创设多样化情境，提升高中学生科学思维能力

刘辉

【摘要】大多数学生会觉得高中物理比初中物理难，其中一个主要的原因就是高中物理更抽象一些，需要学生具备更多样化的思维能力.基于此，教师要改变传统的教学方式，创设更适合学生发展的情境，以让抽象的认知具体化，单一的思维多元化.在真实的、多样的情境里学生更容易主动又积极地思考，进而科学思维能力能获得进一步的发展.

【关键词】高中物理；科学思维；情境创设

当前高中物理教学中还存在着这样的现象，学生通过大量的练习来提升物理的成绩.这样的方式对学生的思维发展不利，也不利于他们的后继发展.教师可在教学的过程中优化教学的环节，创设情境、调动学生的积极性，提升他们的科学思维能力，进而提升他们综合运用物理的能力.一言以蔽之，教师要提升学生的科学思维能力，以让学生掌握更多学好物理的技巧与方法，从而提高理性思考的能力.

1 利用科学实验，激发思维火花

毫无疑问，科学思维是多种高阶思维的综合，比如分析思维、推理思维、归纳思维等，只是科学思维更指向于物理素养的生长.教师在课堂上要激发学生的科学思维，就要给他们直观的情境，让他们的双手、大脑动起来，这些能助燃他们思维的火花.高中物理抽象的内容比较多，课本上开设的实验相对于初中也少了不少.基于这样的状况，教师可基于教学的内容，结合学生理解的现状，创设一些更能激发他们思维的实验，以让他们更投入地思考，也更容易探究出物理的“真相”来.

例如 以人教版高中物理必修第二册“机械能守恒定律”中有关动能与势能的知识点的教学为例，教师与学生一起做一个相关的实验.首先教师指导学生备好一块木板，并将其倾斜为45°角.接着教师让学生将木板固定起来，并在木板上面放置一根劲度系数很小的塑料弹簧.再接着，教师引导学生用手捏住弹簧的上端，然后轻轻拉开，使弹簧旋转，并保持一个“∩”的形状.教师让学生保持着这样的状态，并追问一个问题：如果松开弹簧的一端，会发现什么样的现象.教师将学生猜想出来的内容呈现在黑板上，再让他们松开弹簧的一端.学生发现奇怪的现象：弹簧不停地翻转下去.教师让学生反复地体验这样的实验，并在实验中思考为什么会出现“弹簧翻转”的现象.学生发现当他们松开弹簧一端时，弹簧处于“∩”的形状，也就是说，弹簧发生了形变.这一形状变化的过程，对弹簧本身而言，它储存了大量的弹性势能.弹性势能使得弹簧产生了收缩的弹力，因此当其前端接触到木板斜面时， 后端其实就变成了前端，于是在惯性作用下，弹簧就不停地向下翻转.基于学生的发现教师再追问，能不能由弹簧翻转得出更本质的结论.学生在讨论中认为教师的提问就是暗示他们将本课新学的内容用起来.最终学生得出这样的结论：弹簧不停地翻转本质上是重力势能、弹性势能以及动能三者之间的相互转化.

在实验中，学生处在自主探究的状态中.实验中出现的现象使得学生的大脑思维处于活跃的状态，并促使他们运用所学的物理知识解释实验现象.因此可以这样说，教师创设的实验情境能让学生多维度地思考问题，进而让他们的科学思维得到充分地锻炼.

2 联系实际生活，开展探究活动

物理来源于生活，教师在开展物理教学时，要将生活的情境搬进课堂.学生在体验生活的同时能积极思考相关的问题.物理有时候是抽象的，但生活的情境会是具体的、形象的.借助生活的景象思考物理问题，学生很容易进入问题的情境，也很容易发现教师所设题目的内核.教师创设生活情境也能增强学生学习物理的信心，本来不知道从何处入手的问题，因为有了具体的生活画面，也就有了解决问题的突破口.

例如 以人教版高中物理必修第二册“动能和动能定理”的教学为例，在讲授动能定理时，教师就可基于生活，引导学生在他们熟悉的场景进行思考.通过这样的方式，教师就可将抽象的知识与物理理论和学生的日常生活对接起来.在学生熟悉的情境中，学生探究的兴趣与热情被激发，他们科学思维的火花也就汩汩而来.在讲述动能定理时， 一般的教学模式都是从汽车启动过程中的受力情况分析开始的，这个过程很复杂，学生也很难理解.大多数学生都坐过汽车，但是让每一个都去体验一下汽车启动的过程，这也是不可能的.因此教师就将思考汽车启动的过程改为思考光滑水平面上的滑块在受到拉力作用运动一段距离的状况.每个学生都可以用滑块体验一下，都可以在体验中思考，这种贴近生活的方式也贴近学生思维的习惯，同时也更能深化他们的思考，提升学习的效率.

就联系生活而言，教师要给学生更多的自主权利，要让他们自己去生活中找寻情境.以高中物理必修第一册“匀变速直线运动的速度与时间的关系”的教学为例，部分学生对于加速度减小、速度仍然提高这样的结论无法理解.教师就让能理解的学生找寻生活中的例子来化解这样的难点.一学生是这样比喻的，加速度就如每年父母给的压岁钱，而速度就相当于储蓄罐中的存款，就算父母给的压岁钱越来越少，储蓄罐的存款还是在逐步地增多.学生自己联系生活，更符合他們的认知特点，更能引发他们的关注与思考.可见，创设生活的情境能让学生更加直观地认识和理解速度物理认知，深入探究物理现象.

