牛旌丽 陈静静
在初中物理学科核心素养中，科学思维是相当重要的组成部分。对初中物理学科而言，科学思维主要包括科学抽象、科学推理、科学创新、科学探究以及科学批判等思维。在传统的初中物理学科教学中，教师往往只注重对理论知识以及固有概念进行教学，忽略了对学生认知逻辑以及科学思维的培养，很多学生的物理学习活动仅仅停留于表面，没有真正深入知识内部，存在较强的局限性。所以在初中物理教学过程中，对发展学生物理科学思维的教学策略进行研究具有十分重要的现实意义，不仅能够提升学生的物理核心素养，还能提升学生的科学思维能力以及品质。基于此，本文对初中物理教学中发展学生科学思维能力的方法进行探究，以期为这方面的工作提供更多帮助。
一、初中物理教学中学生思维能力的基本类型
（一）形象思维能力
学生学习物理时，形象思维发挥着相当重要的作用，但是在实际教学过程中，教师长时间忽略对学生形象思维的培养，主要运用抽象理论讲解的方式传授物理知识，导致学生物理知识的建构受到影响，对相关知识的理解不够透彻。学生运用形象思维，能够透过事物表象，以直观认知的方式学习和总结物理知识，进而对相关物理知识产生新的认知。在实际物理学习过程中，学生往往会遇到一些比较抽象性的概念，而教师如果能够通过直观形象的方式教学，那么学生就更容易理解。例如，“分子”这一概念对学生来说比较抽象，肉眼无法观察到，在这样的情况下，教师可以带领学生开展一些直观的动手实验活动，引导学生在实验过程中进行分析和观察，促使学生对相关概念有更形象和直观的认识。
（二）逆向思维能力
在实际的初中物理教学中发现，如果教师运用正向思维的方式带领学生分析问题和解决问题，学生往往会在理解方面存在困难，但是如果教师能够引导学生转变思路，采用逆向思维的方式，那么学生的思维禁锢就会被打破，所以教师要引导学生运用逆向的思维方式解决问题。例如，在带领学生学习“力的合成与分解”方面的内容时，教师如果直接运用正向思维引导学生，那么学生往往难以理解，这时教师就可以采用逆向思维的方式引导学生发现不同现象中的矛盾，从而达到正面论证的目标。一旦学生具备了逆向思维能力，那么学生的创新性学习活动将更加容易。
（三）聚合思维和发散思维
从一定程度上来说，聚合思维实际上是一种概括性思维，要求学生运用各种方法探究答案，借助聚合思维整合发散性思维，对发散性思维进行提炼加工，进而探究更独特的解题思路。而针对发散性思维而言，其往往指的是从不同角度分析同一事物，从而找到解决问题的不同方法。在实际初中物理教学过程中，教师借助发散性思维，能够改变学生的思维定式，避免学生在解决问题的过程中一直运用错误的思维。如果教师在教学过程中发现学生已经形成了较顽固的思维定式，那么教师就要变革传统的教学模式，通过各种类型的实验活动，改变学生的思维定式，提升学生解决问题和分析问题的能力，从而帮助学生更好地学习。
（四）归纳与演绎思维能力
在物理课程中，归纳以及演绎是两种不同的思维方式，如果学生能够同时具备演绎思维与归纳能力，那么将会对所学的物理知识产生更深刻的理解，能够更准确地解释相应的物理现象和物理本质。从一定程度上来说，归纳思维往往是由事物的特殊性推理而得到事物的普遍性，而演绎思维则是由事物的普遍性到事物的特殊性。借助于这两种思维方式，能够引导学生对已经学过的知识进行总结，从而整合分散的信息，加深对知识的内化以及巩固。
二、初中物理教学中发展学生科学思维能力的重要意义
