物理科学思维培养策略：提升逻辑理解力与创新思维

教学策略是在教学过程中，为保证教学的顺利进行和任务的圆满完成而采取的教学方法。教学策略，属于教学设计的范畴，它不是单独存在的，而是伴随教学设计的产生而不断完善的。针对物理科学思维培养中存在的问题，笔者提出了以下策略。

（一）转变教学观念，提高培养学生科学思维素养意识

从根本上来说，教学理念的完善决定着教师专业水平和课堂教学质量，是教师课堂授课方式和途径的具体体现。尤其是基于核心素养的物理科学思维的培养，由于其提出的时间太短，有些教师没有对此产生兴趣，自然也就没有形成科学核心素养的意识。导致在课堂上仍然以传统的教学模式为主，忽略以学生为中心开展教学活动，重视知识的机械灌输，忽视学生的思维过程，也无视知识背后蕴藏的能力与素养。教师如果没有这方面的意识，物理核心素养的培养就无从谈起。

基于核心素养的物理教学，不是简单的知识的传授、概念的理解或规律的掌握，而所要培养的是对于知识形成过程的探究，对概念与规律背后所蕴含的方法、思想及思维的价值的探索。学生物理科学思维素养的培养，主要是在课堂教学过程中形成的，故而核心素养培养的有效性对教师教学观念的转变有着最为直接的影响。教师的教学观念决定了是否进行科学思维素养培养，以及培养能够达到的程度。所以，要想达到科学思维素养的理想状态，教师必须首先树立科学素养意识，才能将其贯穿教学的始终。

教师在促进学生物理科学思维的有效性方面发挥着重要作用，教师不仅要正确认识核心素养的价值，具备物理科学思维的意识，还要善于将这种意识贯穿于教学活动，将核心素养融入学科目标和教学目标。在进行教学设计时，要有明确的目标，并掌握一定的教学技巧。一般来说，可由教学的最终目的，反推教学活动，推至学生的已有知识和经验，以预期的结果作为起点设计教学活动。作为教师，要纵览全局，立足于学科实际，对学科功能、内容，尤其是知识的整体结构，要有清晰的认知，然后基于物理学的方法、思想、思维等建立物理概念、规律的图式。进而通过对知识结构的梳理，引导学生进行思考与分析，逐步完成知识的主动建构。在这个过程中，教学活动应该始终围绕学生的思维发展进行，教师的作用在于对学生的思维进行引导。学生在思考与分析的过程中，对知识的体验会更加深刻，因而掌握得也会更牢固。更重要的是学生的思维能力得到了充分的锻炼。

（二）提高教师素养能力，提高培养学生科学思维素养能力

教师要树立“以人为本”的教育发展观，注重培养全面、和谐发展的人。对学生核心素养的培养，其所追寻的目的或结果是人之所以为“人”的外在行为方式以及内在的品德价值。故而，教师首先要做到内外兼修，不仅强调自身职业素养的培养，也要强调行为习惯的养成。提高教师素养就是要以教师心理素质的内化为重点，包括情感、态度、价值、信念等，这些彰显教师精神文化的心理素质不是简单的日常说教就能养成的，更多的要依赖教师在长期的教育教学实践中，不断反思、学习、觉醒与感悟来形成。因此，内外兼修的有机结合，才能保证教师素养的不断提高。

从当前物理教师的构成来说，一方面是刚入职的教师，他们的思想观念较之传统的教师更为开放，也很少受传统教育模式的束缚。他们中的大多数都是在素质教育背景下成长起来的，因而对于核心素养有一定的了解，也有着与时俱进的态度，乐意接受核心素养理念的学习，也尝试着将这一理念融入教学之中，但是在具体的教学实践中，往往缺乏一定的经验，不能够很好地将学科内容与核心素养有机地结合起来。针对这种情况，向前辈学习，吸取教学经验是很好的途径。然后通过自身所具备的教学智慧，找到学科内容与核心素养的结合点，进行科学的教学设计，培养学生的科学思维能力。另一方面是经验丰富的老教师。虽然教育改革的思想与理念，对他们产生了一定的影响，但由于传统教育理念的深远影响，他们观念的转变并不如新晋教师积极主动，即使意识到转变教育理念的重要性，但实现起来有一定的困难，接受新理念以及新事物的能力相对较弱。对于这类教师，就需要采取有针对性的措施，比如调研，多开展教学交流与讨论，强化核心素养培养的理念，引导其思想的逐步转换，推进学生核心素养培养的落实。

