基于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：核心素養(yǎng)是當(dāng)代教育的核心主題，其從一定程度上拓展了教學(xué)工作的深度與廣度，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的增強(qiáng)與能力的發(fā)展有著十分重要的促進(jìn)作用。新教育背景下，如何以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力已成為廣大教師教學(xué)工作開(kāi)展的重要課題。然而，目前來(lái)看，高中物理教學(xué)仍存在一定程度上的不足，如：教學(xué)內(nèi)容單一、教學(xué)方法局限，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與教師教學(xué)工作的針對(duì)性?；诖?，本文立足高中物理課堂，針對(duì)當(dāng)下存在的問(wèn)題提出具體優(yōu)化策略，旨在彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的短板，提升課堂溫度，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的個(gè)性化發(fā)展。關(guān)鍵詞：科學(xué)思維能力；高中物理；教學(xué)現(xiàn)狀；策略研究科學(xué)思維能力作為學(xué)生理解知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的重要品質(zhì)，能夠幫助學(xué)生將學(xué)科知識(shí)與日常生活建立有機(jī)聯(lián)系，簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)流程的同時(shí)，在問(wèn)題分析、問(wèn)題解決過(guò)程中提高自身創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力。對(duì)此，廣大高中物理教師應(yīng)明確科學(xué)思維能力對(duì)學(xué)生能力、素養(yǎng)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義，從課堂教學(xué)內(nèi)容、方法入手，擺脫傳統(tǒng)“升學(xué)式”教學(xué)思維的束縛，優(yōu)化教學(xué)架構(gòu)，豐富教學(xué)內(nèi)涵，以此讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步形成問(wèn)題解決的能力，加快核心素養(yǎng)培育工作的落實(shí)。一、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的現(xiàn)實(shí)意義（一）強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，構(gòu)建完整知識(shí)框架核心素養(yǎng)背景下，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力能夠簡(jiǎn)化學(xué)生學(xué)習(xí)流程，使其從多個(gè)角度加深對(duì)物理知識(shí)的理解與運(yùn)用，同時(shí)也能進(jìn)一步提升課堂教學(xué)內(nèi)涵，加快落實(shí)素質(zhì)教育工作的根本育人任務(wù)。從一定程度上來(lái)看，高中物理知識(shí)點(diǎn)具有高度的關(guān)聯(lián)性，對(duì)學(xué)生邏輯思維的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力便于學(xué)生深入了解概念性知識(shí)，并通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)促進(jìn)能力思維的內(nèi)化躍遷。此外，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的高中物理課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)了單元知識(shí)內(nèi)容的整合，通過(guò)多種情境問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)這種環(huán)境下，也能幫助學(xué)生樹(shù)立良好的物理觀念，構(gòu)建完整的知識(shí)框架，促進(jìn)身心健康發(fā)展。（二）高度契合新課標(biāo)改革的實(shí)際需求新教育背景下，聚焦學(xué)生能力、素養(yǎng)發(fā)展，構(gòu)建品質(zhì)課堂已成為教育核心目標(biāo)，廣大教師要以核心素養(yǎng)為根本出發(fā)點(diǎn)，注重科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，以多種教育資源為載體，拓寬學(xué)生物理視野，促進(jìn)其綜合學(xué)習(xí)能力的多維度發(fā)展。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力也能讓學(xué)生從多個(gè)角度探索物理知識(shí)魅力，明確其于社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義[1]。此外，科學(xué)思維能力的培養(yǎng)也能使學(xué)生走出課堂，以生活經(jīng)驗(yàn)為線索，對(duì)物理知識(shí)展開(kāi)深入探索，逐步建立良好的物理觀念，達(dá)到意念合一的學(xué)習(xí)目標(biāo)，全面強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力。（三）促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)能力、素養(yǎng)個(gè)性發(fā)展科學(xué)思維能力能夠有效彌補(bǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)模糊、學(xué)習(xí)積極性不高等問(wèn)題的短板，促進(jìn)他們思維的躍遷與能力的內(nèi)化，進(jìn)而強(qiáng)化自身科學(xué)發(fā)展觀。