科学思维是物理核心素养的重要组成部分,在高中物理教学中培养学生的科学思维,对学生自主学习能力、问题解决能力、物理探索能力的发展具有一定的促进作用。为此在制定教学方式过程中要深化学生对事物属性、规律的认识,助力学生成长。基于此,本文提出在开展实验教学过程中对学生科学思维进行培养,以期为以核心素养为目标的高中物理课堂的构建,提供一定的可用参考。
一、高中物理教学中培养学生科学思维的重要性
(一)深化物理认知
伴随着新课改的深入,高中物理教学模式与以往相比发生了巨大的转变,学生的学习主体地位显著提高,教师改变策略,引导学生探究物理知识,践行核心素养培养目标。为了让学生更加深入地理解物理概念及其原理,深入探究物理现象的本质,物理课堂离不开对问题的分析和讨论,学生通过对比、分析、推理等高阶思维活动拆分重组物理知识,解释实际问题和自然现象,把握客观事物的本质属性、内在规律以及相互关系,深化学生对所学物理知识的认识,为构建系统化的物理知识体系奠定了坚实的基础。
(二)提升解决问题能力
科学思维能力的发展有助于学生思维认知水平的提高,学生在解决问题的过程中自发地形成“构建模型、提出问题、推理、验证”的完整问题模型,以清晰的条理分析问题,拆解问题,转化问题,寻找解题思路和解题方法,使问题得到有效解决。不仅如此,科学思维能力让学生在解决问题的同时剖析物理现象中包含的物理规律,完成物理规律的有效整合。
(三)提升自主学习能力
科学思维能力是对事物属性、规律以及关系的认知能力,是学习、转化物理知识的关键所在。高中物理知识繁杂,对学生自主学习能力的发展形成阻碍,而培养科学思维,让学生形成一套完善的学习理解物理知识的思维模式,面对陌生物理概念时自发地构建模型、通过科学推理、科学论证等方式分析物理概念的内涵,把握不同物理概念之间的内在联系,使学生通过自主学习将物理知识纳入知识网络之中,保证自主学习的质量。
二、在高中物理实验教学中培养学生科学思维的策略
(一)创设问题情境,激发科学思维
设问是物理教学中常见的与学生交流互动,了解学生学习情况的教学方式。创设问题情境的教学方法不同于传统提问式教学法,所有问题最终指向同一个目标,教师根据教学需求在教学内容中设置问题,教师不再是围绕问题开展物理教学活动,而是根据学生的实际学习情况设置问题,在问题的引导下学生开展对应的思维活动,为学生科学思维能力的发展提供有力支持。以《探究加速度与力、质量的关系》为例,为让学生通过自主探究掌握加速度与力和质量之间的定量关系,在课程导入环节,老师可以根据教学内容设置生活化问题情境:同学们,大家有观察过我们乘坐的车辆吗?正常情况下一辆小汽车从静止状态加速到100km/h,需要十几秒时间,而方程式赛车中使用的专业赛车车辆从静止加速到100km/h仅需要不到两秒的时间,而生活中满载的大货车加速时间则更长,我们思考一下,为什么会出现这种情况呢?借助生活类问题情境激发学生探究物理现象的热情,为学生科学思维能力的发展做准备。
(二)从生活现象入手,打破思维定势
培养科学思维能力主要指通过模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等方式解决问题的能力。传统物理教学方式单一、枯燥,学生的学习探究热情较低,不利于科学思维能力的发展,为激发学生的学习探究物理知识的热情,让学生从复杂、抽象的物理概念中跳出,参与到讨论现实生活的过程中,使物理知识指导学生的学习和生活,推动知识与实践的深度融合,在运用物理知识解释生活现象的过程中培养学生的科学思维和科学论证习惯,促进学生科学思维能力发展。以《动能和动能定理》为例,本节课的教学目标为理解动能和动能定理,用动能定理解释生产生活中的现象。为培养学生的科学思维能力,使学生掌握通过严谨的科学论证解释生活现象的能力,教师结合动能在现实生活中的表现形式搜集相关资料,通过现实生活中的内容对教学知识进行讲解,促进学生的理解和吸收,在探究现实生活的过程中生成物理概念,深化学生对物理知识的认识和理解。
(三)布置课前预习,探究生成知识
实验教学法是研究物理现象的重要方式,也是讲述物理知识的重要形式,教师设计实验过程,通过实验仪器模拟并控制物理现象,在学生的眼前展示物理现象,通过直观的“看”让学生认识到物理现象的存在,通过分析、推理、综合、抽象、概括、论证等科学思维活动加工后将其转化为事物的规律,深化学生对事物发展过程的认识,促进学生科学思维能力的发展。现阶段的实验活动以课堂演示实验为主,实验时间较为紧凑,且多数实验以播放视频的形式展开,这样的教学方式不能给学生提供参与实验活动的机会,没有实践的探索就无法对学生科学思维进行培养。考虑到课堂时间较为紧张,教师将实验活动放在预习环节进行,以学生为主体布置预习实验活动,学生结合预习目标自主设计实验流程,动手完成实验,对比实验结构和理论成果的差异,分析实验过程中存在的问题,在质疑、论证、改进实验流程的过程中,生成物理概念,推动学生科学思维发展。
三、结语
综上所述,在高中物理教学中培养学生的科学思维,要求教师在授课中不断总结教学中存在的问题,在把握教学现状的基础上改进现有的教学方法,推动建立以学生为主体的物理课堂,将实践要素以教学材料、教学活动的方式融入高中物理课程中,推动学生主动参与到探究物理知识的学习过程中,为学生物理核心素养的发展提供有力支持。
参考文献
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