（三）加强课堂思维训练

课堂教学是学校教育的重要组织形式，教师在进行课堂教学设计时，要综合考虑，而不能仅仅满足于应付考试的知识点的机械式传授和讲解。教师要充分利用课堂教学的机会，对学生进行思维的锻炼，故而，在教学设计中，可侧重于思维训练的模块。

思维活动对于人的意识的发展和行为都有一定的指导作用。从古至今，人们都重视思维的作用。“学而不思则罔”，思维对于人的学习是至关重要的。因而，物理教师要强化在教学中对学生的引导，为学生创造思考的机会。只有主动思考问题，才能够积极融入课堂活动。

在课堂上，学生的思维若过于活跃，或是天马行空，缺乏教学经验的教师，有时候很难控制住教学的场面，使得课堂一片混乱，从而导致教学偏离方向。在一些人的眼中，过于活跃的课堂，会让人觉得是教育浮躁、浮夸的倾向，这是一种片面的看法。笔者认为，能够做到课堂活跃，学生参与性一般都会较高，这正是教育回归本质的一种表现，尤其是对思维能力要求极高的探究性学科，如物理，只有充分调动学生思维的开阔性，才能够实现探究学习的效果。而如何保持课堂的活跃而又不至于沦为课堂秩序的失控呢？这就对教师的能力提出了较高的要求。

在课堂教学中，教师要将物理科学思维贯穿于教学过程的每个环节，尤其是要在教学设计中渗透科学思维。在内容的选择与设置上，要能够极大限度地激发学生的好奇心，促使其自觉地进行思维的探索，激发思维的潜力，通过开展高效的思维活动，促使学生高阶思维的形成。与此同时，锻炼学生运用思维解决实际问题的能力。

从物理学科的性质来看，物理学是一门科学性较强的学科。实验是物理学科的基础，实验也是检验科学性的前提，对于学生来说，实验确实能够激发学生物理学习的好奇心和兴趣，但这是远远不够的。实验虽然对于物理教学具有一定的优势和促进作用，但从实际教学情况来看，物理中的很多实验，与生产生活之间的联系是模糊的，这就需要在课堂教学中，尤其是在课堂设计内容上，尽可能多地通过生活现象或实际等进行适当的引导，便于学生建立物理实验与生活的思维图式，在思维的作用下，深化对实验的认识。此外，课堂思维训练的主体是学生，由于学生存在个体差异性，这就要求教师充分考虑学生能力及实际情况，充分照顾不同能力层次水平的学生，进行提优、强化以及补弱，始终围绕学生，培养其个性化。

（四）情境创设，开启学生科学思维兴趣

课堂教学的起点在于新课的导入。导入对教学效果有着直接的影响。导入效果的好与坏，有时候直接决定了教学的成败。成功的新课导入，不仅能够吸引学生的注意力，有效激发其兴趣，调动其参与课堂的积极性，而且能够对知识内容起到温故知新的作用。对导入方法的研究，也成为人们关注的焦点。当前，笔者结合物理教学的特点，归纳出以下几点主要的导入方法。

一是与物理学科相结合，基于物理学科突出实验的特点进行课堂导入。一般可利用精彩的演示实验，达到激发学生好奇心，并吸引学生注意力的目的。初中学生，大都思维活跃，对一切新鲜事物都充满着好奇，演示实验具体可感，能够很好地满足其好奇心。学生通过实验演示，可以很快融入课堂氛围，自主地进行问题探究。这对于培养学生的科学思维有着积极的作用。

二是在全面把握学科内容的基础上，针对初中物理侧重于物理现象和规律的认知，尤其是与生活联系相关的特点，可进行生活化的教学导入，即列举生活现象或实例。这样，既能够让学生意识到物理的本质及其与生活的关系，又可以培养学生“物理知识来源于生活，用于生活”的意识，提高学生运用物理知识和思维解决实际问题的能力。还能够锻炼学生的观察能力。这也是物理素养的一种要求。(www.xing528.com)

