培养科学思维能力回归物理学育人本位

卞苹苹　宋四华　陈劲松

摘 要：核心素养的目标为培养全面发展的人.从物理学科特点和学科优势出发，结合物理学科的核心素养，着重培养学生的科学思维能力，充分发挥物理学科的育人价值，方能顺利、有效地实现核心素养的提升.

关键词：核心素养；科学思维；深度学习

目前，我国基础教育正在发生着从“知识本位”时代走向“核心素养”时代的关键转变.核心素养从总体上勾勒了新时代人才必须具备的人格品质和关键能力.核心素养的提出，必将在理论和实践上引起学科教学的全方位变革.从教学价值角度说，核心素养指向的是解决“教育上培养什么样的人”的问题.从发展学生核心素养的视角去定位当前的课堂教学价值和目标，即是为了学生的全面发展.

各学科的学科素养都对核心素养的发展有着个性和共性的贡献.物理学科的核心素养是学生在物理的学习过程中形成的必备品格和关键能力.通俗地理解，就是把所学的物理知识都忘掉后，所剩下的给人终身受用的东西.从专业的角度讲，主要由“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”四个方面的要素构成.科学思维是从物理学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实构建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、批判的品质.

笔者认为，物理学科更具有培养学生科学思维能力的优势，培养学生科学思维能力亦能彰显物理学科的育人价值.培养学生的科学思维能力应力争做到以下几点：

一、巧设问题情境，启迪科学思维

杨振宁指出：物理学最重要的部分是与现象（情境）有关的，绝大部分物理学是从现象（情境）中来，现象是物理学的根源.“学源于思，思起于疑，疑是思之始，学之端”.物理课堂教学过程是在拨开教材严谨、神秘的面纱中，师生的思维发生碰撞，以不断地提出问题并解决问题来获取新知识的问题性思维过程.思维通常是由问题情境产生的，创设问题情境的实质在于揭示物理现象的矛盾，意义在于引起学生内心的冲突，动摇学生已有认知结构的平衡状态，从而唤起思维，激发内驱力，使学生进入问题探究者的角色，真正参与到物理学习活动中，达到掌握知识、训练思维能力的目的.巧妙地创设学生常规思维之外的问题情境是开启学生科学思维的金钥匙.学生的兴趣、好奇心、探究欲望、弄清问题的迫切愿望会使思维一直处于紧张、有序的活跃状态.在探究的过程中应用到分析综合、论证等思维方法亦能加强科学思维能力的训练.

例如在“大气压强”一节“大气压强存在”的教学中，可以创设“覆杯实验”中纸片没有掉下来的情境.学生的惊讶表情表明他们充满了好奇和兴趣.转动的眼珠和抓头的动作是他们在思考的表现.因为这个现象是出乎意料的，越是这样的现象越能激发学生的探究兴趣和欲望.在学习“大气压的测量”时可以用一较大的吸盘挂钩，让学生感受拉开它的困难.大气压如此之大，有多大呢？如何测量呢？引出了问题：设计测量方法，优化、选择可操作性强、误差小的测量方法进行试验.经历了探究过程，得出结论解决了物理问题，提高了多种能力，训练了科学思维.

上述的教学路径是：以情境引问题，以问题导探究，以探究促真知.这样的设计让学生始终带着一种要解决问题的迫切需要，即学习任务的驱使.整个过程他们的思维一直在紧张地忙碌着、活跃地碰撞着、批判地选择着.在这个过程中训练和提高了学生的问题意识、合作精神、方法整合、批判精神.所以，情境是问题的起源、问题是探究的动力、探究是培养和训练思维的沃土.从情境教起，教的才是思维，学生收获的才是才思和智慧.

