第F08版:知识

浅析初中物理学生科学思维的培养

  

揭阳市榕城区仙桥街道办事处紫贤中学 黄锐波

  摘要:随着教育改革的不断推进,初中阶段的物理教学的一个重要目标就是培养学生的科学思维。理科思维既有助于学生更好地理解物理知识,同时对解决实际问题的能力也有很大的促进作用。本文对培养学生科学思维在初中物理教学中的重要性进行了分析,并结合教学实际提出了旨在为提高初中物理教学质量提供参考的具体培养策略。
  关键词:初中物理;科学思维;教学策略
  作为一门基础课,初中物理对学生加强科学素养具有十分重要的作用。科学素养的重要组成是科学思维,包括建立模型、科学推理、科学论证、善于创新、敢于质疑等等,我们在物理课堂教学中注重科学思维培养,能更好地帮助学生认识物理概念及物理规律,学习科学研究的方法,增强学生的自主学习和创新能力,为以后的学习奠定良好的基础;也可以让学生养成严谨求实的态度和科学的思维习惯,培养学生的科学思维能力,激发学生学习的兴趣,使学生形成和发展科学核心素养。
  一、培养学生科学思维在教学中的重要性
  (一)促进知识理解与掌握
  理科思维可以帮助学生把物理的抽象知识变成思维的具体模式。如学生在学习“牛顿第一定律”这一比较抽象概念时,运用理想实验和科学推理的思维方法,通过分析生活中物体的运动变化现象,在不受外力作用的情况下,了解物体的运动状态,从而对这一定律有了较为深刻的把握。这种建立在科学思维基础上的学习方法,让同学们更透彻地理解知识,更牢固地记忆知识,拓宽解题的思路。
  (二)提升问题解决能力
  物理学联系着现实生活,因此学生根据实际情况用科学的方法去思考问题并能有效的得出正确的答案,从而找到解决问题的方法和思路。例如,在生活中遇到电路故障问题时,学生们会利用对元件的认识并通过科学的方法找出相关的故障原因,例如:电压表、电流表的具体使用及各种原因会导致电表示数的差别等,最后判断出电路的问题,并进行相应的维修和更换。如果能运用科学的思维就会更快、更准地找到解答此题的关键步骤和要领,从而更好的掌握此类问题的答题步骤和技巧。
  (三)培养创新精神
  科学思维的主要内涵就是创新质疑,即勇于否定过去、质疑传统,在教育教学中敢于突破常规,特别是要多鼓励学生大胆质疑教材中的内容或实验结果等,培养他们的创新意识。例如:在教授物理“浮力”新课时,对于课本中用阿基米德原理所演示的实验方法,有的同学会提出是否还有其他的办法也可以达到这样的效果呢?如学生利用磁铁制作的悬浮体、潜艇和过山车模型等做成新的实验方案。这种对创新质疑训练的思维方式,无疑有助于培养学生创造性思维,为其终身学习创造条件,进而发展创新精神。
  二、培养学生在初中物理教学中科学思维的策略
  (一)巧妙创设情景激发科学思维
  问题是思维起点,创设能激发学生科学思维的启发性、挑战性试题情境。创设情境可由教师结合生活实际创设,也可结合物理实验创设。比如,老师在讲解“强大的大气压”时,可以把“复杯实验”展示出来,然后提问:“纸片怎么掉不下来?杯子里的水受到重力作用,却没有流出来,这背后隐藏着什么物理原理?”这样的设问情境,可以引发学生的认知冲突,激发其好奇心和探究欲,促使学生运用科学的思维分析问题、提高解决问题的能力。
  (二)强化培养科学探究思维的实验教学
  对学生开展科学思维探究教学,是培养学生科学思维的有效手段之一,课堂实验是物理教学中较为重要的手段和路径,在实验教学的过程中,教师可以带领学生学习科学探究当中的各个环节,分别是发现问题、提出假说、设计和实施实验、收集证据、分析结果和得出结论,还可以根据小组分工进行反思评价等,例如“探究动能和势能的影响因素”的实验,教师可以引导学生分组设计实验方案,提供实验装置,完成实验操作,并做好实验数据的记录。学生的这种行为可使自己掌握控制变量法以及转换法来进行科学推理,且能对实验资料数据进行分析总结并得出自己的结论,加强学生的科学探究思维。
