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高中物理课堂科学思维学科素养的培养

发表时间：2021/7/23 来源：《中国教师》2021年8月作者：林健玲

[导读] 科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。

林健玲广西岑溪市岑溪中学 543200
【摘要】科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。
【关键词】高中物理；科学思维；学科素养
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-2051 （2021）8-149-02

        新时期教育改革的不断深化与推进，使得高中阶段的教育教学更加注重以学生为主体，加强对学生的素质教育，以此促进学生文化与素养的全面提升。对于高中阶段物理学科而言，其具备实验性和操作性，能够在实际教学中引导学生自主探究与探索，从而有效提升学生的综合能力与素养。
        一、科学思维能力内涵概述
        科学思维能力是高中物理核心素养当中一个不可或缺的内容，也是高中物理核心素养中最重要的方面。高中物理核心素养的内容有四点，分别是：“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任”。针对科学思维能力来说，就是利用科学的眼光和科学的手段，对客观事物的本质属性、内在规律以及相互关系的认识方式。科学思维能力一般是在已有的知识与经验之上，基于事实证据，科学推理得出不同观点和结论的过程。科学思维能力可以帮助学生透过现象看本质，在知识表象中探寻出知识的发展规律、知识之间的关系、物理原理等各项内容。在科学思维能力中主要是利用“构建物理模型、推理物理模型、质疑物理结论”等诸多手段，引导学生能够了解并且揭示出不同规律之间的内在联系。通过科学合理的手段，帮助学生从多个层次清晰地对物理现象进行推理和分析，并且引导学生学会自主思考、自主解决问题，为学生的终身学习和发展打下基础。
        二、物理概念教学中渗透核心素养
        物理学知识最为核心的部分就是物理概念，由于物理概念是物理课程教学的基础所在，而高中物理课程教学中涉及的基本概念自身就蕴含着极为丰富的科学思想与观点。高中阶段的学生在物理课程学习活动开设之际，要想做好大量的日常概念性学习，那么，先要在此基础上做好物理概念整合，要对所观察的现象重新进行整理和加工，特别是一些客观事实概念，要做好抽象事物的本质特征建设，要完成日常概念向物理概念的转变。此过程中，教师要引导学生体会科学化的思维与日常思维的不同之处，并鼓励学生在物理知识内容学习之际能使用科学思维思考问题，也要重视基础知识教学与科学素养培养的有机结合和渗透，从而让学生在接受科学素养熏陶中，核心的素养和能力均有提升。
        三、科学思维能力的培养
        1.使用多媒体设备，趣味引出知识。高中物理核心素养最为根本的基点便是实现“以学生为主”，在高中物理教学中，教师必须始终秉承“生本”理念，结合学生们的实际情况科学合理地开展教学工作。高中生正处于青春期重要阶段，对于生动有趣的内容非常喜欢，那么在开展教学工作的过程中，教师便可以将生动形象的多媒体网络教学资源融入到教学工作中。通过多媒体生动直观的教学方法强化教学效果，帮助学生们初步树立起良好的科学思维。例如，在解决“力的观点”这一问题时，为了让学生认识“力学平衡问题与力学非平衡问题”，并且深入地掌握F合=0与F合=ma，教师可以通过多媒体视频的形式，将“匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动”进行详细分析。

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通过生动形象的视频展示，激发起学生们多重感官，使学生们对“力学平衡问题与力学非平衡问题”进行直观理解，在理解知识的基础上点燃学习兴趣，为教学工作营造出良好的氛围。
        2.开展小组合作学习，引导学生探究交流。小组合作学习作为当前高中物理教学工作中最为先进的教学模式，直接影响着学生的科学思维能力。通过小组合作学习模式，在教师的引导之下让学生们自主地开展小组合作交流，针对某一个问题开展详细分析与思考，集思广益、合作探究来解决问题，进而构建出新的物理知识框架。此外，积极开展小组合作学习还能够促进学生们之间的深入交流，展现学生们在教学工作中的主体地位，为核心素养教学工作打下良好的基础保障。例如，在带领学生们解决“功和能关系”时，为了让学生们更加深入地掌握“弹簧弹力做功对应弹性势能变化关系”时，教师便可以将学生科学合理地分成若干个小组，引导学生们开展“轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系实验”，可以改变弹簧的形变量进行多次测量并得出数据，探究出弹簧弹性势能Ep与弹簧形变量x之间的函数关系式，切实引导学生通过小组合作探究的形式，开展实验探究交流，在自主学习、自主解决问题的基础上，强化学生的科学思维能力。
        3.加强互动教学，拓展学生科学思维。对于高中物理教学而言，学生之间的沟通与交流也是非常重要的，不仅能够推动课堂氛围的良好构建，同时还能够强化学生的沟通与合作意识，从而在探究的过程中拓展学生的科学思维。对此，我们就可以在高中物理实际教学当中，根据学生的主观需求，为学生合理分配小组，利用合作学习的方式，充分调动学生的学习积极性，同时通过学生在小组内分享物理知识学习的心得与体会，强化学生互助精神，从根本上拓展学生科学思维，达到核心素养提升的目的。
        例如，我们在学习高中物理《摩擦力》这一知识点时，为了能够让学生了解决定摩擦力大小的因素，并观察生活中所存在的摩擦力，所以我就与学生互动，在让学生理解摩擦力概念之后，让学生与我配合进行手提空瓶的实验：手上涂上洗衣粉水握住瓶子上部分往上提，发现提不起来。然后把瓶子擦干净垫上一块毛巾，握住瓶子上部分往上提发现很容易就提起来了。通过这样的互动小实验，使学生了解到摩擦力大小的影响因素。同时也强化了学生的科学思维和物理主观意识。
        四、利用物理学史体现学科素养
        物理学史中有很多真实的故事可以用于教学工作，对学生实事求是的科学态度进行培养，使学生能够尊重自然规律，能够以探究性的方式对物理问题展开有效研究。这对于培养学生批判精神有着非常重要的作用。例如，布鲁诺和伽利略都是为了捍卫“日心说”的正确性而受到教廷的折磨与迫害，但他们始终没有放弃真理；利赫曼为了引雷电而死；居里夫人也为了科学事业将自己的一生奉献在了物理与化学的研究当中；法拉第多次放弃封爵等物理学史中的案例都可以应用到教学当中。
        通过物理学史的应用，教师可以引导学生积极主动地与他人进行合作，使学生认识到合作的重要性。牛顿的万有引力定律的成形便是基于哥白尼、伽利略以及胡克等先驱者的理论基础之上的，通过其自身的多年探索才最终形成；人们基于道尔顿、汤姆生等人的研究形成了原子结构模型。而当今的科学家们已经能够应用电子显微镜以及隧道显微镜直接拍摄原子图像。从这些案例可以看出，科学是属于全人类共同的财富，所有科学概念的提出与最终形成，以及所有的科学定律和重大发现，都是通过不同国家和领域的人们经过多年努力得来的。因此，教师要培养学生合作精神，教导学生积极借鉴他人经验从而丰富自身。
        高中物理科学思维学科素养的培养工作应当得到教师的重视。教师应采用多元化的教学方式，从不同的角度对学生展开培养。
参考文献
[1]李冬梅.高中物理教学中物理文化的渗透途径研究[D].山东师范大学，2016.
[2]郑墙.高中物理教学中渗透物理思想方法的案例研究[D].四川师范大学，2015.
[3]倪建云.例谈“核心素养”在高中物理教学中的渗透[J].湖南中学物理，2012.