二、注重方法渗透，内化科学思维

物理方法由思维方法与物理知识结合而成，并在展开过程中体现思维方法.思维方法教育既不能脱离物理知识，也不能脱离物理方法.物理方法是客观的，源于物理学的研究积累，通过传授可以使学生掌握.思维方法是主观的，是人的大脑功能，训练才能形成.我们要想内化提高学生的科学思维，必须以物理知识为载体，在学习物理知识的过程中加强研究方法的应用和积累，使学生熟练掌握一些基本的物理方法，通过方法的应用训练其思维的灵敏性、灵活性和缜密性.

初中物理经常用到建模方法，建模过程是从形象思维到抽象思维的过程.教师应设计出巧妙的能提供建立形象思维的感性素材，在此基础上引导学生去认识、比较、思考、理解物理概念的真谛和建立的模型与物理概念的关系.

例如“磁感线”模型的建立.磁场是一种物质，物质不以人的意志而转移，无论我们看得见、看不见，承认与否，它都是客观存在的.正如爱因斯坦所说：“磁场”在物理学家看来正如他坐的椅子一样存在.但如何感知它的存在？学生茫然.教师可以通过在其中放置小磁针，让学生观察小磁针的状态进而感知磁场是存在的.在不同位置的小磁针静止时的指向不同，学生也能明白不同位置磁场方向不同.但他们往往认为磁场的方向是由小磁针的位置而决定的，这就把物理规律和科学方法弄错了.教师应采用类比的方法来点拨迷津：小红旗与风向的关系，有风、无风，风向与风力如何都是确定的，小红旗只是体现风的一些特点而已.这时又渗透了转换法的思想.由用小磁针到用铁屑体现了由少到多、由点到线、由个别到一般的研究方法.磁感线是根据铁屑的排列情况来描绘磁场的，它其实就是磁场的画像.这样学生就容易理解磁场、铁屑、磁感线的关系了.

三、开展深度学习，创新科学思维

深度学习是一种综合和反思的过程，它能使学习者获得系统性知识、批判性精神、创造性思维等，是一种充分挖掘个人潜能以培养完整人格的学习.深度学习的内涵是教会学生正确的思维方式，思维是教学的核心，创新是思维能力达到一定高度的体现.所以深度学习是培养创新思维能力的必经之路.

例如在“电磁感应”教学中，学生不难从图1的演示实验中得出：导体只有做切割磁感线运动才会产生感应电流.但容易忽视另两个条件：“闭合”和“一部分”.教师可利用这个契机开展深度学习，把学生的思维拉宽、拓深、抬高，催生出创新意识.教师可以引导学生思考：电路中有电流的条件是什么？答案：电源，闭合回路.追问：此电路中的电源在哪里？你认为最有可能是哪部分呢？回答：切割磁感线的那条边.如果把整个线圈都放在磁场中，线圈移动时就会有几条边切割？回答：两条.那么，这个电路中就会有两个电源，他们的正、负极什么关系？回答：由于在同一個磁场中，朝相同方向切割，故这两个电源的正极相连、负极相连.这怎么会有电流呢？所以，只能是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流.若要实现两条边都切割还会产生感应电流，应如何改进呢？回答：两条边分别在方向相反的磁场中：线圈竖直放置，上一条边在一磁场中，下一条边在另一方向相反的磁场中；或是将线圈水平放置，左一条边在一磁场中，右一条边在另一方向相反的磁场中.教师肯定他们创造了推拉式发电机.如果只能在同一磁场中，那就不能移动，只能转动，这就是手摇式发电机.这既能让学生更好地理解发电机的工作原理，又培养了他们的创新思维能力.

教学是提示某种文化内容必须被学生掌握的一种活动.教学必须借助某种文化内容的习得，同作为生存能力的人格的形成联系起来.正如德国的教育家赫尔巴特提出的“教育性教学”：他认为，不存在没有教学的教育，也不存在没有教育的教学.我们要切实把握好自己的课堂教学，充分挖掘物理学科教学的育人潜能.用尽自己的教学智慧把课堂建构从传授知识、培养能力定位到“改变思维、启迪智慧、点化生命”的核心素养高度.

参考文献：

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