  (三)运用多媒体教学,助力模型建构思维
  初中物理的抽象概念、物理过程比较多,所以同学们理解的难度也比较大。多媒体教学能够比较形象化、直观化抽象的知识,有助于学生进行物理模型的构建。例如,在讲解“分子运动理论”时,学生可以通过动画的方式对分子的无规律运动进行演示,直观地看到分子的运动状态,从而对分子运动理论的内容进行比较容易的理解,并对其进行物理模型的构造。此外,在讲解“磁场”时,利用多媒体展示磁感线的分布情况,帮助学生建立磁场的模型,培养学生的模型建构思维。
  (四)组团式协同学习,增强科学论证能力和沟通能力
  开展小组合作学习,可以让学生有更多的时间和机会相互交流、相互讨论,而且在活动中也更有利于提高学生的交流和科学论证的能力,同时老师也可以将学生划分成小组,并且有一些具有开放性和争议性的物理题目交给他们去做,这些题目都是有争议性的和具有开放性的题目。例如在讨论“燃油车和电动车哪个更环保”这样的问题时,可以要求学生把相关的资料搜集起来,然后运用自己所学到的物理知识进行分析、论证,并且最后能够在班级当中进行观点的表达。在这个过程当中可以使学生更好地去倾听别人的观点,并且不断地反思自己的观点,并进行自我修正的过程。在此过程中还能促进学生提升自己的科学论证和交流能力。
  三、教学案例分析
  在教授“欧姆定律”时,教师采用了多种教学方法,以促进学生的科学思维发展:
  (一)创设问题情境
  老师让学生了解一个简单的电路(电源、开关、小灯泡、滑动变阻器)之后问学生:“当滑动变阻器的滑片位置发生变化时,灯泡的亮度怎么会跟着改变呢?”这样设置问题情景:探讨电压、电流和电阻的关系,最终了解到影响的因素分别是什么?
  (二)实验探究
  教师指导学生设计实验“探索电压和电流、电阻的关系”。在实验操作过程中,学生可以采用控制变量法,用定值电阻以研究电流与电压之间的关系,并形成结论;探讨在电压一定的情况下通过移动电路中的滑动变阻器时,电流与电阻之间的关系。在实验操作过程和数据处理后的结论总结过程中,学生提升了科学探究的思维和科学推理的能力。
  (三)小组讨论与交流
  实验后教师可以组织学生进行分组讨论,让每组学生在实验中对自己所发现的、提出的问题进行分享。各小组对本次实验情况进行论证和交流总结,加深对“欧姆定律”的认识理解,提升了学生的科学论证,并能够加强学生对计算题的应用解题能力。
  通过上述教学方法的实施,有效地培养了学生学习“欧姆定律”过程中的科学思维,更加深入地理解和掌握了知识,解题能力明显提高。
  四、结语
  培养学生科学思维在初中物理教学中是一项长期而艰巨的任务,需要教师在教学理念上不断更新,在教学方法上不断完善。能够激发学生的科学思维,通过巧妙创设问题情境,强化实验教学,运用多媒体教学,组团式协同学习等策略,提高学生的科学素养。在今后的教学中,教师要不断探索实践,使教学过程得到不断的优化,为培养具有创新精神和实践能力的优质人才添砖加瓦。
  参考文献:
  [1]郭振强.初中物理教学中学生科学思维的培养初探———以“牛顿第一定律”为例[J].理科爱好者(教育教学),2020,(03):164-165.
  [2]杨德明.浅谈初中物理教学中学生思维能力的培养[J].新教育时代电子杂志(教师版),2021(32):128.
  [3]王玲琦,李德安.基于物理学科核心素养下培养科学思维的研究综述[J].物理通报,2022,(12):138-143.

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