三是信息时代的发展，为学习创造了便利条件，各种模拟场景应有尽有，教师要充分利用科技手段，利用多媒体为学生提供大量的教学资源，创设真实的实验情境。由此，可以利用图片或实物进行导入，图片具有直观性、生动性、趣味性等特点，利用图片导入新课，可以迅速吸引学生的注意力，调动学生的学习积极性，从而增强课堂教学效果。此外，还可以将音频、视频插入课件中，尤其是学生感兴趣的内容，更能够激发学生的学习兴趣。这需要教师充分了解学生的兴趣和需求。同时，选择音频、视频导入，让学生在听与看中，锻炼其观察及思考能力，引导其发现问题，这更有助于学生科学思维能力的培养。如果问题的难度较大，学生无法独立解决，教师可鼓励学生相互探讨，给予适时指导，或是创设问题情境，引导学生逐步进行问题的解答。

基于问题情境的创设，需要视具体问题而采取不同的方法。教师可以在全面了解学生认知状况即规律的基础上，创设反面情境。这样不仅更能够激发学生的兴趣与求知欲，而且能够让学生对正确的认知形成深刻的印象。比如对浮力产生条件的认识。由水中漂浮的物体会产生浮力，引导学生思考水中的桥是否同样存在浮力。鼓励学生根据所学知识及生活经验，进行大胆猜想。由此，让学生摆脱了固有的解决问题的模式，由问题出发转为逆向逻辑思维，探讨问题的解决。

虽然问题情境的创设，可以选择运用前概念的矛盾冲突的方法，但是这种方法在引发学生思考的同时，也容易造成学生对知识理解的模糊性，甚至加重学生思维的混乱。所以，矛盾冲突式的问题情境的创设应慎重选择。取而代之的是利用知识的逻辑性创设问题情境。这是一种较为常见的方法，也可称之为温故知新法。学生在这种方法所创设的问题情境中，既巩固了已有知识，同时也具备了解决同类问题的能力。通常，在遇到类似问题时，教师要善于引导，鼓励学生通过思考，创设相应的问题情境，进行自主探究，从而养成独立思考的习惯，获得解决问题的方法。在这一过程中，学生能够获得成就感，心理需求得到满足，学习的动力被激发，对问题的思考和探究意识不断强化，科学思维能力自然能够得以提升。

（五）合理设计实验探究，提高学生思维参与度

伴随课程标准改革的不断深化，初中物理教学发生了很大的变化，尤其是强化了探究实验课程的比重。对于大多数教师来说，他们已然接受并适应了新课改的要求，在教学中加大了对学生探究实验的引导。然而，还有极少部分教师，仍未对实验课程给予足够的重视，抑或是由于教学条件所限，或其他原因，无法将探究实验教学落到实处。即使进行了探究实验，效果也不明显。针对这种情况，首先要让教师明白实验对于物理学科的重要性。物理是一门以实验为基础的学科，实验应作为物理教学的重要组成部分。更何况实验对于学生思维能力的培养有着最为深刻的影响。更为重要的是，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，这就意味着只有亲身体验，才能够获得对知识的深刻认知以及能力的锻炼。

通过科学的实验探究，让学生从物理实际问题出发，在对现象的观察与分析、思考中，寻得解决问题的办法，进而在合作与交流中，归纳总结出结论，并反思结论的正确与否，将其用于指导实践，最终实现能力的提升。在这一过程中，不仅锻炼了学生的科学思维能力，同时也培养了学生科学的态度和责任。

实验探究的形式是多样的，一些教师出于教学任务繁重而课时有限的考虑，会选择在课堂上进行探究实验的演示，这种实验方式，学生的参与度是有限的，大部分学生都没有机会参与其中，更不能切身体验实验探究的过程。此外，以演示为主的探究实验，在短时间内确实能够吸引学生的兴趣，这一点毋庸置疑，因为学生对新鲜事物总是充满着好奇。但是从长时间来看，参与实验的学生乐在其中，而无法参与实验的学生，观察已不能满足其好奇心，故而对实验的兴趣开始消退，注意力便会下降。基于此，要想提高探究实验的有效性，就要采取多种组织形式，丰富演示实验的方式。

