【摘要】《义务教育物理课程标准（2022年版）》强调培养学生独立思考、质疑、尊重事实、勇于创新的良好思维习惯。在中学物理教学中，由于侧重中考的选拔性，而忽略学生的科学思维发展。在初中三年的教学实践中，经常会出现学生在进入高中后不适应的现象，而思维水平的欠缺是阻碍学生物理学习的重要因素。2022年中学物理核心素养明确提出学生的科学思维能力培养要求。因此，在中学物理教学中，如何提高学生的科学思维能力是一个十分重要的课题。在中学物理新课标（2022）和物理核心素养中科学思维的要求下，本文结合中学物理核心素养，提出基于科学思维发展的初中物理教学策略。

【关键词】科学思维;初中物理;教学策略

一、物理科学思维的概念

在物理学科教学中，科学思维是一种以知识内在逻辑系统为基础，使学生从现象中看到事物的本质，并掌握其发展的规律和方向。从科学思维和物理学的关系、学科本质对科学思维的作用等角度，可以把科学思维界定为：科学思维是指对自然的本质属性、内在规律及事物之间的联系的一种特定的、概括性的、建构性的具体体现。

“科学思维”是物理学的核心素养，它是从物理学的角度来理解客观事物的本质属性、内在规律以及它们之间的关系，是以经验的事实为基础，建立一个理想的模式的抽象归纳，是分析综合、推理论证等的内化，是以实证的事实和推理为基础，对不同的观点和结论提出质疑、批判，进而提出自己的独到见解。科学思维是物理核心素养的重要组成部分。

二、初中物理教学中的科学思维特征

（一）问题性

物理学的问题源自观察、实验和实践，比如：刮风下雨，扇扇子凉快，电灯为什么会发光。它主要是围绕着生活现象提问，通过对问题的科学思维分析，最后找到物理学的法则和原则。科学思维除了透过观察与试验外，也源于理论上的冲突。如果经验和理论不协调，那么理论就会陷入危机，必须对此进行解释。

（二）多级性

科学思维包括模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新等，其实都是一个问题的解答和推导。物理问题的求解，往往要分成若干个阶段，经历分析、综合、推理和论证的相互转化。这要求更高的科学思维水平，这对于刚刚进入初中的学生提出一个新的要求和标准，要求他们在中学时期具备运用科学思维的能力。

（三）精确性和近似性

物理学具有精确性和近似性的统一。物理概念的基本性质体现其精确性，比如，可以用p=m/v来计算和测量，或者用专用的仪器（密度计）来表示物体的特性。而在对物理概念的生成和理解物理定律的思考中，常常忽视不重要的要素，强调本质要素，把复杂的东西变成理想化的模式或理想化的过程，从而进行研究和分析。

（四）多向性

物理问题往往不止一个解决方法。就问题的解决来说，思维是一种开放性的思考过程，它是以某种知识或事实为基础，以灵活、全面的方式去寻找问题的各种可能的解答，也就是发散性思考。发散性思维是对科学思维的一种更高的需求，它要求学生跳出传统的思维模式，寻找新的思路和方法。

三、基于科学思维发展的初中物理教学策略

在现代社会中，中学生的科学思维能力是培养创新型人才的关键，也是培养其核心素养的核心。学生的科学思维能力是以课堂教学为主要教学阵地，因此，如何培养学生的科学思维能力，就成了老师们十分关心的问题。

（一）“情境—问题”策略

在物理教学中，要培养学生的科学思维能力，就必须引导学生进行一系列的问题发现、现象分析、模型建立、理论类比、方法总结、科学解释和得出结论。在能力培养的早期阶段，大部分学生都是按照老师的指示来进行，很多人觉得这种学习很无聊，很难引起学生的兴趣。所以，在教学过程中，如何激发学生的学习兴趣，是老师指导学生进行科学探索的必要前提。在物理研究中，问题就是问题的根源，学生对问题的兴趣是从问题的发现开始的，而问题的解决，则是教师迫切需要解决的问题。

