高中物理教學中培養學生科學思維能力的幾點思考
作者:張曉春 彭銀利
發布時間:2018-12-11 11:35:23 來源:陜西教育報刊社
隨著高中新課程改革的深入,以學科知識結構為核心的傳統課程標準體系逐漸向核心素養轉化。物理學科核心素養中最主要的是物理科學思維。物理科學思維是指用物理學的眼光去認識事物的內涵、規律和不同事物間的關系,是通過對事實的認識、推理,從而對同一事件的不同認識和結論提出批判性的理解,這也是一個人具有創新思維和意識品質的要求。科學思維訓練對于高中學生來說,包括了模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等方面,使學生具備定性分析與定量計算結合、聯系實際生活解決實際問題的能力。現結合自己在教學中的思考和實踐,就如何培養學生的科學思維能力,談談自己的看法。
一、讓物理走進生活,回歸物理本源
授課過程中,教師可以聯系實際,創設學生熟悉的生活情境,激發學生探究和學習的興趣和熱情。比如,滬科版教材必修二某節,從汽車的啟動過程探究動能定理,課堂教學可以分以下幾個步驟來進行:(1)汽車運動過程中受力比較復雜,為了貼近學生的思維習慣,可以將其簡化為光滑水平面上的滑塊受到拉力作用運動一段距離,利用牛頓第二定律可以推導出
。(2)汽車運動過程中地面不可能光滑,還要受到阻力作用,引導學生用同樣的辦法得到
。從而分析得到有阻力的情況下,公式左側為合力做功,順利地得到動能定理。這樣的教學方式,學生很喜歡,提高了課堂教學效率,同時也向學生滲透了物理模型構建的一般思路和方法。
二、加強物理實驗教學,培養學生的創新意識和探索精神
物理實驗能培養學生的動手操作能力、觀察能力、歸納推理能力,同時也可以培養學生的合作精神和創新精神。所以,在課堂教學中,教師要適當地增加一些有趣的演示實驗、設計性實驗,把實驗原理的設計、實驗器材的組裝、科技作品制作、研究性學習等多種形式有機結合起來,以此提高中學生的創新意識和實踐能力。
例如,學了摩擦力之后,可以給學生留一個探究性實驗——測量不同物體間的動摩擦因數,讓學生根據已有的知識設計實驗方案,畫出實驗的組裝圖,確定實驗步驟和實際操作過程中應該注意的問題,再進行實際操作,最終測出數值,可以更好地培養學生的動手操作能力。
三、注重科學思維方法的滲透
科學思維方法的滲透,不要刻意而為,要注意滲透的時機和技巧,達到潤物細無聲的效果。比如,課堂實驗操作過程中,可能會出現與設想偏差比較大的實驗結果,這種情況就需要教師對這個問題進行客觀的分析,而不是湊結果,培養學生實事求是的科學態度。
另外,教學過程中要滲透科學研究方法的有關知識。例如,在“伽利略對落體運動的研究”一節課的教學中,要引導學生重走科學家的研究之路:伽利略首先應用佯謬的思想,否定了亞里士多德給出的物體越重下落越快的結論,再用思辨的方式提出落體運動是一種最簡單的運動形式——初速度為0的勻加速直線運動,運用數學方法的推導使不可測量變為可測量,進而改變斜面傾角予以驗證,最后合理外推得到結論。伽利略把物理實驗與數學推理結合在一起開啟了科學研究偉大的開端,即:對現象的一般觀察——提出假設——運用數學和邏輯進行思維——實驗檢驗——形成理論。伽利略的理想實驗,以事實為基礎,經過抽象思維,抓主要因素,忽略次要因素,是我們研究過程最常用的方法。而這種將可靠的實驗與合理的推斷結合起來的研究過程,是一種重要的科學研究的方法。另外,除了理想實驗法,教學中還要注意其他的科學思維方法的滲透,比如反證法、類比法等。
總之,學生核心素養的培養是一個循序漸進的過程,如何讓學生在文化課知識學習的過程中學會學習、學會思考,這是對我們教師提出的新要求。教師在教學過程中要積極探索,勇于創新,讓物理學習回歸本源,這樣才符合學生認知的基本規律,讓學生從此愛上物理、學好物理。
作者單位 陜西省寶雞市蔡家坡高級中學 岐山高級中學
本文系陜西省優秀教學能手工作站課題《科學思維方法在力學教學中的實踐性研究》(課題編號:GZZ2017009)研究成果。