3 创设问题情境，建构探究支架

教师在开展物理教学时要拓展学生的能力，要给他们思考的机会，也要给他们思考的信心.大多数学生也会努力地思考一个物理现象、一个物理问题，但是当他们百思不得其解的时候，往往会选择放弃.要让学生保持科学思维的延续性，促进他们更深层地思考，教师就需要给他们建构一定的问题支架.也就是说，教师可创设问题情境，给学生直观的体验，又给他们的思考点明方向.

例如 以人教版高中物理必修第二册“向心力”的教学为例，教师在引导学生进行有关向心力的实例分析时，就发现这样的问题，学生知道什么是向心力这一概念，但是在具体分析时，却慌了手脚.教师就调整教学的方式，以让学生更能接受这一物理认知.教师先是在白板上呈现这样的视频，一列火车正在平直轨道上匀速行驶.教师让学生画出火车的受力示意图，进而追问：火车所受的合力等于多少？学生对着具体的视频，将所学的运用起来，他们发现火车所受的合力为零.随着视频的推进，学生看到火车在拐弯，教师追问火车在转弯的时候在做圆周运动吗？几乎所有的学生都能回答这个问题，教师再问是什么力提供火车的向心力的呢？教师的提问给学生以思考的方向与重点，能继续点燃他们思维的火花.当然，教师在提问时不但要结合情境而且要给学生更多的思考空间，也就是说教师要关注提问的开放性，要提升学生科学思维的灵活性.以人教版高中物理必修第三册“电源与电流”的教学为例，学生在预习的基础上已经能掌握电源与电流的相关认知，教师可创设一些基于课本情境的问题以让他们更深度地思考.教师可这样提问：电流在形成之后它的方向变化会有几种，能不能对每一种变化都举一些例子来说明.

激活学生的科学思维是教师开展物理教学的重要任务，教师创设多元化的问题情境能进一步地打开学生思维的阀门，以让他们全面地、有深度地继续思考.教师在创设问题情境时，要基于学生的认知状况，及时地调整他们的情绪，以让他们处于最佳的思考状态.

4 引用错题情境，开展探究活动

无论对学生的学，还是教师的教，错题都是重要的资源.学生有效利用错题资源能让他们充分地反思，能让他们精准地学习，进而获得更大的提高.反思是高中学生学习物理时需要具备的重要能力，对做错的题目进行反思，能让学生发现自己存在的问题，进而更好地推动科学思维的发展.对教师来说，也要建一个错题集，就是将学生错误的题目收集起来，进行分类整理，再以新的形式呈现出来，这样的错题情境，能促进学生多方面地思考，能使他们在矫正中提升.

例如 以人教版高中物理必修第三册“电荷”的复习为例，教师将学生做错的题目以判断题的形式呈现出来，让他们再做一次判断.同样的一个知识点，不同的学生出错的地方也不一样，因此当这些错误点聚在一起时，对学生而言，既陌生又熟悉.熟悉是因为这样的知识点他们之前遇到过，相关的说法自己也思考过；陌生是因为有一些说法似是而非，需要他们再次思考.教师创设的错题情境为：两个完全相同的星体相距较远，在其连心线的中点处将一物体沿连心线垂直的方向抛出，如果不计任何阻力，则：该物体一定永远离开星体；该物体最终落在某一星体上；该物体最终停在抛出点；该物体将在抛出点附近做往复运动.因为是在“电荷”的复习课上出现的，学生自然地想到将两个完全相同的星体类比为两个固定的同种电荷，接着再将物体视为与星体不同種类电荷的带电体.有了这样的类比，学生发现如果运用库仑定律与万有引力定律的相似性就能发现只有最后一个推出是正确的.学生之前之所以做错题目可能是因为他们只考虑了牛顿的万有引力定律，在复习阶段，在反思阶段他们会深度地思考，进而获得科学思维的发展.

5 借助故事情境，增强科学意识

高中物理的学习在大多时候是枯燥的，教师要通过多样的教学活动，让物理课堂有趣起来，生动起来，同时也进一步地增强学生的科学意识.高中的物理课本中会提到一些伟大的物理学家，比如亚里士多德、伽利略、爱因斯坦等.如果教师让学生搜集相关资料，并在上课前讲述这些物理学家的故事.学生会在故事中升腾学习物理的热情，激发探究科学的思维火花.

例如 有学生讲述爱因斯坦有关板凳的故事，即，教师嫌弃他做的板凳比较差的时候，他说到还有两个更差的没有拿出来.学生在讲这个故事时，教师要追问他们的感想是什么，很多学生认为学习物理需要的就是不断地超越自己，不要因为自己不如别人而懊恼.有学生则讲出这样的故事，爱因斯坦曾经假设一个理想电梯，它的轿厢里面装有五花八门的实验仪器.当电梯相对于地球保持静止状态时，电梯内的物体受到一种力的作用而落向地板，这时候每一种物体下落的加速度是一致的.爱因斯坦继续假设道：假设电梯从一个无限高的地方做自由落体运动，那么电梯内的物体就会摆脱这种外界引力的束缚， 而且加速度也会发生改变.教师让学生分析爱因斯坦的假设有没有科学道理，能不能实现，他们能不能也想出一个假设来.借助故事教师引发学生的科学思维，也让课堂充满乐趣与思考的气息.

6 结语

学生在高中阶段各方面的能力都得到了发展，教师要将教学的重点放在学习习惯的养成与思维品质的发展上.教师创设多样化的情境就是给学生的科学思维建构支架，以让他们更好地在辩证分析和归纳中探究物理现象、知识和原理.在教学的过程中教师创设多样化的情境，就意味着要优化教学流程、创新教学模式、改良教学方式，以让学生在趣味、互动、启智的氛围中锻炼与发展科学思维.

参考文献：

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