初中物理科學思維培養(yǎng)策略研究的課題立項申請書及結(jié)題報告

四、課題設(shè)計論證·本課題核心概念的界定，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評、選題意義及研究價值·本課題的研究目標、研究內(nèi)容、研究假設(shè)和創(chuàng)新點；·本課題的研究思路、研究方法、實施步驟等。（限3000字內(nèi)）一、本課題核心概念的界定，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評、選題意義及研究價值核心概念界定1.科學思維科學思維，也叫科學邏輯，即形成并運用于科學認識活動、對感性認識材料進行加工處理的方式與途徑的理論體系；它是真理在認識的統(tǒng)一過程中，對各種科學的思維方法的有機整合，它是人類實踐活動的產(chǎn)物?！翱茖W思維”主要包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。2.物理科學思維從物理學視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識方式，是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學思維方法的內(nèi)化；是基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。3.培養(yǎng)策略培養(yǎng)策略是指教師在教學過程中，為實現(xiàn)一定教學目標而采取的一系列相對系統(tǒng)的行為。主要包括三個方面內(nèi)容：一是提升科學思維的方法和技術(shù)；二是這些方法和技術(shù)的操作流程；三是過程中有目的、有計劃的規(guī)范程序。在動態(tài)的教學活動維度上，它是指教師為提升科學思維水平而有意識地選擇籌劃的教學內(nèi)容、教學方式及教學過程。本課題研究中的培養(yǎng)策略是指基于提升科學思維的背景下，在初中物理課堂教學活動中發(fā)展學生科學思維，促進學生思維的靈活性與創(chuàng)造性，切實提升學生的核心素養(yǎng)所采取的教學主張、方法模式以及技術(shù)手段等。（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評1.國際方面美國華盛頓大學LillianC.McDermott教授領(lǐng)導的物理教育研究組所開始的課程一直是以實驗為基礎(chǔ)，并著重于科學思維的培養(yǎng)。在課程的改革和建設(shè)方面，新西蘭的物理教程更具特色。以HeinemannNewSciencePhysics為例，提倡探究式，強調(diào)以學生的研究與探索為中心。英國有一個著名的Naffield的系列（NPP即NaffieldPhysicsProject）革新教程，可謂是突出物理實驗思想和方法的示范。西德SslchowWrobel主編的《5-9年級物理學國民學校讀本》，也是從實驗開始，逐步引出概念。全書共有343個實驗，其特點是，實驗徹底擺脫了傳統(tǒng)教材中的附屬位置，突出了實驗的地位和作用。為對學生實施科學思維教育提供了很好的條件。2.國內(nèi)方面通過對大量文獻資料研究發(fā)現(xiàn)，目前我國對于物理學科科學思維的研究主要內(nèi)容與觀點如下：一是戴軍等深入研究2020年天津市中考物理試卷第13題提出，切實加強物理科學方法的教學的論斷。結(jié)合中考題提出等效替代法等物理科學方法是解決物理問題的工具和手段，進行科學方法的教育，是培養(yǎng)學生科學思維、提高學生核心素養(yǎng)的有效途徑之一，一定要引起足夠的關(guān)注。對于科學方法的教學，應(yīng)采用“有效滲透”、“切身體驗”、“充分感悟”等策略，引導學生深刻領(lǐng)會相應(yīng)科學方法的形式與內(nèi)涵，并能在問題解決過程中嘗試應(yīng)用，使之真正實現(xiàn)由知識向能力的跨越[1]。二是探討學生物理學科科學思維的培養(yǎng)策略。比如任虎虎指出應(yīng)該通過思維型課堂培養(yǎng)學生的科學思維，并闡述以學生的思維活動為中心促進科學思維的發(fā)展及思維監(jiān)控為手段促進物理知識和思想的內(nèi)化[2]。三是郎成等認為如何有效的進行課題型研究性物理實驗,是當前物理實驗教學改革中所遇到的熱點問題。提出應(yīng)在課題型研究性物理實驗中注重對學生進行科學思維方法的培養(yǎng),并就培養(yǎng)的方法、途徑以及科學思維方法的重要性和作用進行了闡述[3]。四是張遙認為在中學物理教學中進行科學思維方法教育是中學物理教學的任務(wù)之一，其結(jié)合中學物理教學的實際，闡述了物理概念在形成過程中的科學思維方法，并由不同概念定義的共同形式歸結(jié)出以值定性的“比值法”和以恒代變的“等效法”，從而說明物理知識和物理的科學思維方法是密不可分的[4]。（三）選題意義及研究價值我國在十八大和十八屆三中全會提高“立德樹人”的要求，教育部在2014年印發(fā)了《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，并于2016年9月公布了由林崇德教授等研發(fā)的《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架，預(yù)示著我國教育將從知識本位逐漸過渡到素養(yǎng)本位。之后隨著課程改革的不斷推進，科學思維教育逐漸深入到各個學科教育教學實踐之中?？茖W思維是物理課程的重要內(nèi)容，長期受到物理教育的重視。胡剛復先生起草的《初級中學自然課程綱要》（1923年）就明確了歸納方法和演繹方法的教學，《全日制十年制學校中學物理教學大綱》（1978年）要求教學中應(yīng)注意“啟發(fā)學生積極主動地學習，培養(yǎng)思維能力和自學能力”，《普通高中物理課程標準（實驗）》（2003）將“養(yǎng)成良好的思維習慣”確定為課程總目標，“讓學生在完成任務(wù)中運用科學思維”。特別是2014年普通高中課程標準修訂工作啟動以來，物理課程標準逐步確定了物理核心素養(yǎng)，將科學思維作為物理核心素養(yǎng)之一，要求予以學生重點培養(yǎng)[5]。雖然如此，物理課程開展科學思維教育的效果卻不盡如人意。影響科學思維教育質(zhì)量的因素很多，但教育內(nèi)容卻是最為基本的因素之一。一般認為教育內(nèi)容是教育活動的重要組成部分，是實驗教育目的、完成育人目標的基本保證，也是選擇教育方法、手段和形式的重要依據(jù)。只有明確教育內(nèi)容，才能夠具體開展后續(xù)教學活動。目前，物理科學思維不是沒有教育內(nèi)容，比如，有專家指出物理學中的科學思維主要表現(xiàn)在科學的抽象與概括、科學的判斷、科學的推理三個方面。