如何在日常教学中培养学生的科学思维能力

在教学过程中，教师要能理解教材设计意图，引导学生经历、体验与理解科学方法。让学生从中收获思想方法与提高能力，拓展视野，活跃思维，使学生更加注重科学方法。这样的收获远比一个公式重要。

知识改变命运，其实是知识认知过程中的思维方法改变人的命运。在高中物理教材中，渗透了很多科学研究的方法，这是教材编写者根据物理学科特点和课程目标的要求而设计，它对学生体验科学探究过程，了解运用科学研究方法具有重大意义，是实现课程标准要求的具体体现，对于教材中渗透的这些方法，如果孤立地从教学的知识角度来看，有些是增加了教学的难度，但是如果真正理解了教材编写者的意图，就会看出其深远意义。下面笔者仅举一例说明，教师要科学发挥教师主导作用，理解教材设计意图，重视认知过程，渗透科学方法，培养学科素养。

在高中物理必修一中的“匀变速直线运动的位移”一节，在学生对匀速直线运动图像有一定认识的基础上，引导学生根据匀变速运动定义画出匀变速运动速度—时间图像（图1），并推导出匀变速运动的位移公式。(www.xing528.com)

其主要思路是：将一个匀变速运动过程看成由很多个微小时间段组成，在每个非常短的时间内，由于速度变化很小，可以认为速度不变，从而用速度“折线”与时间轴围成一个特殊几何图形（图2），时间越短，速度“折线”越趋近于真实速度图线（图3），当时间间隔Δt→0，速度“折线”与真实速度直线重合，速度图线与横轴所围“面积”的大小就可以表示匀变速直线运动的位移大小。这是微积分思想的渗透，这一点对初入高中的学生来说理解起来确实存在一定困难，也是教学的一个难点。在教学设计中，教师要真正理解教材这样设计的内涵与外延，它不应该仅仅只是单纯为导出位移公式，就公式的产生确实没有必要采取这样繁琐的方式，但从利用导出匀变速运动位移公式这个知识素材渗透科学研究方法，以研究匀变速运动的位移规律的过程为平台，培养学生将复杂的问题经过科学处理用简单的方式解决的思维过程来看，这是一次非常难得的机会。所以目前不同版本的教材都将这一知识内容作为渗透科学思想方法，培养学科能力的生长点。据此学生对v-t图像的意义认识更加深刻，不仅知道图线与纵轴截距表示初速度，图线的斜率Δv/Δt表示加速度，而且从科学思维层面上又知道速度图线与横轴所围“面积”表示位移大小，将数形结合思想赋予了更广泛意义。教师在分析处理教材进行教学设计过程中，应该站在具体的知识内容之上，从物理课程目标的高度来看待这种处理方法，有意识地抓住这样的机会，在落实知识目标的同时，渗透科学方法，培养学生能力，从而将培养学生的科学素养落在实处，使学生不仅仅知道位移公式x=v0t+1/2at2，不能把大量的时间用于对公式的练习使用上，其意义更大之处在于学生见识了一种科学处理变化问题的方法！所以，在教学过程中，需要教师能理解教材设计意图，引导学生经历、体验与理解科学方法，学生从中收获的思想方法与提高的能力会远比一个公式重要，其意义是深远的。