1.创造实际问题的情景

大部分的物理问题都来自于实际情况，在能力培养的早期阶段，教师可以在教学过程中积极地创造提问环境，并通过创造环境提出疑问，引导学生进行思考。在培养和发展学生的能力的基础上，逐步使学生自主发现问题、提出问题。当学生提出疑问时，无论是否正确，老师都不应该急着回答，而应该给予指导和帮助，引导他们运用现有的知识进行独立的思考，并判断是否正确，从而强化他们的主观印象。

问题情景的创造，可以用各种方式来表达，例如：日常生活中的自然现象、物理学史的内容、实验现象、自制教具、带学生手工制作、多媒体（视频、动画、游戏）、插图等。如在学习“运动的描述”的参照物内容时，可以设定一个小的试验，例如：将两个物体放在同一高度的不同位置，A物体自由下落，B物体向A方向平抛，两个物体移动时A和B碰撞，这样的设定激发了学生的兴趣，思考为什么明明不同运动轨迹的物体会在特定的位置相遇，而老师则可以从该问题中引出参照物，根据参照物的选取来描述物体运动的轨迹，从而清晰地分析物体运动。又如，在“机械能及其转化”的教学中中可以通过游戏中的一些场景来学习，比如游戏“和平精英”，当你从飞机上跳下来，再打开降落伞的时候，你的速度是怎么变化的，你的能量转换是怎么回事？跳伞在日常生活中并不多见，学生们也没有太多的经验，所以利用游戏中的模拟和数据的变化来表现出更多的能量，在合适的环境下，可以提高学生的学习热情。

2.创设矛盾式问题情境

问题情景的创造也可以从不同的视角来展开，创造矛盾的问题，使新的情况和原来的认识发生冲突，从而激起学生的求知欲，并在探索的过程中修正学生从生活中获得的错误的旧观念。例如：在“作用力与反作用力”的教学中，利用“以卵击石”的方法，通过分析产生的原因，来加强对作用力与反作用力的认识。另外，可以根据学生现有的知识体系内容，进一步加深老师传授的内容，并指导学生运用现有的知识进行探索性的论证和辩解。

在课堂教学中，学生在思考问题时会随着问题的发展，从低级思考到高级思考。比如，在解释人的眼睛看物体时，可以做一个问题链：人的眼睛是如何看见物体的？→光线入眼，人怎么会感觉到？距离越远，光线越多，光线聚集的地方就越大，这可如何是好？眼睛是怎么调整远近的？→哪部分能调整？→如果调整部件有问题怎么办？根据所提出的问题，学生可以从眼睛过渡到眼镜，然后再结合透镜内容，把所学的知识应用到实际生活中去。

（二）“探究—建构”策略

许多时候，老师在课堂上采用“填鸭式”的方法，以最快的速度完成教学，老师主动向学生传授知识，由学生自己去接受、去记住，这样的方法虽然短期有效，但是从学生的发展角度来看，他们科学思维都没有得到有效的发展，这对他们以后的学习是不利的。

1.通过探究分析，提升思维能力

科学思维能力的培养，要求学生在解题时，运用特定的问题情境，来训练他们的综合能力。探究式学习的主要包括：问题一假设一验证一结论。从问题的发现，到假设的提出，再到假设的科学推导，再到实验的设计，最后得出正确的结论。在探究活动中，学生不但可以亲身参与到科学探究活动中，还可以加深理解、思考和论证所假定的科学方法，进而培养出良好的科学思维能力。比如“力的合成”课，强调学生要掌握力的合成方法——平行四边形定则，但在实际教学中，老师们更多的是向学生解释平行四边形定则，或是运用平行四边形定则来进行力的合成，以解决物理问题。在教学中，如果能让学生了解平行四边形定则的发展历程、形成条件和必要性等问题，那么，在今后的运用中，将会使学生掌握这种定则。在教学中，可以根据“合力和分力的作用是一样的”这一概念，在特定的环境下，根据分力和合力的关系，引导学生们根据力和力的关系，来推导出力的合成规律。在这种探索活动中，学生不但能够更好地了解探究的过程，而且能够在探究和分析中获得提高的科学思维能力。

