山西省万荣县实验初级中学 李云霞
摘要:当前科技迅猛发展,教育领域正面临着深远的变革。初中物理教育,作为培育学生科学素养和思维能力的重要环节,其重要性日益突出。作为自然科学的基础学科,物理学不仅肩负着揭示自然界奥秘的任务,而且在塑造学生的逻辑推理、创新思考及实践能力方面,发挥着不可或缺的作用。
关键词:初中物理;思维能力;培养
物理实验教学是物理学科的一大鲜明特点,为学生创造了亲身体验科学探索历程的宝贵机会。在实验过程中,学生需细致观察现象、勇敢提出假设、巧妙设计方案、系统收集数据并深入分析论证,这些环节均与思维能力的培养息息相关。然而,现实情况中,部分教师对实验教学的重视不够,未能充分发掘其实在的育人价值,致使学生在实验操作中往往浮于表面,难以切实激活思维潜能。
一、融入思维导图工具,梳理实验思路培养发散思维
在初中物理实验教学实践中,学生往往会遇到实验步骤繁琐、原理理解深奥的难题。思维导图,作为一种直观化的辅助工具,能够将复杂的知识体系以结构化的形式呈现出来。教师可以利用思维导图,指引学生理清实验步骤,发掘各个环节之间的内在联系,引导学生从多维度审视实验内容,从而有效促进发散性思维的发展。
以“探究声音的产生与传播”实验为例,教师可首先指导学生构建思维导图的框架体系。将“声音的产生与传导”确定为中心主题,一级分支则设定为“声音产生缘由”“传导所需条件”以及“传导介质类型”等。在“声音产生缘由”这一分支下,学生可以联想到实验中敲击音叉引发乒乓球跳动的场景,进一步细化为“物体振动产生声音”“振动停止则声音消失”等子分支。在“传导所需条件”分支中,结合真空罩实验,引导学生探究声音传导是否需要介质,并拓展思考太空环境中声音传导的特殊性。而在“传导介质类型”分支下,则可以联系到生活中的实例,如固体传声(如隔墙能听见声音)、液体传声(如水中鱼能感知岸上声响)、气体传声(如日常对话交流)等。
二、采用项目式学习法,实践操作中锻炼逻辑思维
项目式教学法着重于学生的主体地位,通过实施特定的项目任务来习得知识与技能。在初中物理实验教学实践中,教师可构思富有挑战性的项目,促使学生在动手操作中进行自主探究。教师应指导学生确立项目目标,谋划实施流程,剖析并解决实施中遇到的难题,以此锤炼学生的逻辑思维能力。
例如:在“制作简易密度计”实验教学中,教师在布置项目任务后,引导学生明确项目旨在:制作一种能测定液体密度的仪器。学生分组研讨,确定实施的具体步骤。首先,基于阿基米德原理,领悟密度计的工作机理,界定需测定的物理参数(例如排开液体体积、重力等)。随后,挑选适宜的材料,如吸管、配重物(例如细沙)等。在制作环节,学生需考量如何使密度计能在不同液体中保持稳定漂浮,通过调节配重位置、吸管长度等要素,优化设计方案。在测试环节,学生将密度计置于不同已知密度的液体中,记录实验数据,分析数据与理论值的偏差,探究误差产生的缘由(如测量准确度、液体温度效应等)。整个项目进程中,学生从原理认知到材料选取、制作调试直至数据分析,各环节紧密相连,遵循逻辑顺序逐步推进,在实践操作中持续强化逻辑思维,学会系统、有序地解决物理难题。
三、引入数据可视化技术,直观分析促进归纳思维
在初中物理实验教学环节中,学生常常难以直接从繁复的数据中提炼出物理规律。利用数据可视化手段,可将抽象的数据转换成直观的图表、图形等呈现方式,助力学生更明了地洞察数据特性和变化趋向,进而发掘其中隐含的物理内涵,有效助推归纳思维能力的提升。
以“探究凸透镜成像的规律”实验教学为例,教师可引领学生依循实验步骤,调整物体距离并记录相应的像距及像的特性。数据收集完毕后,教师指导学生运用Excel工具,设定物距为横轴,像距为纵轴,将数据依次录入并生成散点图。在此过程中,学生能够清晰地观察到物距变化时,像距所展现出的规律性变动。随后,教师进一步引导学生审视像的特性(如实像或虚像、放大或缩小、正立或倒立)与物距、像距之间的关联,并在图表中采用不同颜色或符号加以区分。通过对可视化数据的深入剖析,学生能够归纳出:物距超过二倍焦距时,形成倒立、缩小的实像,且像距位于一倍焦距至二倍焦距之间;物距在一倍焦距至二倍焦距范围内时,形成倒立、放大的实像,且像距大于二倍焦距等规律。这种数据可视化的教学方法,使学生能够从直观的图表中自主提炼出凸透镜成像的规律,相较于传统的仅记录数据、死记硬背结论的方式,显著增强了学生的归纳思维能力。
四、结语
初中物理实验教学对学生思维能力培养意义重大。在物理实验教学中,融入思维导图、项目式学习及数据可视化等方法,能有效培育学生的发散、逻辑与归纳思维。这不仅优化了教学方式,更是顺应教育发展趋势,为提升学生物理核心素养、培育创新型人才,探索出契合教育规律与学生发展需求的有效路径。
参考文献:
[1]陈江华.初中物理实验教学中培养学生思维能力的策略[J].华夏教师,2024,(17):33-35.
[2]白月芬.初中物理实验教学中科学思维能力培养策略[J].现代农村科技,2021,(12):95.