但從物理科學思維以往教育實踐和今后物理課程要求來看，科學思維教育內(nèi)容存在三個方面的問題：一是教育內(nèi)容不明確，眾多科學思維元素散落物理教學內(nèi)容當中，在實際教學時不易準確把握；二是教育內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性，什么時候教，教到何種程度，缺少明確的要求和規(guī)定；三是科學思維教育混同于一般思維方法訓練，注重具體思維方法，科學思維獨特的內(nèi)容沒有得到充分體現(xiàn)。所以，進一步研究和探討物理課程中科學思維教育內(nèi)容，明確教育內(nèi)容、理順相互關(guān)系、確定學習步驟，對于服務(wù)科學思維教育實踐、促進科學思維教育質(zhì)量的提高就具有重要的現(xiàn)實意義和實踐價值。本項課題研究，著力于初中物理科學思維培養(yǎng)策略研究。一方面，將有助于初中階段物理科學思維教學體系的建立，以便更好地與高中課程接軌，進而實現(xiàn)培養(yǎng)目標的一致性，從而進一步推動新時期課程改革的進程。另一方面，不僅有助于教師提升對于科學思維的理解，在初中物理教學過程中更好的把握科學思維的具體內(nèi)容；而且研究探索并提出的教學中融入科學思維培養(yǎng)的具有可行性的建議與策略，可以為從教的教師提供參考，以便在課堂教學中運用恰當?shù)慕虒W方式與方法，使科學思維在教學活動中更好地落到實處，進而使初中階段科學思維的推進更加科學有效，加快立德樹人根本任務(wù)的落實。二、本課題的研究目標、研究內(nèi)容、研究假設(shè)和創(chuàng)新點（一）研究目標基于中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系總框架，借鑒高中物理科學思維的內(nèi)容，結(jié)合當前初中物理課標、教材與教學的實際情況，探尋初中物理科學思維培養(yǎng)的切入口和落腳點，抓住初中物理科學思維培養(yǎng)的“最近發(fā)展區(qū)”，進而優(yōu)化初中物理課堂教學，使初中階段科學思維培養(yǎng)的推進更加科學有效。就物理課程而言，科學思維是指能夠有意識地從物理學的視角去看待自然現(xiàn)象和實際問題、有意識地使用物理知識去解釋現(xiàn)象和解決問題。本課題重視在于，研究培養(yǎng)學生從哪個角度看待自然現(xiàn)象和實際問題，引導學生形成全面、和諧的科學思維。（二）研究內(nèi)容1.初中物理教學與“科學思維”結(jié)合點的確定；2.初中物理不同課型中培養(yǎng)學生科學思維的方法、策略的研究；3.初中物理科學思維培養(yǎng)策略的案例研究（三）研究假設(shè)和創(chuàng)新點科學思維教育內(nèi)容不能像物理知識那樣在教科書中直接呈現(xiàn)，可采用科學思維教育專欄的形式，設(shè)置與教材正文相關(guān)內(nèi)容，進一步說明、補充、提煉、深化、總結(jié)、拓展科學思維教育內(nèi)容，形成一套與正文內(nèi)容相互配合的系統(tǒng)欄目?？茖W思維教育內(nèi)容可以通過三類欄目來呈現(xiàn)。一是科學思維方法，結(jié)合具體問題對科學思維方法展開陳述，引導學生掌握具體思維方法。二是方法點撥，針對學生可能出現(xiàn)的問題，結(jié)合正文內(nèi)容采用旁批的方式予以提醒和啟發(fā)。三是科學思維案例，主要介紹物理發(fā)展史上案例，引導學生把握科學思維的使用過程，形成科學思維的整體思路，提高學生的科學思維水平。二、本課題的研究思路、研究方法、實施步驟等（一）研究思路本課題的研究主線為理論研究、調(diào)查研究、分析解讀、教學設(shè)計、實踐及總結(jié)。1.通過文獻檢索、信息采集，了解國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展情況，尋求理論依據(jù)；2.進行調(diào)查研究，了解初中學生物理科學思維現(xiàn)狀，并進行理論分析，進一步明確課題研究的具體方向；3.通過對課標、教材的深入研究，挖掘分析蘊含于其中的科學思維元素，初步補充、細化成初中科學思維培養(yǎng)體系；4.深入課堂，在廣泛采集課堂教學案例的基礎(chǔ)上，從不同角度展開深度探索，對物理教學過程中發(fā)展學生科學思維的時機、方式、方法等問題提出建議和措施，并概括提煉出具體教學策略；5.將研究成果再次應(yīng)用于物理教學，在實踐的過程中不斷調(diào)整和完善。（二）研究方法本課題研究采取的研究方法主要為文獻研究法、文本研究法和行動研究法，并輔助以調(diào)查研究法及經(jīng)驗總結(jié)法。1.文獻研究法通過網(wǎng)絡(luò)搜集整理以及系統(tǒng)梳理與科學思維相關(guān)的理論文章以及相關(guān)的研究成果，把握相關(guān)主題的研究發(fā)展方向，在科學理論的指導之下，開展各項研究工作。2.文本研究法以科學思維的視角對《全日制義務(wù)教育物理課程標準》和人教版初中物理教材進行充分解讀，深入挖掘分析蘊含其中的科學思維元素，并進行統(tǒng)計分析，大致整理出課標及教材中己有的科學思維要點以及尚未出現(xiàn)但可以添加進去的科學思維培養(yǎng)點。3.行動研究法堅持理論與實踐相結(jié)合，組織課題組成員深入物理課堂，以相關(guān)理論為指導，探索基于物理科學思維培養(yǎng)的初中物理課堂教學策略，并將相關(guān)理論落實到平時的教育教學工作中。（三）技術(shù)路線計劃計劃行動總結(jié)反思觀察反思行動計劃調(diào)查行動反思計劃IIIIII（四）研究步驟本課題研究計劃利用三年時間完成，根據(jù)研究思路和研究方法，將分為下面三個階段展開：第一階段：準備階段（2021年6月—10月）1.通過集中學習、自主研修等形式提升課題組成員課題研究的專業(yè)理論水平，充分了解本課題研究的主要方向、發(fā)展進程和面臨的問題，加強本課題研究的必要性和現(xiàn)實意義的領(lǐng)悟。2.確定課題題目，明確課題的研究方向、研究思路和研究方法，明確課題組成員的具體任務(wù)和職責，并撰寫開題報告。3.在搜集資料、調(diào)查研究和廣泛征求各方建議的基礎(chǔ)上，確定課題研究的具體實施方案，力圖使課題研究具有科學性和可操作性。第二階段：研究階段（2021年11月——2023年1月）第一輪（2021年11月—2022年10月）邀請有關(guān)專家對課題組成員進行課題研究的常規(guī)培訓，進行課題具體實施的指導；課題組舉行課題開題會議，課題主持人介紹本課題研究的目的、意義及內(nèi)容，提出課題研究工作要求和任務(wù)，明確研究時間與進度；組織課題方案的實施，并根據(jù)實施過程中的具體情況，有計劃地安排常規(guī)性的與課題相關(guān)的專題研究活動，召開階段性成果交流匯報展示活動；在每學期末進行研究工作小結(jié)，反饋課題研究的成功經(jīng)驗和不足之處，修訂下一階段的實施方案。