2.模型建构，有效衔接初高中物理教学

高中阶段的模式构建对于学生的需求相对于初中阶段要大得多，其实中学已经渗透了基础模型的构建，但是教科书中并没有具体地描述这个过程，而是直接给出了一个模型，让学生记住和掌握这个模型。所以，在中学阶段，除了要让学生理解这个模式，还要把它的思想和流程渗透到这个过程中，让他们对这个模式的发展有一个清晰的认识。

虽然在初中没有出现质点模型，但是它在中学的教学内容中经常会出现，但是一直没有受到足够的关注。如在计算列车通过隧道时，需要计算列车通过隧道的速度和时间。在解决问题时，学生们会认识到，因为列车本身比较长，所以在计算时要加上列车本身的长度;而当学生们在计算通过隧道的时候，几乎没有人会建议把车的长度也算进去。这是由于同学们都认识到，在此模式下，列车的车体与隧道的长度是不可忽视的，而车辆的车体与隧道的长度相差甚远，几乎可以忽略不计，在此过程中，其实把汽车的尺寸看成一个小点。如当你学会重力原理后，为了制作一个物体的受力分析，就会引入重心，把所有的重量都集中在一个点上，这就是重心，然后再进行力的分析。对物体的受力其实是对整体受力的分析，但是在绘制时，要清楚地表达出力的作用，所以把所有的力量都集中在一个点上，这其实也是一种建模的思路。

所以，在教学中，我们不能简单地解释“这是什么”，而是要将“为什么”或者“如何做”，在概念的讲解、模型的建立中，逐步地渗透进去。可以根据初中生的认知水平、知识储备和思维水平，适当地扩展一个模型的构建，比如，我们不需要提出质点的概念，而是在课堂上或练习中，如果遇到这样的情况（火车、汽车通过隧道），就可以考虑：为什么汽车的车身长度不需要计算，火车的长度就可以计算？引导学生得出“因为汽车的车长与隧道的长度有很大的差异，所以可以忽略不计，而列车的车体与隧道的长度相差不大，所以不能忽视”。再接着想：何时可以忽视一辆小车的长度，何时可以忽视一辆列车的长度？进而让同学们换个角度去想，并发现是否可以忽视轿车和列车的长度，这要看现实的情况。通过引导学生思考，让他们能够更好地理解模型的构建，避免在学习的时候，遇到大量的模型，或者是建模的时候，会手足无措。

（三）“推理—论证”策略

科学推理是培养学生科学思维能力的关键。科学推理的能力，不管是学习新课程、设计和分析物理实验，还是解决问题的过程，都离不开科学的推理。科学思维是物理学的核心素养，而科学推理又是其核心。科学推理能力的培养要体现在教学中，所以从学生、教师来阐述其教学策略。

一是学生方面。第一，养成良好的学习习惯。虽然科学推理的训练是在学生的思维上进行，但也要有一个基本的基础。所以，要从学生的基本常识出发，养成良好的学习习惯是非常必要的。在课堂教学中，学生的听讲质量、习题练习的反馈都是影响学生的科学思维和习惯的重要因素。第二，运用数学技能。在逻辑推理的过程中，除了对规则的解析和推导之外，还包括对分析和推理的综合和总结，在这个过程中，运用数学知识来量化一些物理定律是非常必要的。例如，在九年级的电学部分，应用欧姆定律来求解一个复杂的电路，必须根据欧姆定律和串并联的电流和电压法则来求解。但是，在实践中，一些同学尽管意识到要列举两个数学关系，却不能把它们和方程结合在一起。有的同学则列了一系列的方程式，因为不能用数学上所熟知的x、y来表示，所以无法解出这些方程。所以，在初中物理教学中，必须充分注意培养学生的数学能力，只有熟练地运用这一工具，才能更好地解决物理问题。

二是教师方面。第一，了解教材，把握教材的重点。要培养学生的科学推理能力，首先要对课本有一定的了解。通过阅读课标、参考文献、训练等手段，了解义务教育阶段的科学推理能力的需求和期待;第二，提高自己的科学思维。学生科学推理能力的培养，在老师的引导下进行，而教师要在培养学生的科学思维能力前，首先要具备一定的科学推理能力，并且能够将其展示出来。再结合教科书，在学生能够接受和了解的层次上，对其进行指导。第三，有系统地教授，并经常进行反省。课堂教学是培养学生科学思维能力的重要场所，因此，教师要在课堂上进行教学设计，要有针对性，要把科学推理能力融入到教学设计之中。所以，在每一节课的教学计划、学期教学计划甚至学年教学计划中，都应该包括科学推理、科学思维和核心素养的培养，这是一种循序渐进的、潜移默化的过程。