初中物理课程更注重对学生的思维进行培养，而科学的思维方式是深入学习物理知识的一个重要保障。所以以科学思维的本质属性作为基础，在实际的初中物理教学中，教师要想更好地培养学生的科学思维，不仅需要准确地对相关物理理论知识进行描述，而且需要针对其中的理论知识以及原理进行客观评价，充分挖掘其中蕴含的科学思维要素。通常来说，初中物理教学课堂更多是以学生为主的思维型课堂，有利于培养学生的科学思维。培养学生的科学思维能力，能够帮助学生降级化处理一些困难而又复杂的物理知识，进而提升物理课堂教学效果。所以在实际的初中物理课程教学中，教师有必要转变传统的教学观念，树立以学生为主体的教学理念，将课堂真正交还给学生，带领学生由浅层次的知识引入逐渐转变为深层次的知识探究，促使学生在学习理论知识的过程中，更好地发展和培养科学思维。
（一）设置问题搭建支架，培养学生的科学推理思维
从一定程度上来说，初中物理课程的科学推理思维往往是以教学问题为基础进行引导而形成的，根据对已知信息的分析，结合自身已经掌握的一些物理知识进行推理，进而得到更准确的问题答案。所以教师在初中物理教学过程中，要设置一定的教学问题，为学生搭建思维支架，引导学生以特定的事实作为基础进行思考，从而形成初步的物理科学推理思维。在实际教学活动开始之前，教师要带领学生明确教学目标，以学生的物理知识学习需求作为依据，科学地设置相应的问题，激发学生的科学推理思维，促使学生的物理推理能力得到提升，发展学生的物理学科核心素养。借助问题设置的方式搭建思维支架，能够更好地引导学生进行思考，帮助学生掌握相应的物理概念，培養学生遇到问题不退缩、迎难而上寻找问题解决方法的习惯。
例如，在带领学生学习“浮力大小与哪些因素有关”这一内容时，正式授课之前，教师可以提问学生：“你们感受过浮力吗？浮力的大小与哪些因素有关呢？”这时学生就会针对问题进行猜想，能够大幅缩短课上用于推理验证的时间，同时能够为学生的推理验证学习活动提供相应的思路，这对培养学生的科学推理思维具有十分重要的意义。
此外，通过设置问题搭建思维支架的教学方式不仅可以在课前运用，还可以在课堂中运用。例如，在带领学生学习一些较为简单的“并联电路以及串联电路”知识时，教师可以要求学生运用导线以及干电池等材料组装电路，然后提问学生：“如果存在多个小灯泡，如何才能确保小灯泡之间的开关互不影响，应该如何连接？”当学生相互讨论分析出电路图的连接方式后，教师可以继续提问学生：“如果将两个电路中的开关都关闭，或者对开关的位置进行调整，将会出现什么样的现象？”通过问题的引导，对学生科学推理思维能力的培养将贯穿于整个教学活动的始终，这对提升初中学生物理科学推理思维能力具有十分重要的意义。
（二）借助思维导图，培养学生的科学创新思维
顾名思义，思维导图实际上是对学生科学思维进行培养的一个有效的教学工具，借助思维导图，能够构建更形象的知识结构，归纳和梳理知识之间的相关性以及共通性，理顺知识之间的内在联系，为后续的知识创新工作以及知识开发工作提供更多保障。通过思维导图，学生不仅能够更好地整理和归纳知识，还能形成既有的知识框架，突破传统框架的限制，从而进行更深层次的研究和思考，拓展和创新原有的知识。由此可见，在初中物理教学中，如果教师能够合理、灵活地运用思维导图，那么就能打破传统教学的局限性，锻炼学生的创新思维能力，使学生依靠思维导图自身所具备的系统性以及内在的逻辑性，更好地拓展教材内容，从而为科学思维的发展创造更好的条件。
例如，在带领学生学习光学知识的相关内容时，教师就可以运用思维导图，结合学生的实际生活，引导学生在脑海中构建清晰的光学知识框架，实现前后知识点的相互串联，这样学生的记忆将会更深刻。而且以这一知识框架作为基础，学生将会拥有更多创新拓展空间，能够帮助学生更好地培养科学创新思维。再如，在带领学生学习“光的反射”这部分内容时，教师可以用思维导图的方式梳理光的反射规律，在实际生活中寻找与之相关的一些物理现象，在现实生活中运用相应的理论知识。在物理课堂教学中，教师常常用量角器或粗糙的硬纸板等实验材料验证光的反射规律，通过对入射角和反射角的大小进行测量，找出二者之间的关系。同时，教师要引导学生联想生活中的一些情景，如树荫下的光斑以及青山在水中的倒影等，这实际上就是对学生科学创新思维进行培养的一个过程。在物理教学中，思维导图往往与发散性的思考以及论证相互结合，通过这种方式可以为学生提供更多创新思维发展的空间，提升学生的学习效果，最终帮助学生更好地培养科学创新思维。