第二輪（2022年11月—2023年1月）根據(jù)前一階段實施的結(jié)果，繼續(xù)跟蹤實施《初中物理科學思維培養(yǎng)策略研究》的方案，研究和積累教學案例，將學習成果與非實驗?zāi)甓蔚膶W生進行對照，不斷調(diào)整修訂原定課題方案從而使課題研究更具實效性，并進行初步的成果整理和總結(jié)。第三階段：總結(jié)階段（2023年2月——2023年6月）1.通過對比分析學生科學思維的變化，整理基于科學思維的物理教學策略，形成結(jié)論性文字資料。2.將研究成果再次應(yīng)用于物理教學，在實踐的過程中對教學策略進行調(diào)整，使研究結(jié)論更加完善。3.全面總結(jié)課題研究工作，撰寫本課題的結(jié)題報告，并接受專家組評估鑒定。參考文獻：[1]戴軍謝代紅.一道中考物理試題的解法分析與教學啟示[J].理科考試研究物理版,2021,:32-34.[2]任虎虎.思維型課堂:培育物理學科核心素養(yǎng)的有效途徑[J].物理教師,2017,38(3):16-17.[3]郎成,解玉鵬.課題型研究性物理實驗中對學生進行科學思維方法的培養(yǎng)[J].吉林化工學院學報,2013,12:99-102.[4]張遙,淺談中學物理科學思維方法教育的基本策略[J].物理教師,1996(3):1-3[5]彭前程,積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學[J].中學物理,2016(2):1-2.五、完成課題的可行性分析·已取得相關(guān)研究成果的社會評價（引用、轉(zhuǎn)載、獲獎及被采納情況），主要參考文獻（限填10項）；·主要參加者的學術(shù)背景和研究經(jīng)驗、組成結(jié)構(gòu)（如職務(wù)、專業(yè)、年齡等）；·完成課題的保障條件（如研究資料、實驗儀器設(shè)備、配套經(jīng)費、研究時間及所在單位實驗條件等）。（限1500字內(nèi)）已取得相關(guān)研究成果的社會評價（引用、轉(zhuǎn)載、獲獎及被采納情況），主要參考文獻本課題負責人已取得的與本課題有關(guān)的研究成果1項，所撰寫的論文《初中物理科學思維教學策略的研究》獲得區(qū)級三等獎，參與了2項市級課題研究分別為《核心素養(yǎng)視域下的初中物理教學策略研究》和《初中物理教學中科學方法教育的實踐研究》。目前我校八九年級所有班級都已加入課題實驗班，力求在初中物理科學思維培養(yǎng)方面取得良好成效。二、主要參加者的學術(shù)背景和研究經(jīng)驗、組成結(jié)構(gòu)（如職務(wù)、專業(yè)、年齡等）（略）三、完成課題的保障條件（如研究資料、實驗儀器設(shè)備、配套經(jīng)費、研究時間及所在單位實驗條件等）。（一）資料設(shè)備及經(jīng)費保障本校具有完善的現(xiàn)代化設(shè)備，擁有健全的圖書閱覽室、多媒體電子備課系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)同步教室、教育教學網(wǎng)站等。同時區(qū)教育局、教研室在物質(zhì)條件方面能夠提供充足的課題研究的經(jīng)費。（二）時間保證課題組成員每周四在校會議集中交流，匯報研究進展和出現(xiàn)的問題，研討解決方案和下一步的實施措施，每學期召開一次階段性成果研討會?！冻踔形锢砜茖W思維培養(yǎng)策略研究》研究報告內(nèi)容摘要科學思維作為物理學科核心素養(yǎng)的有機組成部分已寫入課程標準，其主要包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。本課題主要研究初中物理課堂教學活動中如何培養(yǎng)學生科學思維，促進學生思維的靈活性與創(chuàng)造性，切實提升學生的核心素養(yǎng)所采取的教學主張、方法模式以及技術(shù)手段等。本課題研究，著力于初中物理科學思維培養(yǎng)策略研究。一方面，有助于初中物理科學思維教學體系的建立，以便更好地與高中課程接軌。另一方面，有助于教師提升對于科學思維的理解，在初中物理教學過程中更好的把握科學思維的具體內(nèi)容。本課題研究采取的研究方法主要為文獻研究法、文本研究法和行動研究法，并輔助以調(diào)查研究法及經(jīng)驗總結(jié)法。利用作圖法、比較法、“理想化”實驗法構(gòu)建物理模型培養(yǎng)科學思維，通過課題研究，課題組教師學會了使用“生成知識”、“本質(zhì)方法”的方式審視科學思維教育，終將科學思維的教育貫穿于物理教學的始終。關(guān)鍵詞科學思維培養(yǎng)策略模型建構(gòu)科學方法一、研究背景21世紀基礎(chǔ)教育行業(yè)中，世界各國教育團體紛紛嘗試著去解讀如何培養(yǎng)高素質(zhì)人才，并且圍繞“科學思維”的主題開展教育研究。2016年9月公布了由林崇德教授等研發(fā)的《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架，預(yù)示著我國教育將從獲取知識轉(zhuǎn)向得到能力發(fā)展。2017年版《普通高中物理課程標準》中，將培養(yǎng)“知識與技能逐漸過渡到培養(yǎng)科學思維。之后隨著課程改革的不斷推進，科學思維逐漸深入到各個學科科學思維”作為物理學科核心素養(yǎng)的有機組成部分寫入課程標準，并且細化了高中階段物理科學思維體系。盡管廣大初中物理教師對于“科學思維”有所耳聞，但當前的教學模式仍帶有比較濃重的應(yīng)試色彩，許多初中物理教師的教學仍是立足于學科又回歸于學科，教學形式與內(nèi)容以學生掌握物理知識為目的，并未理解和把握教育的本真意義。面對如此現(xiàn)狀，本課題組試圖研究初中物理科學思維培養(yǎng)的策略，使科學思維真正內(nèi)化于課堂。初中作為物理學科系統(tǒng)學習的起始階段，是高中階段深入學習的基礎(chǔ)，盡管學生的認知特點與能力、教學內(nèi)容的難易程度以及教學目標上都與高中階段存在一定差異，但從整個物理學科特點方面來說，初中物理與高中物理的科學思維培養(yǎng)應(yīng)該是有機銜接、前后貫通的。因此，基于中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系的總框架，借鑒高中物理科學思維的教育教學內(nèi)容，結(jié)合當前初中課標、教材及教學實際，進行初中物理科學思維體系的構(gòu)建與一系列相關(guān)問題的研究，將是一項十分重要且非常有意義的工作[1]。二、核心概念界定1.科學思維科學思維，也叫科學邏輯，即形成并運用于科學認識活動、對感性認識材料進行加工處理的方式與途徑的理論體系；它是真理在認識的統(tǒng)一過程中，對各種科學的思維方法的有機整合，它是人類實踐活動的產(chǎn)物?！