运行过程的视频，然后提问：悬浮在空中的列车处于怎样的状态？学生结合视频内容容易联想到“静止状态”。教师追问：为什么列车悬浮在空中处于静止状态？学生发散思维，联想到不同的力，并踊跃作答，如重力、支持力等。教师根据学生的作答情况追问：当列车悬浮在空中时，其是否与其他物体相接触？在这样的情况下，列车受到了哪些力？学生结合所学内容，回答：列车在没有与其他物体相接触的情况下，不会受到弹力作用，仅会受到重力作用。教师继续追问：当列车只受到重力时，其处于什么样的状态？为什么列车会静止在轨道上？在思考此问题时，学生容易产生认知冲突。有的学生认为：在只受到重力的情况下，列车应该落下来，但它却静止在轨道上，肯定有另外一个力的作用，这样才能保持二力平衡。于是，教师引导学生思考：是什么力让磁悬浮列车静止在空中？许多学生将注意力集中在“磁悬浮”上，由此提到“磁力”。教师及时总结：磁悬浮列车在磁力和重力的双重作用下，保持二力平衡，从而悬浮在空中。

设计关联问题为学生提供了思考的方向，使学生串联思维，循序渐进地建构物理认知，发展科学思维。

三、注重课堂留白，给予学生思考空间

充足的思考空间是学生发展科学思维的前提。在传统的物理课堂上，教师主导课堂，单向灌输知识，导致学生缺少思考空间，阻碍科学思维的发展。因此，教师应注重给予学生充足的思考空间。课堂留白是教师给予学生思考空间的方式之一。有效的课堂留白有助于凸显学生在教学中的主体地位，促使学生发挥主观能动性，积极探究，提高科学思维水平。

例如，在教学教材八年级上册“凸透镜成像的规律”这节课时，教师可以在组织实验活动时给予学生思考空间。教师先提出问题：焦距相同的凸透镜，其所成像的大小一定相同吗？然后，展示光具座、光屏、蜡烛等实验器材，并介绍器材的使用方法。在此基础上，教师将课堂时间交给学生，鼓励各小组合作设计实验方案，解决问题。为了使各组学生能顺利解决问题，教师把握时机提出适当的问题：怎样移动蜡烛，才能在光屏上出现一个清晰的像？此时，光屏上的像与物体相比有怎样的特点？是实像还是虚像？如此指导能够增强学生的思维活力，为学生的思考、操作指明方向，促使学生联想各种解决问题的方法。在实验结束后，教师随机选择小组向其他学生展示实验操作过程，呈现实验现象，分享实验成果。此时，其他学生认真观看、倾听，积极思考，对比代表小组与本组的实验情况，发现问题，踊跃发问：透镜位置变化的实质是改变了透镜与谁之间的位置？是什么发生了变化？在问题的驱动下，学生积极思考、表述。教师依据学生的课堂表现进行总结。

通过课堂留白，学生获得了充足的思考空间，经历“实验猜想—实验操作—获取证据—得出结论—集体交流”这一过程。在此过程中，学生持续思考，踊跃探究，透过物理现象得出了物理结论，掌握了物理知识，锻炼了思维能力、推理能力等，有利于提高科学思维水平。

四、建构物理模型，发展学生的抽象思维

抽象思维是学生学习物理需具备的能力之一。初中生的思维大多属于经验型思维。在此基础上，学生通常习惯借助直观事物建构认知。物理模型是学生发展抽象思维的媒介。在建构物理模型的过程中，学生从具体问题的形象思维转向思考模型的抽象思维，实现从低阶思维迈向高阶思维的转变，提高科学思维水平。对此，教师可以根据教学内容与学生的思维情况，组织物理模型建构活动，促使学生发展抽象思维。

例如，在教学教材九年级全一册“电流和电路”这节课时，教师先结合教材内容，用严谨的语言描述电流的概念。但是，部分学生受到思维能力的限制，可能无法准确认知电流概念。在现实生活中，学生接触过水流，对水流建构了认知。水流是水通过一定的路径形成的一条水带。与水流类似，在电的世界里，电荷可以通过导线定向移动形成电流。基于此，教师转换教学方式，在交互式电子白板上同时播放水流和电流的视频。结合视频内容，教师提出問题：电流和水流有哪些相似之处？在此问题的驱动下，学生认真观察、思考，发现电流和水流都是经过一定的路径形成的一条“带”。在此基础上，学生逐渐对电流的概念建构感性认知。然后，教师从微观角度，利用适宜的方式引导学生继续探究电流，促使其完善认知。