（四）“互动—交流”策略

课堂教学是师生的互动活动，在课堂上培养学生的科学思维能力，需要老师不断地引导、提示和辅助，引导学生进行一系列的探索，以促进学生的综合素质。教师和学生之间的关系是很重要的。当今社会信息爆炸，科学技术日新月异，人们通过网络等各种渠道获取信息，掌握更多的信息，在很多方面都超过了教师，教师也不再是知识的“拥有者”、“权威者”。由于缺乏足够的信息，很多老师和学生的沟通越来越少，使得师生之间难以形成“伙伴关系”，老师所传授的知识无法得到学生的充分认可，甚至出现了对老师讲课内容的质疑。要改变这种状况，老师必须与时俱进，及时更新，与学生的资讯同步，以更好地理解学生所说的、所想的，与同学们进行平等的沟通，激发他们的学习热情，并逐渐培养他们的能力。在教学中，要注意学生的闪光点，鼓励和表扬学生，教育不但要传授知识，还要培养学生，老师要对学生的各项成绩进行及时的表扬，这样才能激发学生的积极性，使学生的学习热情得到提升，从而使教学的整体水平得到提高。除了师生间的沟通之外，师生间的协作和沟通也很重要。在课堂上，除了老师对学生进行引导和启发之外，学生在思考层面上的差异较小，相互了解的程度也比较高，因此，在课堂上所取得的成绩往往要优于老师的指导。在物理教学中，实验占了很大一部分，学生往往要进行小组试验，所以，有效的协作和沟通显得尤为重要。在团队协作中，同学们不仅可以更好地了解实验的原理和操作流程，还可以在协作中发现问题，并及时改正，从而实现共同的目标。

（五）“观测—评价”策略

学生的评价不能只靠考试的结果来评价，而是要从多角度、多维度地评价，包括教师评价、学生互评、学生自我评价、课堂即时评价、阶段性评价和综合评价。师生关系的评价是从多个主体的视角来进行的。教师是学生探究、思维培养和发展的参与者，通过对学生的课堂行为评价，客观、公正地评价学生的学习进程和结果，使学生从多个方面认识自己;而同龄人则是在学校里相处最久的人，他们对自己的理解要比老师对自己的学生更好，互相评价可以让自己在思维水平相同、知识基础相同的同学中获得更多的客观评价，从而弥补自己的不足。自我评价是指学生在一定时期内完成学业后的自我评估，“吾日三省吾身”，只有在学习过程中认真反思自己的学习方式和效果，勇于正视问题，才能在解决问题中不断进步。课堂即时评价是对课堂学习的一种评估，它反映了学生的参与的主动性、学习的主动性、学习的能力，以及对自己的学习成绩和学习成效的评估。通过即时评估，学生可以在短时间内找到问题，提高自己的能力，为日后的学习打下坚实的基础;阶段性评估是指在学习的某个阶段结束后，用定量的测验来检测学生的知识掌握状况，而定性的评估可以从学习态度、学习习惯等方面进行评估;综合评估是指在学期和学年的学习结束后，对学生、教师等进行量化考核，对学生和学生的学习状况进行全面的

评价。

四、结论

科学思维能力是学生在学习和生活过程中各个层面能力的全面发展，而不应只注重思维能力的培养，忽略了其他能力的提高。在教学中，教师要根据学生不同的学习策略，根据不同的学习方法，灵活调整。课堂以学生为主体，教师要把学生作为课堂教学的主体。根据学生的认知能力，在情境创设、探究建构、推理论证等方面进行合理的指导，使其能够独立地发展自己的科学思维，从而达到培养学生的基本素质。

中学物理教学以科学思维为基础，是一项长期的工作，既有理论上的探讨，也有现实的意义。《义务教育物理课程标准》（2022版）的颁布，使中学物理教师在新课标的指导下，根据素质要求，在物理教学中不断强化和发展。

参考文献：

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