與其他學(xué)科相比，物理知識(shí)較為抽象，且彼此存在一定的邏輯關(guān)系，而現(xiàn)階段學(xué)生正面臨人生發(fā)展的黃金時(shí)期，以科學(xué)思維能力牽線物理知識(shí)學(xué)習(xí)能夠有效拓寬學(xué)生物理視野，使其從整體性、層次性等多個(gè)角度把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，提高自身創(chuàng)新性思維，促進(jìn)能力、素養(yǎng)的個(gè)性發(fā)展。二、高中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)路徑（一）單元解讀，制定目標(biāo)在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，為進(jìn)一步提升物理教學(xué)實(shí)效，教師應(yīng)深入解析單元內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上制訂靈活的教學(xué)目標(biāo)，這種情況下也能強(qiáng)化教學(xué)實(shí)效，為學(xué)生打造高效的物理課堂。同時(shí)，針對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)，教師可以單元教學(xué)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)教材知識(shí)點(diǎn)分布情況，設(shè)計(jì)多維度、梯度性的教學(xué)方案，秉持“以生為本”的教育原則，對(duì)教學(xué)內(nèi)容予以重構(gòu)，加強(qiáng)多種教育資源的開(kāi)發(fā)，提升課堂溫度，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有機(jī)整合，為學(xué)生能力、素養(yǎng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[2]。此外，針對(duì)學(xué)生能力間的差異，教師也要圍繞教學(xué)內(nèi)容與課程標(biāo)準(zhǔn)，從物理學(xué)科核心素養(yǎng)視角出發(fā)，圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)與導(dǎo)學(xué)問(wèn)題設(shè)置，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，使其更好地融入課堂學(xué)習(xí)中，促進(jìn)思維的發(fā)散。（二）梳理知識(shí)，明確要點(diǎn)與一般通識(shí)學(xué)科相比，物理知識(shí)具有抽象性、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生邏輯思維知識(shí)獲取、知識(shí)運(yùn)用等基礎(chǔ)能力要求較為嚴(yán)苛?；诖?，教師應(yīng)立足現(xiàn)階段高中生能力認(rèn)知特點(diǎn)，梳理教材重難點(diǎn)知識(shí)，以思維啟發(fā)、思維培養(yǎng)為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)方案設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化學(xué)生學(xué)習(xí)流程，把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)，從而消除負(fù)面學(xué)習(xí)情緒，提高學(xué)習(xí)成效。（三）聚焦重點(diǎn)，強(qiáng)化思維基于科學(xué)思維能力培養(yǎng)下的物理教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)始終以學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力提升為根本要點(diǎn)，擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，加強(qiáng)知識(shí)與多種元素（生活現(xiàn)象、實(shí)際案例等）的交織，以情境、問(wèn)題為踏板，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度的同時(shí)，使其結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)梳理物理知識(shí)于自身、社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義，并形成良好的行為習(xí)慣與科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬r(jià)值觀念。三、當(dāng)下高中物理教學(xué)現(xiàn)狀分析目前來(lái)看，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育思維的限制，部分教師教學(xué)工作仍圍繞教學(xué)內(nèi)容及課程標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)學(xué)生思維、能力、素養(yǎng)的培養(yǎng)，加之師生角色定位的模糊，學(xué)生難以快速融入課堂學(xué)習(xí)中，對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知存在局限性。此外，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是物理學(xué)科的重要一環(huán)，多數(shù)教師將學(xué)科知識(shí)作為學(xué)生能力、素養(yǎng)的價(jià)值體現(xiàn)，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中常以其升學(xué)為目標(biāo)進(jìn)行知識(shí)講述，忽略了學(xué)生自主思考、自主探究等能力的培養(yǎng)，同時(shí)“目的性”過(guò)強(qiáng)的教學(xué)方法極易讓學(xué)生陷入思維困境，甚至對(duì)教師產(chǎn)生過(guò)度依賴。其次，對(duì)于物理課堂而言，課堂氛圍起到了十分重要的輔助作用，一方面，能夠有效吸引學(xué)生注意力，縮短其融入課堂學(xué)習(xí)的時(shí)間；另一方面，良好的課堂氛圍能夠確保教學(xué)工作的順利開(kāi)展，為學(xué)生能力、素養(yǎng)提升奠定基礎(chǔ)[3]。但從目前來(lái)看，多數(shù)教師并未重視課堂氛圍的營(yíng)造，在教學(xué)時(shí)也只是利用提問(wèn)、回答的方式進(jìn)行互動(dòng)。