隨著高中新課程改革的深入,以學(xué)科知識結(jié)構(gòu)為核心的傳統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)體系逐漸向核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化。物理學(xué)科核心素養(yǎng)中最主要的是物理科學(xué)思維。物理科學(xué)思維是指用物理學(xué)的眼光去認(rèn)識事物的內(nèi)涵、規(guī)律和不同事物間的關(guān)系,是通過對事實(shí)的認(rèn)識、推理,從而對同一事件的不同認(rèn)識和結(jié)論提出批判性的理解,這也是一個人具有創(chuàng)新思維和意識品質(zhì)的要求。科學(xué)思維訓(xùn)練對于高中學(xué)生來說,包括了模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等方面,使學(xué)生具備定性分析與定量計算結(jié)合、聯(lián)系實(shí)際生活解決實(shí)際問題的能力。現(xiàn)結(jié)合自己在教學(xué)中的思考和實(shí)踐,就如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、讓物理走進(jìn)生活,回歸物理本源

授課過程中,教師可以聯(lián)系實(shí)際,創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的生活情境,激發(fā)學(xué)生探究和學(xué)習(xí)的興趣和熱情。比如,滬科版教材必修二某節(jié),從汽車的啟動過程探究動能定理,課堂教學(xué)可以分以下幾個步驟來進(jìn)行:(1)汽車運(yùn)動過程中受力比較復(fù)雜,為了貼近學(xué)生的思維習(xí)慣,可以將其簡化為光滑水平面上的滑塊受到拉力作用運(yùn)動一段距離,利用牛頓第二定律可以推導(dǎo)出

。(2)汽車運(yùn)動過程中地面不可能光滑,還要受到阻力作用,引導(dǎo)學(xué)生用同樣的辦法得到

。從而分析得到有阻力的情況下,公式左側(cè)為合力做功,順利地得到動能定理。這樣的教學(xué)方式,學(xué)生很喜歡,提高了課堂教學(xué)效率,同時也向?qū)W生滲透了物理模型構(gòu)建的一般思路和方法。

二、加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神

物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、觀察能力、歸納推理能力,同時也可以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新精神。所以,在課堂教學(xué)中,教師要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┯腥さ难菔緦?shí)驗(yàn)、設(shè)計性實(shí)驗(yàn),把實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計、實(shí)驗(yàn)器材的組裝、科技作品制作、研究性學(xué)習(xí)等多種形式有機(jī)結(jié)合起來,以此提高中學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

例如,學(xué)了摩擦力之后,可以給學(xué)生留一個探究性實(shí)驗(yàn)——測量不同物體間的動摩擦因數(shù),讓學(xué)生根據(jù)已有的知識設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,畫出實(shí)驗(yàn)的組裝圖,確定實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)際操作過程中應(yīng)該注意的問題,再進(jìn)行實(shí)際操作,最終測出數(shù)值,可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。

三、注重科學(xué)思維方法的滲透

科學(xué)思維方法的滲透,不要刻意而為,要注意滲透的時機(jī)和技巧,達(dá)到潤物細(xì)無聲的效果。比如,課堂實(shí)驗(yàn)操作過程中,可能會出現(xiàn)與設(shè)想偏差比較大的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這種情況就需要教師對這個問題進(jìn)行客觀的分析,而不是湊結(jié)果,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

另外,教學(xué)過程中要滲透科學(xué)研究方法的有關(guān)知識。例如,在“伽利略對落體運(yùn)動的研究”一節(jié)課的教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生重走科學(xué)家的研究之路:伽利略首先應(yīng)用佯謬的思想,否定了亞里士多德給出的物體越重下落越快的結(jié)論,再用思辨的方式提出落體運(yùn)動是一種最簡單的運(yùn)動形式——初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的推導(dǎo)使不可測量變?yōu)榭蓽y量,進(jìn)而改變斜面傾角予以驗(yàn)證,最后合理外推得到結(jié)論。伽利略把物理實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)推理結(jié)合在一起開啟了科學(xué)研究偉大的開端,即:對現(xiàn)象的一般觀察——提出假設(shè)——運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯進(jìn)行思維——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)——形成理論。伽利略的理想實(shí)驗(yàn),以事實(shí)為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓主要因素,忽略次要因素,是我們研究過程最常用的方法。而這種將可靠的實(shí)驗(yàn)與合理的推斷結(jié)合起來的研究過程,是一種重要的科學(xué)研究的方法。另外,除了理想實(shí)驗(yàn)法,教學(xué)中還要注意其他的科學(xué)思維方法的滲透,比如反證法、類比法等。

總之,學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個循序漸進(jìn)的過程,如何讓學(xué)生在文化課知識學(xué)習(xí)的過程中學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考,這是對我們教師提出的新要求。教師在教學(xué)過程中要積極探索,勇于創(chuàng)新,讓物理學(xué)習(xí)回歸本源,這樣才符合學(xué)生認(rèn)知的基本規(guī)律,讓學(xué)生從此愛上物理、學(xué)好物理。

作者單位 陜西省寶雞市蔡家坡高級中學(xué) 岐山高級中學(xué)

本文系陜西省優(yōu)秀教學(xué)能手工作站課題《科學(xué)思維方法在力學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐性研究》(課題編號:GZZ2017009)研究成果。