一是视频录制。随着教育技术的不断发展，多媒体已成为现代教学的重要手段。物理是以实验为基础的学科，但实验并非都是简单易操作的，针对这种情况，教师可以利用多媒体技术，通过录制视频，来弥补无法完成实验操作的遗憾。通过这种方式，让全体学生参与并观察实验全过程。这种新颖的教学手段，自然能够调动学生的积极性。

二是分组实验。分组实验是教学中常见的一种实验形式，其优势在于能够实现资源的优化配置。学生以小组为单位，进行探究实验的操作，不仅能满足学生的实验需求，提高学生实验的参与度，而且为学生间的合作交流创造了条件，有助于学生合作意识的培养。分组的形式也可以是多样化的，在人数分配、任务安排等方面，可根据实验内容及条件适当调整。需要注意的是，教师对实验分组的安排，要基于对学生的全面了解，以促进学生能力的发展为依据。

三是个人实验。个人实验的实现，离不开学校硬件设施的完善，主要是学校具备专门的实验环境场所。基于同前两种实验形式的比较，很多教师都会认为学生个人实验耗时较多。然而实践表明，只要设计得当，实验所需时间是可以控制在有效范围内的，从某种程度上来说，个人实验的时效性不会低于前两种实验形式。且个人实验能够很好地培养学生的科学思维能力，因为，从问题的提出到实验的探究，到数据的收集与分析，再到结论的提出，乃至最后的反思总结，学生参与了实验的整个过程，也只有亲身经历科学探究的过程，才能深刻地掌握知识、提升能力。

（六）改变物理学科教学评价模式，体现学生思维能力

评价，是了解教学效果的重要途径。通过评价，能了解教师的教学水平，了解教学是否沿着他们的预期而顺利开展，如果评价的结果与其预期相符，则证明教学效果较好；反之，就需要分析原因，调整计划，以期教育质量的提升。对于教师而言，通过评价能够了解学生学的情况，进而反思教学方法，总结教学经验，以期更好地完成下一阶段的教学任务。

然而，长期以来，成绩的高低，一直是人们进行教学评价的标准。这种“唯分数论”的教学评价模式，对于人才的评判是不全面，甚至也是不准确的。这与强化学生核心素养的教学目标是背道而驰的。由此，就需要改变物理学科教学评价模式，构建与核心素养目标的培养相适应的评价体系。在关注知识能力掌握情况的同时，更应该强化学生的综合素养，尤其应侧重于基于核心素养的能力方面的评价，不断丰富评价的手段和方式，而不能只是通过测试的方式进行评价。对于评价模式的形式来说，不仅可以是基于知识的考量，检查学生对知识的掌握程度，还可以将考评延伸至对知识运用的能力方面，尤其是对于实验性较强的物理学科，对学生实验操作等多方面的评价，也不失为一种行之有效的教学评价。

（七）课堂内外结合，培养学生的自主意识

物理是一门理论与实验并重的学科。基于物理科学思维的培养，理应贯穿物理教学的全过程。即便如此，对科学思维的培养，还应该延续至课外，促使学生无时无刻不受到科学思维的熏染。

一是在课堂教学环节。这是学校教育最普遍，也是最主要的形式，对于学生来说，大部分知识的习得，都是在课堂教学过程中获得的。所以，课堂教学的形式，也理应成为培养学生物理科学思维的主阵地。对于物理教学来说，教师是物理教学的组织者和引导者，要想在物理教学中融入科学思维的培养，不仅需要具备专业的职业素养，准确把握教材内容，梳理学科内容中所蕴含的科学思维，合理地分配各个教学环节，使物理科学思维在教学的各个环节得到充分体现，而且更重要的是要做到从学生的主体性出发，充分了解学生的特点及需要，从而有针对性地设计教学活动，引导学生自觉主动地参与教学活动，自主地进行科学思维习惯的养成。二是课外的培养。课外是教学的拓展和延伸，能够对课堂教学起到很好的补充作用。教师应该抓住课外对学生思维锻炼的机会，选择既能够满足学生好奇心，又能调动学生兴趣且操作性较强的课题，鼓励学生自主完成。