（三）构建物理教学模型，培养学生的抽象思维
通常科学思维又会被称作逻辑思维。由于初中阶段的物理知识相对抽象，学生难以理解，为了帮助学生更快地理解物理知识，教师需要为学生构建相应的教学模型。从一定程度上来说，物理教学模型实际上是连接现实生活与物理知识的桥梁，是将一些抽象的物理概念具象化的一个重要手段，更是在新课程标准的要求下，发展科学抽象思维的一个必要方式。在构建物理模型的过程中，可以忽略掉一些不会对问题本质产生影响的因素，通过更直观和简单的模型展示一些复杂而又抽象的知识，进而促使学生对物理概念产生更深刻的印象。实际上，构建物理教学模型是对一些复杂物理概念的简化，抓住一些核心要素，突出教学重点，从而帮助学生完成物理知识的利用以及迁移，这是培养学生的科学思维、锻炼学生逻辑分析能力的一个重要方式。
例如，在带领学生学习“杠杆的平衡条件”这一节内容时，学生对杠杆的相关理论知识理解起来有一定难度，再加上其中涉及的概念非常复杂，学生在学习过程中很容易混淆相关概念，难以掌握相关内容。但是在日常生活中，杠杆原理的应用十分广泛，教师可以引导学生结合日常生活的实际情况构建相应的物理模型，让学生在构建模型的过程中更好地掌握物理知识。如教师可以带领学生详细分析指甲刀的制作原理以及其中运用到的杠杆结构，归纳杠杆类型、确定力臂。教师还可以带领学生对汽车引擎盖的开启过程进行分析，进而构建相应的杠杆物理模型，找出施加作用力最小的点。
带领学生构建物理模型实际上也是对学生的简化问题能力以及抽象概括能力进行培养，不仅能够帮助学生深刻地理解相应的物理知识，还能提升学生的分析能力，更好地发展学生的科学抽象思维。结合学生日常生活中的物理理论知识以及物理现象，构建一些更具有启发性的物理模型，能够将一些比较抽象的问题变得简单，很好地培养学生的科学抽象思维。
（四）创设实验探究情境，培养学生的科学探究思维
物理实验是初中物理课程教学中的一项重要内容，而在物理实验教学中，教学情境法是一种常用的教学方法。以学生的科学思维发展为基础，创设相应的物理实验探究情境，是培养学生科学探究思维的一项重要教学策略。通常来说，初中物理学科中的探究实验往往都是将一些比较抽象的物理理论知识变得通俗易懂，进而使学生更容易接受，充分激发学生的学习积极性，让学生积极主动地参与物理实验操作实践活动，逐渐完成对学生科学探究思维的周期训练。从表面上来看，科学实验探究占据了学生的大量时间，但是却能很好地培养学生的科学探究思维，发展学生的物理学科核心素养。
例如，在带领学生学习“阻力对物体运动的影响”这一探究实验时，为了培养学生的科学探究思维，充分激发学生的探究兴趣，教师可以创设趣味探究实验情境。首先，将学生进行分组，每两个学生为一组，一个学生用力压住桌子，另一个学生手掌贴着桌子向前推动，感受手掌前进过程中受到的阻力。其次，压桌子的学生慢慢减小压力，让另外一个学生充分感受阻力发生的变化，之后两人交换位置继续感受，总结阻力对物体的影响因素。最后，教师带领学生开展探究实验，让每个小组操作小车从相同斜面的相同高度自由滑下，将毛巾以及棉布分别铺在木板上，在实验过程中，记录小车在不同表面上滑行的距离，总结归纳实验现象，得到相应的結论。在这些物理探究实验中，由于支持力、摩擦力以及重力等多种力的存在，是否产生摩擦力以及摩擦力产生的方向等都是无法确定的，所以不同类型的物理探究实验更能培养学生的科学探究思维。