建构物理模型可以在一定程度上降低教学难度。同时，学生在建构模型的过程中会发散思维，从直观现象中提炼出物理知识，从形象思维转化为抽象思维，加深对物理知识的理解，从而促进科学思维的发展。

五、绘制思维导图，指引学生思维表达

思维表达是学生发展科学思维的有效途径。思维直观化是学生进行思维表达的重要方式。绘制思维导图是思维直观化的方式之一。在绘制思维导图的过程中，学生能够发展逻辑思维，联想所学的物理知识，并利用主题关键词、颜色、线条等，建构知识之间的联系，展现学习情况和思维情况，提高逻辑思维水平。由此，教师可以根据学情，引导其绘制思维导图，并进行思维表达。

例如，在教学教材八年级上册“物态变化”这一章时，学生学习了熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华等知识。部分学生受多种因素的影响，容易出现知识混淆的问题。绘制思维导图可以帮助学生厘清知识点及其之间的关系。因此，在学生学习单元内容后，教师布置学习任务：回顾本单元的学习内容，绘制思维导图，梳理熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华这些知识点，表达它们的概念、特点、关系、差异等。在此任务的驱动下，学生回顾课堂所学的每一个知识点，分析知识点之间的关系，绘制了如图1所示的思维导图。

在学生制作思维导图后，教师组织展示活动，鼓励他们与小组成员共享作品，相互评价，借此了解自己的知识掌握情况，进而查漏补缺，完善思维导图，提高逻辑思维水平。通过绘制思维导图，学生不仅发展了逻辑思维，还系统掌握了物理知识，有利于提高科学思维能力。

六、布置分层练习，养成良好思维习惯

在物理课堂上，学生通过体验多样化的活动，积累了科学思维经验，为养成良好的思维习惯奠定了基础。课堂练习是学生解决物理问题夯实物理基础的活动，科学思维是解决物理问题的“工具”。通过不断地解决问题，学生可以逐渐养成良好的科学思维习惯。因此，教师要以物理日常教学为契机，布置分层练习，锻炼学生的思维能力，促进学生科学思维的发展。

例如，在教学教材八年级下册“大气压强”这节课时，教师可以依据学生的学习差异，设计难度不同的练习题。

（1）基础性练习：以下属于减小压强的是     ，属于增大压强的是     。

① 书包的背带很宽；

② 啄木鸟的嘴巴又长又尖；

③ 大货车有很多轮子；

④ 将刀刃磨得很薄；

⑤ 盲道凹凸不平；

⑥ 坦克有很宽的履带；

⑦ 铁轨铺设在枕木上。

（2）拓展性练习：桌面上放着一个质量为500 g的茶壶，其底面积为50 cm2，内有0.8 kg开水，水深12 cm。

① 求茶壶对桌面的压力（g取10 N / kg）；

② 求茶壶对桌面的压强；

③ 求水对茶壶底部的压强；

④ 求水对茶壶底部的压力。

基础性练习相对简单，学生需要进行直观想象，并迁移所学的物理知识（增大或减小压强的方法）解决问题。拓展性练习有一定难度，学生需要综合思考液体和固体的压强、压力计算方法，由此分析题目，解决问题。在练习活动中，学生自主思考，不仅加深了对物理知识的理解，还锻炼了思维能力。在学生完成练习后，教师组织讲评活动，指明每个问题的思维方向，助力学生查漏补缺，积累思维经验。在每节课上进行如此练习，学生可以逐渐养成良好的思维习惯，提高科学思维发展水平。

综上所述，科学思维培养是初中物理教学的主要目标之一。教师要结合教学内容和学生的学习需求，探寻科学、合理的科学思维启发契机，使学生专注于科学思维活动中，通过观察、分析、比较、总结、解题等方式逐渐掌握物理知识，发展科学思维能力，强化物理学习效果。

参考文献：

［1］马丹丹. 基于科学思维发展的初中物理教学策略研究［D］. 兰州：西北师范大学，2021.

［2］刘芸凤. 基于科学思维的初中物理教学策略研究［D］. 信阳：信阳师范学院，2021.

［3］邱欣连. 基于核心素养的初中物理科学思维培养策略研究：以县级普通中学为例［D］. 南昌：江西师范大学，2020.

［4］李小叶. 科学思维教育在初中物理教学中的具体化实践探索［J］. 学周刊，2019（26）.