翱茖W思維”主要包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。2.物理科學思維從物理學視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識方式，是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學思維方法的內(nèi)化；是基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。3.培養(yǎng)策略培養(yǎng)策略是指教師在教學過程中，為實現(xiàn)一定教學目標而采取的一系列相對系統(tǒng)的行為。主要包括三個方面內(nèi)容：一是提升科學思維的方法和技術(shù)；二是這些方法和技術(shù)的操作流程；三是過程中有目的、有計劃的規(guī)范程序。在動態(tài)的教學活動維度上，它是指教師為提升科學思維水平而有意識地選擇籌劃的教學內(nèi)容、教學方式及教學過程。本課題研究中的培養(yǎng)策略是指基于提升科學思維的背景下，在初中物理課堂教學活動中發(fā)展學生科學思維，促進學生思維的靈活性與創(chuàng)造性，切實提升學生的核心素養(yǎng)所采取的教學主張、方法模式以及技術(shù)手段等。三、文獻綜述關(guān)于物理科學思維中科學論證能力培養(yǎng)的問題，國內(nèi)的物理教育工作者已經(jīng)從不同的角度進行了研究、探討。曹昭全先生在《高中物理科學論證教育研究》一文中提到[2]：根據(jù)學生的認知水平和物理教學的實際，認為物理科學論證培養(yǎng)的內(nèi)容應(yīng)以經(jīng)典方法、邏輯方法為主，兼顧非邏輯方法，以典型的科學論證方法作為教育內(nèi)容。他將科學論證方法教育的內(nèi)容分為十大類二十三項：[3]（1）比較和分類方法：異中求同，同中求異，分類；（2）分析和綜合方法：定性分析，定量分析，因果分析，綜合；（3）歸納和演繹方法：簡單枚舉歸納，三段論演繹；（4）類比方法：簡單共存類比，因果類比；（5）想象；（6）數(shù)學方法：用比值定義物理量，表達物理規(guī)律的形式化語言，運用圖象描述物理現(xiàn)象和規(guī)律；（7）觀察和實驗方法：有意觀察，單因子實驗法，實驗數(shù)據(jù)處理方法；（8）理想化方法：理想實驗，理想模型；（9）假說方法；（10）分析和解決問題的具體方法：等效方法，近似處理方法。[4]喬際平先生在《初中物理教材的選擇與分析》一書中[5]，他提出了科學思維教育內(nèi)容選取的新思路，即按照物理知識相對應(yīng)的原則，選取科學思維教育內(nèi)容。首都師范大學的邢紅軍教授對此觀點進行了分析，認為這種觀點的思想“體現(xiàn)了科學思維與物理知識的對應(yīng)”，“這種對應(yīng)的思想在科學思維培養(yǎng)策略上，具有重要的意義”。徐志長先生在《初中物理科學思維教育的研究》一文中提出了實施科學論證教育的模式——“雙線并行”教育模式：以教材中的知識發(fā)展過程和伴隨知識的發(fā)展過程所蘊涵的科學論證為基礎(chǔ)，將知識的發(fā)展過程及其所運用的科學論證方法整理出線索，使“知識線”和“方法線”在教學過程中同時展開、并行前進。[6]“雙線并行”模式的操作結(jié)構(gòu)可用以下框圖表示：隱性方式教學設(shè)計理出雙線分析因素→→→→隱性方式教學設(shè)計理出雙線分析因素運用訓練領(lǐng)會方法掌握知識雙線并進方法引導→→→→→運用訓練領(lǐng)會方法掌握知識雙線并進方法引導近年來，盡管科學思維教育方面的研究一直備受關(guān)注，在理論和實踐上也取得了一批成果，但是總的來看，還存在不少問題。綜觀這些研究，可以發(fā)現(xiàn)具有如下幾個特點：（1）在研究方向上，對于科學思維教育的價值、意義、作用研究較多，具體培養(yǎng)策略研究較少；（2）在科學思維培養(yǎng)的教學建議上，原則性闡述多，結(jié)合初中物理教材的深入研究少；（3）在科學論證方法的性質(zhì)上，列舉事例較多，系統(tǒng)分類少；（4）在教學措施上，定性研究多，定量研究少。[7]四、理論依據(jù)（一）相關(guān)教育政策2017年版《普通高中物理課程標準》中，將“科學思維”作為物理學科核心素養(yǎng)的有機組成部分寫入課程標準，并且細化了高中階段物理科學思維體系。（二）建構(gòu)主義學習理論建構(gòu)主義認為，學生是知識的主要建構(gòu)者，學習是學生根據(jù)已有的認知經(jīng)驗，對資源信息進行主動的選擇、加工和處理，建構(gòu)知識體系及意義的過程。提出了同化和順應(yīng)的理念，認為人的認知是通過機體同化和順應(yīng)的過程不斷發(fā)展的。倡導在教師引導下以學生為中心的課堂教學，既重視學生的認知主體作用，引導學生成為信息加工的主體和知識的積極建構(gòu)者，又兼顧教師的主導作用，將教師定位于意義建構(gòu)的幫助者、促進者與合作者。科學思維的培養(yǎng)理念與建構(gòu)主義理論的基本觀點在本質(zhì)上存在一致性，科學思維的培養(yǎng)提倡把學生放到教學的主體地位，關(guān)注學生獲取知識和技能的過程與方法，不要把他們當成接收知識的容器。在建構(gòu)主義理論指導下教師和學生的地位發(fā)生很大的變化，凸顯“以學生為主體，以教師為主導”的新課程教育理念。物理作為一門自然科學學科，應(yīng)將其作用發(fā)揮到極致，這要求教師在進行物理教學時要遵從建構(gòu)主義學習的教育理念與教學模式，培養(yǎng)學生的物理科學思維。（三）最近發(fā)展區(qū)理論教師不僅要備課標與教材，還要備學生情況，了解學生的認知特點、思維特征等，讓學生的科學思維培養(yǎng)發(fā)生在“最近發(fā)展區(qū)”，才能讓學生的科學思維水平發(fā)展到最佳。[8]（四）多元智能理論美國教授加德納認為智能不是單一的，而是在某種環(huán)境下綜合自己的知識來解決問題的某種能力。因此，智能是一種由多種智力組合起來綜合性的智能。他認為這些智力是每個人都具備的，只是在不同人的身上組合的比例和成分有所差異，人都會有自己獨特的閃光點，而且在不同的環(huán)境和刺激下呈現(xiàn)和調(diào)用的智力也是不同的，各種智力都有被開發(fā)的潛能，所以單純以一種智力去作為一個人的評判標準是不科學的也是不公平的。[9]中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)理念鼓勵用多元化的標準去評價學生，關(guān)注學生多方面能力的發(fā)展和提高。以多元智力作為理論基礎(chǔ)去分析我們課堂教學中存在的問題，有助于一線教師積極學生觀的樹立，且對于學生素養(yǎng)的全面提升也具有相當積極的意義。