（五）鼓励学生质疑、反思、分析，培养学生的批判思维
对学生而言，批判思维是一种关键性的思维，存在于大脑活动之上。这一思维主要以一些已经确定的结论或理论为基础，坚持批判性的原则，运用合理的理由辅助严密的逻辑，最终提出自己的疑问，然后分析和解决实际的物理学科问题。教师在培养学生的科学批判思维时，要时刻坚持批判性的态度以及观念，但是不能一味地否决，要引导学生在提出自己疑问的同时，必须具有足够的理由来论证自己的想法，时刻以严密的逻辑来对自身的观念进行验证。所以在初中物理教学中，教师要重视对学生科学批判思维的培养，鼓励学生积极地进行反思，使学生形成探究精神以及敢于质疑的精神。在必要的情况下，教师可以结合学生学习的实际情况，为其单独设置一些可质疑的学习情境，引导学生对这一情境进行质疑，让学生在不断探索的过程中逐步强化自身的科学批判思维。
例如，在带领学生学习“平面镜成像特点”这一内容时，教师可以引导学生开展实验活动验证成像的特点。当模拟实验结束后，教师要引导学生绘制实验过程中出现的图像，如果用圆圈A、B分别代表蜡烛以及其在平面镜MN中的成像，测量A、B两个圆圈之间的距离，根据测量数据得出像、物到平面镜距离相等的这一结论。但是仅通过这种方式得到实验结论并不够严谨，而且支撑结论的论据也不够充分，在这样的情况下，教师就可以鼓励学生积极质疑，到底是結论本身的问题还是实验方法存在问题。一旦学生提出自己的疑问后，教师就可以带领学生继续深入思考，最终发现结论不够严谨主要是因为实验的测量方法存在问题，在测量过程中需要将平面镜自身的厚度考虑进去，只有这样，得到的结果才更准确。由此可见，在初中物理课堂教学中，教师要鼓励学生对可能存在的问题提出疑问，培养学生的科学批判思维，帮助学生养成更科学严谨的学习态度。
（六）培养学生的实践思维能力
当前阶段，随着课程改革的不断深入，素质教育已经逐渐被广大教育工作者认可和接受，在这一背景下，物理实践教学在物理教学中的地位得到了相应提升，不仅能够更好地满足素质教育的相关要求，还能培养学生的物理实践能力。在物理教学过程中，教师只有引导学生“从生活中来，到生活中去”，才能更好地将实际生活与物理学习活动结合到一起。例如，在课上开展的物理实验中，教师可以让学生自己动手制作相应的实验器材，可以在电灯泡中装满水来代替放大镜、利用筷子制作简易的天平等。借助这些简单的小制作，可以很好地锻炼学生的物理实践能力。与此同时，在教学过程中，教师还要注重提升学生的敏锐观察能力，引导学生运用物理课堂学习中掌握的一些知识和技巧解决现实问题。例如，当学生在提一个很重的袋子时，为了避免伤到手，就可以将手用布包裹起来，通过这种方式增大手与袋子之间的接触面积，进而减小手所受到的压强。在现实生活中，这种案例还有很多，初中物理教师在教学过程中要注重引导学生发现和实践，只有这样，才能充分发挥物理学科的价值，使物理知识为学生的日常学习生活提供更多便利。
三、结语
综上所述，在当前新课程标准下，培养学生的科学思维已经成为初中物理学科改革的必然趋势，在物理学习探究活动中，科学的思维方式是必不可少的能力以及方法。在开展教学活动的过程中，物理教师要运用多种方法培养学生的科学思维，如创设积极的实验探究情境、设置教学问题、搭建支架、利用思维导图、鼓励学生质疑和反思教学问题、构建物理模型等。相对而言，科学思维的培养工作是一个循序渐进的过程，物理教师要重视对学生科学思维的培养，当学生拥有了科学的思维，物理学习将变得更简单，从而取得更好的学习效果，促使学生全面发展。
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