單一、枯燥的互動(dòng)方式不僅影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，加之現(xiàn)階段高中生能力、認(rèn)知的局限性，無(wú)法積極響應(yīng)教師，進(jìn)而導(dǎo)致課堂節(jié)奏難以控制，教學(xué)成效難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。四、基于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力下高中物理教學(xué)開(kāi)展策略（一）創(chuàng)設(shè)生活情境，點(diǎn)燃學(xué)習(xí)熱情情境作為知識(shí)的重要載體，其展現(xiàn)了良好的價(jià)值，一方面能夠?qū)Τ橄蟮奈锢碇R(shí)予以重構(gòu)，以學(xué)生樂(lè)于接受的形式予以展現(xiàn)，提升課堂趣味性的同時(shí)，使其快速融入課堂學(xué)習(xí)中；另一方面，情境能夠串聯(lián)學(xué)科知識(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)框架，提高學(xué)習(xí)效率。以“運(yùn)動(dòng)描述”這一知識(shí)點(diǎn)為例，教師可依托多媒體技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生活情境，展示“蘇炳添以9.91秒的成績(jī)殺進(jìn)田徑世錦賽百米決賽”。隨后根據(jù)蘇炳添的百米沖刺視頻進(jìn)行模型建立，并引入瞬時(shí)速度、加速度等概念知識(shí)，同時(shí)設(shè)置如下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：1.蘇炳添百米跑用時(shí)9.91s，他的速度是多少？該速度有什么樣的含義？2.如何計(jì)算蘇炳添撞線時(shí)的速度？這時(shí)的速度被稱為什么速度？通過(guò)情境、問(wèn)題的引導(dǎo)，能夠?qū)⑽锢韺W(xué)習(xí)與實(shí)際生活進(jìn)行連接，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，為其后續(xù)深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。（二）重視概念教學(xué)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)高中物理教師要深入解讀物理教材，細(xì)化物理公式和定律教學(xué)，加強(qiáng)概念教學(xué)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，使其更好地理解物理知識(shí)，提高學(xué)習(xí)積極性與自主性。以“牛頓三大定律”這一知識(shí)點(diǎn)為例，教師可讓學(xué)生思考三大定律間的內(nèi)在關(guān)系，同時(shí)借助多媒體為學(xué)生播放相關(guān)視頻，如：牛頓第一定律探究了物體運(yùn)動(dòng)和力之間的關(guān)系，教師可為學(xué)生播放小人推車，通過(guò)對(duì)物體受力方向的分析，了解公式的含義；牛頓第二定律則是在第一定律基礎(chǔ)上揭示了力與質(zhì)量、加速度間的關(guān)系，教師可為學(xué)生展示公式F=ma，并結(jié)合具體案例，如：勻加速推動(dòng)物體，讓學(xué)生在此過(guò)程中思考物體運(yùn)動(dòng)方向、物體受力方向等內(nèi)容，并圍繞“物體加速度與合外力間的關(guān)系”開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)這種方式，讓學(xué)生更好地理解概念及公式元素間的邏輯關(guān)系，提高學(xué)習(xí)成效。（三）豐富教學(xué)手段，提升課堂溫度在高中物理教學(xué)中，學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)是當(dāng)下教師教學(xué)工作開(kāi)展的重要課題。對(duì)此，針對(duì)當(dāng)下高中生能力認(rèn)識(shí)的特點(diǎn)，教師要豐富教學(xué)手段，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其在多種教學(xué)手段的引導(dǎo)下，促進(jìn)物理思維的發(fā)散，從而更好地掌握重難點(diǎn)知識(shí)，提高自身科學(xué)思維能力。1.鼓勵(lì)小組探究小組合作學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)劣互補(bǔ)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，使其在思維的交互碰撞下強(qiáng)化自身創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。以“歐姆定律”這一知識(shí)點(diǎn)為例，教師可布置小組探究任務(wù)，讓學(xué)生思考“如何改變燈泡的亮度？”并為其準(zhǔn)備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，讓他們通過(guò)電路的組裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，例如，有的學(xué)生在電路上增加了滑動(dòng)變阻器，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器阻值大小來(lái)調(diào)整電流，從而達(dá)到改變燈泡亮度這一目的；也有的同學(xué)計(jì)算出燈泡的電阻值，隨后挑選阻值大于燈泡阻值的電阻箱，通過(guò)組裝電路同樣也達(dá)到了改變燈泡亮度這一目標(biāo)。2.巧妙運(yùn)用課堂提問(wèn)問(wèn)題的引入能夠使學(xué)生聚焦特定的內(nèi)容思考問(wèn)題，便于學(xué)生把握學(xué)習(xí)方向，高度契合學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。新時(shí)代背景下，教師可結(jié)合教學(xué)主題引入多元化的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考物理問(wèn)題，并在問(wèn)題解決方案制訂過(guò)程中提高自身科學(xué)思維能力。