五、研究意義與目標（一）研究意義我國在十八大和十八屆三中全會提高“立德樹人”的要求，教育部在2014年印發(fā)了《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，并于2016年9月公布了由林崇德教授等研發(fā)的《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架，預(yù)示著我國教育將從知識本位逐漸過渡到素養(yǎng)本位。之后隨著課程改革的不斷推進，科學思維教育逐漸深入到各個學科教育教學實踐之中。[10]雖然如此，物理課程開展科學思維教育的效果卻不盡如人意。影響科學思維教育質(zhì)量的因素很多，但教育內(nèi)容卻是最為基本的因素之一。一般認為教育內(nèi)容是教育活動的重要組成部分，是實驗教育目的、完成育人目標的基本保證，也是選擇教育方法、手段和形式的重要依據(jù)。只有明確教育內(nèi)容，才能夠具體開展后續(xù)教學活動。目前，物理科學思維不是沒有教育內(nèi)容，比如，有專家指出物理學中的科學思維主要表現(xiàn)在科學的抽象與概括、科學的判斷、科學的推理三個方面。但從物理科學思維以往教育實踐和今后物理課程要求來看，科學思維教育內(nèi)容存在三個方面的問題：一是教育內(nèi)容不明確，眾多科學思維元素散落物理教學內(nèi)容當中，在實際教學時不易準確把握；二是教育內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性，什么時候教，教到何種程度，缺少明確的要求和規(guī)定；三是科學思維教育混同于一般思維方法訓練，注重具體思維方法，科學思維獨特的內(nèi)容沒有得到充分體現(xiàn)。所以，進一步研究和探討物理課程中科學思維教育內(nèi)容，明確教育內(nèi)容、理順相互關(guān)系、確定學習步驟，對于服務(wù)科學思維教育實踐、促進科學思維教育質(zhì)量的提高就具有重要的現(xiàn)實意義和實踐價值。本項課題研究，著力于初中物理科學思維培養(yǎng)策略研究。一方面，將有助于初中階段物理科學思維教學體系的建立，以便更好地與高中課程接軌，進而實現(xiàn)培養(yǎng)目標的一致性，從而進一步推動新時期課程改革的進程。另一方面，不僅有助于教師提升對于科學思維的理解，在初中物理教學過程中更好的把握科學思維的具體內(nèi)容；而且研究探索并提出的教學中融入科學思維培養(yǎng)的具有可行性的建議與策略，可以為從教的教師提供參考，以便在課堂教學中運用恰當?shù)慕虒W方式與方法，使科學思維在教學活動中更好地落到實處，進而使初中階段科學思維的推進更加科學有效，加快立德樹人根本任務(wù)的落實。[11]（二）研究目標基于中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系總框架，借鑒高中物理科學思維的內(nèi)容，結(jié)合當前初中物理課標、教材與教學的實際情況，探尋初中物理科學思維培養(yǎng)的切入口和落腳點，抓住初中物理科學思維培養(yǎng)的“最近發(fā)展區(qū)”，進而優(yōu)化初中物理課堂教學，使初中階段科學思維培養(yǎng)的推進更加科學有效。就物理課程而言，科學思維是指能夠有意識地從物理學的視角去看待自然現(xiàn)象和實際問題、有意識地使用物理知識去解釋現(xiàn)象和解決問題。本課題重點研究培養(yǎng)學生從哪個角度看待自然現(xiàn)象和實際問題，引導學生形成全面、和諧的科學思維。[12]六、研究對象與方法（一）研究對象本課題研究的對象為大白學區(qū)片聯(lián)盟校學生，包括大白莊鎮(zhèn)初級中學白福豐、劉玉柱、呂艷紅、石學偉和馮志紅老師執(zhí)教的九個教學班366名學生，爾王莊鎮(zhèn)初級中學李長青老師執(zhí)教的兩個教學班64名學生，大唐莊鎮(zhèn)初級中學王瑞明老師執(zhí)教的兩個教學班65名學生。（二）研究方法本課題研究采取的研究方法主要為文獻研究法、文本研究法和行動研究法，并輔助以調(diào)查研究法及經(jīng)驗總結(jié)法。1.文獻研究法通過“天津市基礎(chǔ)教育資源公共服務(wù)平臺”等，搜集整理以及系統(tǒng)梳理與科學思維相關(guān)的理論文章以及相關(guān)的研究成果，把握相關(guān)主題的研究發(fā)展方向，在科學理論的指導之下，開展各項研究工作。2.文本研究法以科學思維的視角對《全日制義務(wù)教育物理課程標準》和人教版初中物理教材進行充分解讀，深入挖掘分析蘊含其中的科學思維元素，并進行統(tǒng)計分析，大致整理出課標及教材中己有的科學思維要點以及尚未出現(xiàn)但可以添加進去的科學思維培養(yǎng)點。3.行動研究法堅持理論與實踐相結(jié)合，組織課題組成員深入物理課堂，以相關(guān)理論為指導，探索基于物理科學思維培養(yǎng)的初中物理課堂教學策略，并將相關(guān)理論落實到平時的教育教學工作中。七、研究內(nèi)容本課題著力研究在教學過程中落實科學思維教育，力求在初中物理課堂教學中探索一定的教學主張和方法策略，最終發(fā)展學生的科學思維。為此，我們設(shè)定的研究內(nèi)容主要是：1.初中物理教學與“科學思維”結(jié)合點的確定；2.初中物理不同課型中培養(yǎng)學生科學思維的方法、策略的研究；3.初中物理科學思維培養(yǎng)策略的案例研究八、研究過程本課題研究歷時兩年時間，根據(jù)研究思路和研究方法，將研究過程分成如下三個階段展開：第一階段：準備階段（2021年6月—10月）1.通過集中學習、自主研修等形式提升課題組成員課題研究的專業(yè)理論水平，充分了解本課題研究的主要方向、發(fā)展進程和面臨的問題，加強本課題研究的必要性和現(xiàn)實意義的領(lǐng)悟。2.明確課題的研究方向、研究思路和研究方法，明確課題組成員的具體任務(wù)和職責，并撰寫開題報告。3.在搜集資料、調(diào)查研究和廣泛征求各方建議的基礎(chǔ)上，確定課題研究的具體實施方案，力圖使課題研究具有科學性和可操作性。第二階段：研究階段（2021年11月——2023年1月）第一輪（2021年11月—2022年10月）聘請“未來教育家奠基工程”學員、市級學科骨干教師曹煥京對課題組成員進行課題研究的培訓，進行課題具體實施的指導；課題組舉行課題開題會議，課題負責人白福豐介紹本課題研究的目的、意義及內(nèi)容，提出課題研究工作要求和任務(wù)，明確研究時間與進度；組織課題方案的實施，并根據(jù)實施過程中的具體情況，有計劃地安排常規(guī)性的與課題相關(guān)的專題研究活動，召開階段性成果交流匯報展示活動；在每學期末進行研究工作小結(jié)，反饋課題研究的成功經(jīng)驗和不足之處，修訂下一階段的實施方案。