初中物理探究教学中科学思维的缺失及唤醒

初中物理探究教学中科学思维的缺失及唤醒

黄华雪

山东省滕州市荆河街道滕南中学 277500

摘要：《科学课程标准》明确指出：“教师要重视学生科学思维的培养，关注他们的思维过程和行为方式，引导他们动手和动脑相结合，主动思考问题，自己设计研究方案，思考事实和科学结论之间的关系，帮助他们学习建立科学模型，逐步养成质疑、反思的科学思维习惯。”然而，在教学实践中，重科学结论、轻思维培养，有实验无思维，有交流无思考的现象普遍存在。思维的缺失，导致科学探究教学变得“有名无实”。

关键词：初中物理；科学思维；缺失；唤醒

引言

物理学科核心素养的实质是使学生在学习和接受物理教育的过程中逐步形成能够适应社会发展并有利于个人终身发展的品格和能力，使学生通过物理学习内化为带有物理学科特性的品质。

一、初中物理探究教学中科学思维的缺失

（一）建立猜想过程中思维的缺失

建立猜想的基本要求：针对所提出的问题，根据生活和学习的经验，就可能的原因进行猜想，然后设计方案进行实验，根据实验现象或采集的数据进行分析论证，从而判断猜想是否正确。如果猜想正确，判断其又具有什么样的数学关系。在实际教学中，由于学生认知水平差异，有的教师一个劲地鼓励学生“随便猜，猜错了也没事”，而学生多是“我感觉是这样”“我想大概是”之类回答。究其原因，教师缺乏培养学生科学思维的意识。例如，在影响浮力大小的因素探究中，教师没有唤醒学生的思维，而鼓励随便猜想，学生认为可能与物体浸入液体的深浅有关；可能跟液体的密度有关；可能跟物体的密度有关；可能与物体空心还是实心有关；可能是否与物体的形状有关；可能与物体的体积大小有关；可能与物体与液体接触的面积有关……学生对浮力有着较为丰富的前概念，但这些前概念通常是片面的，不科学的。最后，教师看看时间不够，只能告诉学生浮力的大小可能与物体排开液体的大小有关，其它的猜想都是错误的。由此教师也失去了唤醒学生思维的绝好机会。

2. 实验设计过程中思维的缺失

实验设计的基本要求：根据实验目的和提出的假设，具体设计实验的方法步骤。在实验的方法步骤设计中，必须遵循对照的原则，在实验中要注意“变量”的控制，一般只确认一个变量，即对实验结果有影响的变量。在实际教学中，许多学生还存在缺乏基本思路与方法等问题，往往顾此失彼，许多老师直接给出实验装置和实验方案，而大多学生都是盲目地操作。虽然学生参与实验过程有思维，但无思维加工，都是浅层学习。

2. 分析论证过程中思维的缺失

“分析与论证”的基本要求是：尝试根据实验现象和数据得出结论；对实验结果进行解释和描述；认识在实验中进行分析论证的重要性。在实际教学中，当学生完成实验观察后，往往能在最短的时间内得出结论，甚至现象与结论不分、因果关系不分。究其原因，学生的结论来源往往不是从实验现象中多途径寻找证据，而是“唯书唯师”，这种结论的得出，缺乏基本的思考，无思维创造的果实。例如，在探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的分析语论证环节，有的学生为了迎合教师，按课本结论讲述，通常教师听到了一个正确答案，就认为其他学生也理解了。其实，学生可能有这样的疑惑：让同一小球从斜面不同高度处分别由静止开始沿斜面滚下，小球高度越高，木块被的距离越远，是否说明物体高度越高，它的动能越大呢？由此失去唤醒学生思维的绝好机会。

二、初中物理探究教学中科学思维的唤醒措施

1. 基于模型建构，培养抽象思维

抽象思维又称逻辑思维，是物理概念形成的重要方式．新版物理课程标准要求，物理教学要从生活走向物理，从物理走向社会．而物理模型的建构，正是物理教学从生活走向物理的重要桥梁，其实质就是将实际问题转化为物理问题，使得学生在头脑中形成一种物理思维观念．在初中物理教学中将复杂难懂的学科知识用简单、近似、直观的模型进行抽象、概括，忽略不会对问题本质产生干扰的次要因素，突出影响问题本质的主要因素，综合要素构成完整的物理模型过程就是抽象过程．例如:学生完成初中物理“简单机械———杠杆”的学习后，教师可以结合日常生活设置一些合理的具有启发性的问题，帮助学生建构物理模型，并使学生在物理模型的建构过程中更加牢固地掌握知识．如教师设置生活中的“指甲刀”是应用何种原理制成的这一问题，以及我们在使用过程中，用手按压哪个位置最省力等一些和生活实际贴近的问题．学生第一时间可能没有办法给出正确的答案，教师可以通过设置一些小问题逐步引导学生从物理学的角度去探索这些实际问题．如“指甲刀在工作的时候是由几部分杠杆组成”“这些杠杆都是什么类型的杠杆”“我们如何确定它的力臂”等等．教师通过连续提问的方式引导学生思考，逐步建构出如图1所示的物理模型，使学生掌握简化问题的手段，提高学生抽象概括的能力，从而在深化学生对于“杠杆”部分知识的理解的同时进一步培养学生的科学思维。

2. 创设情境、稚化追问，激发思维

当学生作出一个猜想后，稚化追问一下“你的依据是什么？”虽然，很多时候学生未必能猜想到本质因素或者规范表述。但是，长此以往，对于培养学生的科学思维却大有裨益。针对“浮力大小与什么有关”，一问笔者把教材的矿泉水瓶换成气球，准备两个吹好的气球，其中一个小，一个大，水槽内装一半水，第一次把体积较小的气球用手按下，达到容器底部，体验浮力的存在，记录水面的位置；第二次把体积较大的气球用手按下，也到达容器的底部，再体验浮力的存在，同时要求学生观察两次水面的变化。设问：根据刚才的实验，你认为浮力的大小与什么有关？学生体会到把大气球按入水中时有很大的浮力，两个气球的深度相同，猜测浮力大小与物体的深度无关；但第二次水面比第一上升得要高，猜测浮力大小可能与物体排开液体的多少有关，排开的液体越多，受到的浮力越大；也有猜测浮力大小与物体的体积大小有关，因为两个气球的体积大小不同。此时，教师追问：这两种猜测，你有生活经验为这两个假设提供支持吗？立即有学生提出质疑，如果大气球只浸入部分，水面上升也较小，手也不感觉费劲，说明浮力大小与物体体积大小无关，只能是排开液体的体积大小有关。本案例中，基于学生的原认知设计创新实验，引发认知冲突，从而唤醒学生的思维意识，指导学生透过实验现象推理，其本质因素是排开液体的体积，而不是物体的深度，也排除其它错误的前概念，促进学生思维品质的发展。

结束语

总之，教育不应该是知识的灌输，而必须要唤醒思维。教师要根据教学内容，围绕核心素养这个目标，带着唤醒思维的理念，让学生经历真实的科学探究的过程，掌握科学探究的基本方法，能实际地解决简单问题，培养学生的科学态度与责任感，使其在学习过程中逐步形成适应个人终身发展和社会发展的必备品格和关键能力。

参考文献

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