（1）設(shè)置情境式問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以《摩擦力》一課為例，教師可創(chuàng)設(shè)“人走路、推箱子”等教學(xué)情境，讓學(xué)生思考摩擦力是如何產(chǎn)生的以及摩擦力的方向是否一定跟物體前進(jìn)方向相反？通過(guò)情境的創(chuàng)設(shè)引入具體問(wèn)題，能夠聯(lián)系實(shí)際生活，讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行物理模型建立，并在分析過(guò)程中加深對(duì)知識(shí)的印象，點(diǎn)燃學(xué)生的思維，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。（2）設(shè)置發(fā)散性問(wèn)題，活躍學(xué)生的思維發(fā)散性問(wèn)題能夠幫助學(xué)生從多個(gè)角度思考、探究物理知識(shí)，并由此促進(jìn)自身聞一知十、舉一反三能力的提升。以《電源與電流》一課為例，開(kāi)展教學(xué)時(shí)，教師可圍繞本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)，為學(xué)生設(shè)置如下問(wèn)題：①電流形成后，其方向是否為唯一性？②如何控制電流的大小及方向？③電路串、并聯(lián)對(duì)電流大小是否有影響？針對(duì)學(xué)生能力間的差異，教師還可將上述問(wèn)題以多選題的形式展現(xiàn)給學(xué)生，讓他們對(duì)每一個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行探究思考。通過(guò)這種方式，進(jìn)一步強(qiáng)化他們的科學(xué)思維探究能力，提高教學(xué)工作的針對(duì)性與指向性。（四）注重實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)化思維邏輯物理核心素養(yǎng)下，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)入手，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，能夠逐步提高學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)其良好的科學(xué)思維能力。同樣以“運(yùn)動(dòng)描述”這一單元內(nèi)容為例，教師可設(shè)計(jì)“瞬時(shí)速度測(cè)量”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，選取某段距離平均分成十份，每10米站一個(gè)學(xué)生，利用停表和米尺，測(cè)量班級(jí)某位同學(xué)百米跑分段數(shù)據(jù)，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作。隨后，一名學(xué)生出發(fā)，經(jīng)過(guò)十米處，由站立學(xué)生打點(diǎn)，記錄到達(dá)時(shí)間，隨后整理分段數(shù)據(jù)，結(jié)合公式計(jì)算引出每段距離的瞬時(shí)速度。通過(guò)這種方式，能夠幫助學(xué)生更好地理解瞬時(shí)速度、速度等概念間的異同點(diǎn)，強(qiáng)化自身思維邏輯，提高學(xué)習(xí)成效。（五）做好課程總結(jié)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度物理教學(xué)中，做好課程總結(jié)，利于學(xué)生把握物理學(xué)科的核心要素，在此基礎(chǔ)上也有利于學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，對(duì)其素養(yǎng)綜合發(fā)展也有重要影響。以“加速度”這一知識(shí)點(diǎn)為例，在實(shí)際教學(xué)中，教師可鼓勵(lì)學(xué)生以小組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，自主選取測(cè)量對(duì)象，對(duì)教材實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。在此過(guò)程中，教師要做好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)工作，一方面，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)予以記錄，分析其可行性；另一方面，對(duì)學(xué)習(xí)困難的學(xué)生予以指導(dǎo)，提高其學(xué)習(xí)自信心與積極性，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。此外，也可讓學(xué)生對(duì)比單元內(nèi)容，深入剖析不同的概念，以《運(yùn)動(dòng)的描述》這一單元為例，教師可以讓學(xué)生重點(diǎn)總結(jié)運(yùn)動(dòng)的描述的相關(guān)概念，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)框架，深入理解學(xué)科內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力[4]。不僅如此，教師還應(yīng)在課程總結(jié)階段，落實(shí)教學(xué)評(píng)價(jià)，針對(duì)不同層次學(xué)生能力特點(diǎn)制訂生成評(píng)價(jià)與預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)，從教學(xué)目標(biāo)設(shè)立到學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，設(shè)置多個(gè)階段的考評(píng)體系，以周、月為節(jié)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生階段能力提升予以記錄、對(duì)比，并做好評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的革新工作，保證教學(xué)工作契合不同層次學(xué)生能力、素養(yǎng)發(fā)展實(shí)際需求，提高課堂溫度，培養(yǎng)其科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)