第二輪（2022年11月—2023年1月）根據(jù)前一階段實施的結(jié)果，繼續(xù)跟蹤實施《初中物理科學思維培養(yǎng)策略研究》的方案，研究和積累教學案例，將學習成果與非實驗?zāi)甓蔚膶W生進行對照，不斷調(diào)整修訂原定課題方案從而使課題研究更具實效性，并進行初步的成果整理和總結(jié)。第三階段：總結(jié)階段（2023年2月——2023年6月）1.通過對比分析學生科學思維的變化，整理基于科學思維的物理教學策略，形成結(jié)論性文字資料。2.將研究成果再次應(yīng)用于物理教學，在實踐的過程中對教學策略進行調(diào)整，使研究結(jié)論更加完善。3.全面總結(jié)課題研究工作，撰寫本課題的結(jié)題報告，并接受專家組評估鑒定。九、研究成果（一）初中物理科學思維教育呈現(xiàn)狀況分析1.《物理課程標準》對于科學思維教育的呈現(xiàn)當前初中物理課程改革提出了物理核心素質(zhì)的培養(yǎng)，這改變了傳統(tǒng)教育只注重“知識”的課程理念，《標準》特別強調(diào)在科學探究中突出科學思維和科學方法的重要性。但是,《標準》中卻沒有對科學思維提出明確的目標。進一步分析《物理課程標準》的內(nèi)容，只有知識而無科學思維要求同樣存在。如果明確科學思維教育的目標，則教學目標中就應(yīng)當既包括物理知識又包括科學思維要求。人教版初中物理八年級下冊《牛頓第一定律》部分教學目標,嘗試修改如下：了解物理學史上對于運動和力關(guān)系的爭論，培養(yǎng)學生質(zhì)疑創(chuàng)新的能力。通過實驗進行模型構(gòu)建，顯現(xiàn)阻力對物體運動影響的大小。經(jīng)歷實驗探究，利用逆向思考的思維方式了解阻力對物體運動的影響。通過實驗探究，進行科學推理，得出牛頓第一定律。目前天津市使用的人教版教材是根據(jù)《物理課程標準》編寫的，成書過程中，不僅要權(quán)衡物理知識是否與初中段學生適應(yīng)，還要把科學思維提升到一定的高度，作為教材的能力核心去編排。這種內(nèi)容安排的結(jié)構(gòu)是物理教學規(guī)律的，也是讓學生真正掌握學習物理，改造世界的利器。2.人教版初中物理教材對科學思維教育的呈現(xiàn)人教版初中物理教材八年級上冊《致同學們》設(shè)置了探究、演示、想想做做、想想議議、動手動腦學物理等環(huán)節(jié)，這些都是由學生親自動手，自主探尋科學規(guī)律，經(jīng)歷科學思維練習的重要載體，給老師的授課和學生的自學提供了豐富的感性認識機會。學生課本中許多概念和基本規(guī)律的推導都把科學探究作為學科知識的支撐與骨架，遵循科學思維的生成規(guī)律進行教學。獲取知識的過程可以記錄為：物理現(xiàn)象→提出問題→進行實驗→分析數(shù)據(jù)→獲取新知。如此的編排教學內(nèi)容，完整地表現(xiàn)出物理知識的產(chǎn)生過程，經(jīng)歷了新知生成，學生方能領(lǐng)悟到科學探究和學科知識的內(nèi)在，提升學生的思維能力。[13]3.天津市初級初中物理學業(yè)水平考試中對于科學思維教育的呈現(xiàn)以天津市學業(yè)考試物理試卷中第27題為例說明：本題考查學生的科學思維是科學推理，這是日常教學中得出概念和規(guī)律最常用的科學方法，可是筆者調(diào)查的結(jié)果表明：學生得分率偏低。分析其原因在于平時教學只重視知識的本身，忽略了獲得知識的過程與方法。學業(yè)考試作為指揮棒，已經(jīng)不斷地將有關(guān)科學思維的題目列入考查范圍，把科學思維教育提高到一個顯著的地位上。以天津市部分區(qū)2019年第一學期期中練習第25題（節(jié)選）為例說明：某小組同學準備探究“通過導體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”。該小組同學發(fā)現(xiàn)，分析圖中的I-U圖象，還能得到：“當導體兩端電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比”這一規(guī)律。請寫出分析方法：_____________________________。答案：在電壓一定時，分析電流與電阻的定量關(guān)系。本題考查學生的科學思維是科學論證，它是組成科學思維的重要方面，將研究問題，論證正確性的過程引入課堂，使學生體驗科學家發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，這是提高學生思維水平，鍛煉思維能力的必然途徑。（二）構(gòu)建物理模型培養(yǎng)科學思維的原則與策略1.將復雜的實際問題簡單化。如：在光現(xiàn)象的教學中，光源種類很多，可不考慮材料、形狀、體積、明暗，而只是把它看作一個“光點”，以便作圖分析。再如，電路的基本組成：電源、開關(guān)、用電器、導線。將這些物體簡化為一個個符號，這些符號按照規(guī)定的規(guī)則連接在一起就構(gòu)成了電路圖。在電路分析中，電流表的電阻極小，可以看成導線（短路），電壓表電阻極大，可以看成斷路。這樣分析可將復雜電路簡化，對抓住電路的本質(zhì)起到重要作用。2.將抽象問題變的直觀、形象。有些物理問題、現(xiàn)象、過程非常抽象，運用模型思維建立起物理模型，將使問題變得直觀、形象。如：研究光現(xiàn)象時，用光線可將光的傳播特點（傳播徑跡、方向）體現(xiàn)出來，能夠形象地表示光。再如，我們看不見摸不到的磁場，對學生來說非常抽象。通過引入磁感線來描述磁場，磁場強弱用磁感線的疏密程度來表示；在力學的教學中，將抽象的各種力以圖的形式將力的三要素體現(xiàn)出來。將具體的、復雜的受力現(xiàn)象變成直觀的力的示意圖模型，利用長短表示大小，箭頭表示方向，作用點表示受力點，這樣有利于學生抽象思維的形成。在分析物體受力時，可把物體看成一個點，把這個點作為物體所受所有力的作用點，從而較為方便地得出物體受力情況。（三）構(gòu)建物理模型培養(yǎng)科學思維的方式與模式1.作圖法構(gòu)建物理模型。作圖在教學中的應(yīng)用很多，像光學、力學、電磁學這些章節(jié)都需要作圖來構(gòu)建物理模型。例(1)，理解彈力產(chǎn)生的原因?qū)τ趯W生來說是個難點。教學中，本課題組教師讓學生畫出施力物體的形變圖，施力物體恢復形變的方向即為彈力的方向。例(2)，在處理較為復雜的浮力題時，讓學生對物體的受力情況進行逐個分析，再將它們看成整體去分析，如圖1所示。通過加強學生的受力分析訓練，并利用作圖建立模型，可以使學生對浮力現(xiàn)象認識更清晰。GAF浮GAF浮AA受力：TGBF浮BB受力：TF浮A+BA+B受力：GA+B圖1例(3)，在學習滑輪組這部分知識時，部分學生看到題目，頭腦便立刻回憶公式，解題沒有思路。出現(xiàn)這種問題的原因在于沒有抓住解決滑輪組問題的關(guān)鍵因素--分析受力，而利用作圖法（圖2）將動滑輪和重物看成一個整體，分析整體的受力情況，然后再根據(jù)平衡力的知識建立平衡方程3F=G動+G物，這樣力的關(guān)系就清晰地呈現(xiàn)在面前。這個作圖分析受力的過程，就是學生建立模型思維的過程，在教學中要加強練習。FFFFFF動物●3F動物例(4)，畫等效電路圖是處理電學問題的常用方法。在電學實驗中，導線的電阻可以近似看成零，電流表的電阻也可以近似看成零，電壓表電阻很大，可以看成斷路。電路元件的簡化，對正確識別電路、分析電路故障有很大幫助。如圖3，所示電路中，不同開關(guān)的開閉，直接影響了電路的連接，對于初學電學的學生來說有一些難度。此時，畫出正確的等效電路圖，對于解題就顯得尤為重要。當S閉合，S1、S2斷開時，等效電路圖（圖4），這時看到的就是一個簡單的串聯(lián)電路；當S、S1、S2均閉合時，等效電路圖(圖5)，此時看到的就是一個簡單的并聯(lián)電路。這樣將看似復雜的電路，經(jīng)過整理之后變成熟悉的基本電路，清除了解題時的思維障礙。因此，加強畫等效電路圖的練習，可以提高學生的科學思維能力。圖3圖4圖5例(5)，在初學凸透鏡的成像規(guī)律時，利用直觀的實驗現(xiàn)象不難得出規(guī)律。時間長了，學生頭腦中的記憶就變得模糊，復習時就依靠死記硬背，對知識的掌握很不牢固。利用三條特殊光線作圖，無論是靜態(tài)規(guī)律還是動態(tài)規(guī)律，學生都能一目了然。顯然，作圖可以幫助學生重建物理情景，加深對物理規(guī)律的理解。2.利用比較法構(gòu)建模型。物理模型是在觀察、實驗和已有知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建立的，在物理學習中，要有目的、有計劃地對現(xiàn)象、過程進行比較，為建模提供可靠基礎(chǔ)。例(1)，在連通器概念的教學中，可以讓學生觀察茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等，這個過程中，不要急于告訴學生什么是連通器，而是讓學生有充分的觀察時間，分析比較他們的相同點、不同點。學生可以從外觀上得出它們的共性：上端都開口、下部都連通，進一步抽象建立連通器的物理模型。例(2),在簡單機械的教學中，經(jīng)常出現(xiàn)學生對杠桿認識不清的情況。生活中有很多物品應(yīng)用到了杠桿知識，如鐵锨，筷子、瓶起子、鉗子、撬棒、核桃夾子等，這些用具從外觀上看有很大不同，學生不容易發(fā)現(xiàn)它們的共性特征。教學中可以預(yù)先設(shè)置問題：a.這些杠桿是硬的還是軟的？b.使用時，運動的軌跡是什么樣的？c.使用時，能找到不動的位置嗎？d.是什么力阻礙著它的運動？讓學生帶著問題去思考，這些生活用品用途、材質(zhì)、形狀等都不盡相同，但它們都具有共同特征：①使用時不變形，材質(zhì)比較硬。②使用時，都是圍繞著一個固定點轉(zhuǎn)動，進而抽象出“杠桿”這一物理模型。例(3),在研究平面鏡成像時，如果學生能認識到，像是光經(jīng)過某個平面反射后形成的，并建立平面鏡成像模型，就能解決“湖面上所成月亮的像到湖面的距離與湖水深度是否有關(guān)”的問題了。3.“理想化”構(gòu)建模型。我們在研究某一物理問題時，往往伴隨著諸多其他因素。這些因素對于我們要研究的問題來說沒有影響或者影響很小，這些因素就可以忽略不計。通過教師課堂的合理引導，讓學生關(guān)注影響物理問題的主要因素，抓住問題的本質(zhì)特征，來提高運用科學抽象思維方法處理物理問題的能力。例(1)，測量物體體積時，用細線拴著物體浸沒在量筒中，這里的細線的體積非常小可以忽略不計；杠桿的教學中經(jīng)常提到輕質(zhì)杠桿，就是杠桿的重力可以忽略不計；光滑的物體表面，就是絕對光滑，沒有摩擦阻力；類似的還有不計空氣阻力，不計動滑輪重等等。例（2），學生已經(jīng)有了探究液體壓強特點的基礎(chǔ)，了解了影響液體壓強的因素，即液體密度和深度。在同種液體、相同深度時各個方向的壓強是相等的。因此，在推導液體壓強公式時，只需求出液體受到的向下的壓強即可。在液體內(nèi)部某一深度可以虛擬一個液片作為研究對象，液片上方的液注對它的壓強p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρSgh/S=ρgh。通過推導，也可以得出液體壓強與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。這種公式的推導就使用了建立液片模型的方法。例（3），在講解連通器原理時，假設(shè)底部中間存在一豎直液片。液片受到來自左右兩個方向的壓力且保持靜止狀態(tài)，說明這兩個力是一對平衡力，大小相等，而F左=P左S，F(xiàn)右=P右S，所以P左=P右，而兩側(cè)液體密度相同，就可以得出h左=h右，這樣構(gòu)建一個液片模型，并對它進行受力分析，進而推導出連通器的原理就比較容易了。（四）體驗式教學培養(yǎng)科學思維的方式與模式1．創(chuàng)設(shè)體驗情境，激起思維欲望體驗式教學可以通過為教師創(chuàng)設(shè)教學情境，使學生積極參與學習過程，從而獲得體驗。同時，他們可以在團隊合作的過程中不斷地批判，以獲得新的知識，并最終為實踐中獲得的知識服務(wù)。由于物理學在定義和概念上是非常邏輯、嚴格和精煉的，新生很難理解。簡單地把定義灌注到學生身上，他們接受的知識就是在霧中看到的花朵，甚至很多學生產(chǎn)生抵觸情緒。因此，教師在課堂上創(chuàng)造能夠激發(fā)學生學習愿望的場景尤為重要。在和諧的場景中，他們使用面向生活的語言來表達抽象物理概念的形象。[14]例如，學習聲音特性的內(nèi)容，就利用一首流行歌曲來表示聲音特性的背景。李玉剛的《新貴妃醉酒》由多媒體播放出來，起初，聲音比較小，因為李玉剛的精彩表演只能從形象上看出來。許多學生抱怨：“聲音太小了，你能增加音量嗎？”教師調(diào)大了音量后，繼續(xù)播放，中間部分出現(xiàn)李玉剛用女聲唱歌，接著問問唱歌的是誰？學生們會用同一個聲音對老師說：“仍然是李玉剛，但他把自己的聲音變成了女聲并使之變尖了！”下一個聲音將再次播放李玉剛的《新貴妃醉酒》這一首歌，這首歌是模仿者演唱的。一些李玉剛的“粉絲”仔細聽了一會兒后，他們問：“這是李玉剛的聲音嗎？”有了疑問，其他同學會仔細聽，仔細分辨。最后得出“這真的不是李玉剛唱的！”的結(jié)論，如此轉(zhuǎn)換情境，激發(fā)了學生的探索興趣，由此及時呈現(xiàn)“響度”、“音調(diào)”和“音色”“這些概念，引領(lǐng)學生參與到新知的學習中。再以重力學習為例，在這一部分的教學中，課題組教師沒有直接引導學生學習重力的相關(guān)知識，而是結(jié)合具體的教學內(nèi)容創(chuàng)設(shè)教學情境。首先，課題組教師用多媒體技術(shù)播放了一段視頻。這段視頻為學生們提供了幾個常見的場景：場景1：跳水時，運動員從10米平臺上跳下并噴濺水花；場景2：在一場足球比賽中，后場球員長傳球，足球在空中飛過，正好落在某運動員腳下；場景三：壺口瀑布，黃河滾滾而下；場景四：紅棗成熟后，用竹竿打在棗樹上，成熟的紅棗掉到地上……播放完這段視頻后，課題組教師引導學生思考這些問題：在這些場景中觀察到了什么樣的運動現(xiàn)象？這些運動現(xiàn)象的共同特征是什么？生活中有哪些相似的現(xiàn)象？在這些問題的指導下，學生們進行了獨立思考、交流和討論。此方式不僅有助于學生初步了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識，而且為學生深入探究創(chuàng)造了良好的條件。由此可見，通過教師創(chuàng)造物理問題情境，可以幫助學生克服物理思維的障礙，引導他們探索發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過程，逐步從物理學的角度理解物理現(xiàn)象和物理過程的本質(zhì)及其內(nèi)在聯(lián)系。所以教師要注重知識的組織，體現(xiàn)教學內(nèi)容的邏輯性，引導學生通過抓住學習過程中的“藤”，在研究規(guī)律的過程中，觸摸科學思維的“瓜”。2.借助實驗活動,培養(yǎng)科學思維培養(yǎng)學生的科學思維，必須強調(diào)實驗的真實性。在教學中引導學生進行實驗，為學生科學思維的萌發(fā)創(chuàng)造條件。在一些復雜而繁瑣的實驗中，教師應(yīng)該保留它們，鍛煉學生的實驗?zāi)芰?，引導他們形成科學思維。從體驗式教學的設(shè)計理念出發(fā)，它非常注重學生在課堂中的主體地位，在實驗活動中，為了使體驗式教學策略的積極作用得到充分的發(fā)揮，就應(yīng)該充分發(fā)揮出學生的自主性[15]。在《摩擦力》一節(jié)，一個非常重要的教學目標是讓學生了解影響滑動摩擦力大小的主要因素。為了更好地實現(xiàn)這一教學目標，課題組教師組織學生進行獨立的實驗探究。首先，簡要說明了本實驗的目的和實驗應(yīng)用“二力平衡”的基本原理，介紹了“控制變量法”的實驗方法,然后課題組教師提供了木板、帶掛鉤的木塊、彈簧測力計、砝碼、毛巾和其他實驗裝置。然后學生根據(jù)自己的想法進行實驗假設(shè)，并獨立設(shè)計實驗方案。在觀察和總結(jié)實驗現(xiàn)象后，學生們分組交流和討論主要結(jié)論，并認真解決實驗中的問題。通過這種方式，學生就可以更準確地理解本課的主要知識內(nèi)容。[16]當下農(nóng)村初中物理教學條件有限，經(jīng)常面臨實驗設(shè)備不足和過時的問題。課題組教師認為，除了充分利用學?，F(xiàn)有的實驗設(shè)備外，我們還應(yīng)該充分利用我們周圍的資源，使學生有更多的機會進行實際操作和親身體驗。學習“聲音是怎樣產(chǎn)生的”一節(jié)，可以按照傳統(tǒng)的教學方法，通過敲擊音叉，首先獲得“聲音是由振動產(chǎn)生的”的直觀感覺。但是，教室后面的學生聽不到音叉的聲音，也看不到振動的音叉在水中的噴射，教學效果很差。甚至教室第一排的學生也沒有機會親自進行實驗。他們印象不深，學習興趣也不高。如果進行分組實驗，學校實驗室沒有足夠的音叉。此時，可讓學生通過使用周圍的物體，按照演示實驗的方法來引導他們實際感受聲音的生成過程。這就是為什么一些學生敲桌子，一些學生吹筆帽，一些學生拍巴掌……很快，所有的學生都會找到正確的答案：發(fā)聲的物體都在振動，而聲音是由物體振動產(chǎn)生的。綜上，通過物理實驗培養(yǎng)學生科學思維的過程中，教師應(yīng)發(fā)揮主導作用，引導學生積累實驗經(jīng)驗，發(fā)揮物理實驗“承上啟下”的作用，進一步開發(fā)物理實驗的教學管理價值,完成科學思維的培養(yǎng)任務(wù)。3．加強實踐體驗，延伸思維發(fā)展課外實踐是促進學生知識內(nèi)化的重要環(huán)節(jié)。在體驗式教學理念的指導下，課后實踐活動應(yīng)避免單一的書面實踐，但應(yīng)拓寬課后實踐的途徑，使學生能夠?qū)⒄n堂知識應(yīng)用于解決實際問題。只有這樣，才能進一步增強學生的認知效果,將學生思維發(fā)展得以延伸。[17]例如，在完成《壓強》知識的教學后，課題組教師設(shè)計了一個課后實踐活動。在本次活動中，學生需要選擇任何當?shù)貥蛄哼M行調(diào)查，了解該橋梁上的車輛壓力范圍。同時，課題組教師向?qū)W生提供了一些不同類型卡車的質(zhì)量以及車輪與地面之間的接觸面積。學生需要根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析哪些類型的卡車可以通過橋梁，并計算卡車通過橋梁時的最大質(zhì)量（g為10N/kg）。最后，通過這一面向生活的實踐任務(wù)，學生的知識理解得到進一步鞏固，對相關(guān)知識的掌握更加熟練,并促使他們形成對科學的正確情感態(tài)度，養(yǎng)成良好的科學思維習慣。（五）課題研究的制度與機制1.課題研究專題研討制度。課題組安排專門的時間，圍繞課題開展以“總結(jié)、交流、反思研究情況，進行課例評析，思考、研討下次研究內(nèi)容”為重點的研討活動。針對實驗中遇到的難點、疑點、突破點進行研討，發(fā)揮集體智慧，提高課題實驗的實施水平。2.課題研究組教師示范制度。課題組成員通過定期開放研討課、示范課等方式帶動課題研究的深入，參加實驗的教師每人每學期上1次公開課，依托“典型引路”來提升課題研究的水平。3.課題實驗工作學期小結(jié)制度。各課題實驗組成員要堅持寫實驗札記，要將課題研究中遇到的疑難問題、成功做法和體會、理論學習體會、課題研究等情況寫成書面材料，供集體研究、交流和存檔，每學期就課題研究情況進行總結(jié)，為下階段實驗作準備。4.經(jīng)費保障制度。學校根據(jù)課題實驗情況，力所能及地加大投入力度，例如：活動費、參考資料費等，確保課題實驗的正常進行。5.課題實驗獎勵制度。參加課題實驗的教師按《大白莊鎮(zhèn)初級中學課時考核辦法》折算工作量；同時，學校通過對課題實驗實施情況的綜合考核，根據(jù)學校的考核制度，視情況予以獎勵。（六）課題研究的方法與技術(shù)1.課題研究的方法（1）調(diào)查法通過問卷調(diào)查與課堂觀察,了解教師的教學行為中有關(guān)科學方法教育的現(xiàn)狀，分析課堂教學中進行科學方法教育中存在的問題，評價教學行為及效果，把握科學方法的真正內(nèi)涵。（2）文獻資料法廣泛、仔細查閱與本課題有關(guān)的文獻資料，了解對本課題或有關(guān)問題所做的研究及研究的成果，為本課題研究提供借鑒，為