李 木 劉惠蓮

（吉林師范大學 吉林四平 136000）

2017年，我國教育部頒布了普通高中物理課程標準，課程標準中提出的高中物理學科核心素養(yǎng)由“物理觀念”，“科學思維”，“科學探究”，“科學態(tài)度與責任”四個方面構成。其中科學思維能力對學生來說是至關重要的，科學思維伴隨著物理觀念的形成，支撐著科學探究的過程，促進學生科學態(tài)度與責任的養(yǎng)成。尤其在信息全球化的今天，學校里以升學為目的的教育早已不能滿足社會對創(chuàng)新型人才的需要。書本上的知識是有限的，但是獲取知識的思維方式是無限的，因此教師必須致力于改進教學方法來培養(yǎng)學生思維的開放性、靈活性，要教給學生一種思維方式，它可以被實際應用到生活的方方面面。正如美國著名的心理學家斯金納說：“當所學的東西都忘掉之后，剩下的就是教育”。學生接受這種教育，將會運用敏銳的、發(fā)展的眼光看待問題，沉穩(wěn)地面對現(xiàn)實的各種挑戰(zhàn)，用正確高效的方式去處理矛盾。無論學生以后在任何領域工作，他總是可以依靠成功的思維去解決問題，這也就是我國教育部所倡導的素質教育。

應試教育背景下的學生進行物理概念的學習時，往往是死記硬背的無意義學習，一部分學生由于學不會而選擇放棄物理，但物理作為貼近生活的一門基礎學科，對學生未來的成長至關重要，這就需要教師回歸課堂反思物理教學。在物理概念的教學中，教師必須給學生創(chuàng)造一個適應教學要求、借以引導啟發(fā)學生發(fā)掘問題、思考問題、探索事物的本質屬性的概念學習情景，激發(fā)學生的求知欲。然后，在學生獲得足夠的感性材料的基礎上，按照物理學中建構概念的方法，引導他們運用比較、分析、綜合等思維方法，對感性材料進行思維加工，進而抽象概括出事物的本質屬性，從而使他們形成概念，這整個過程都離不開科學思維的支撐。所以教師在進行概念教學時要教給學生建構物理概念的思想和方法，即科學思維能力。授之以“漁”，使學生在走出校門后具備認識新事物和獨立解決問題的能力。在物理概念教學中發(fā)展學生的科學思維能力，使學生“知其然”，又“知其所以然”。學生將運用自己的頭腦里掌握的知識作為鑰匙，去打開未知世界的寶庫。

一、物理概念教學與科學思維能力的聯(lián)系

物理概念是事實概括與抽象，是高中物理知識體系的核心，是學習物理定律、規(guī)律，發(fā)展認識能力等的基礎。在物理概念的學習中理解并挖掘其背后的道理和價值，科學思維是關鍵，物理概念的學習與科學思維能力的發(fā)展相輔相成。一方面，科學思維能力是進行物理概念學習的關鍵能力。應試教育背景下的很多教師僅注重分數(shù)的提高而忽略對學生科學思維能力的培養(yǎng)，一部分學生在題海戰(zhàn)術中逐漸對物理失去了興趣，甚至出現(xiàn)厭學棄學的現(xiàn)象。殊不知“一子落而滿盤活”，培養(yǎng)學生的科學思維能力，會使學生對自然界產生好奇，擁有質疑創(chuàng)新精神，用物理學的眼光審視周圍司空見慣的事物，兼得分數(shù)與素養(yǎng)，擁有“物理魂”，成為“物理人”；另一方面，物理概念的學習是培養(yǎng)科學思維能力的重要途徑[1]?？茖W思維是從物理學視角認識事物的本質屬性，內在規(guī)律及相互關系，是基于經驗事實抽象概括的建構物理模型，是分析綜合、推理論證等科學方法的具體運用。而物理概念的學習是從感性經驗出發(fā)，引導學生進行科學抽象以抓住事物的本質特征，運用多種方法反復檢驗修正，實現(xiàn)到理性認識的飛躍。由此可見，物理概念的學習過程正是科學思維的過程，在此過程中培養(yǎng)學生的科學思維能力將事半功倍。

二、基于概念教學中發(fā)展學生科學思維能力的教學策略

在高中物理概念教學過程中培養(yǎng)學生的科學思維能力是必要且有效的，教師應在課前做好三備：備教材、備學生、備教法。知己知彼；在課上營造和諧民主的氛圍，激發(fā)學生積極性，引導組織學生進行有意義學習，消除疑慮和解決困難；在課后布置作業(yè)及時進行鞏固，促進學生思維的發(fā)展并進行有必要的輔導。

1.頭腦風暴，運用想象和思維進行概念的學習

概念的形成離不開想象，從0到1去定義出自然界本來沒有的物理概念必然需要想象力。物理學是一門探索自然規(guī)律和奧秘的科學，在探索的開始，我們便需要在頭腦中構思以想象事物間合理的邏輯，經過科學的推理論證，反復檢驗才能建立正確的物理概念。其中進行縝密的構思與想象就是科學思維的過程?？茖W思維是概念形成過程中必不可少的高級心理活動，是物理智力活動的核心。因此教師在進行物理概念教學的過程中可以充分激發(fā)學生的想象力，保護學生天然的好奇心，判天地之美，析萬物之理，引導學生把生活中的感性經驗轉變?yōu)槔硇哉J識，將日常概念上升到科學的物理概念。鼓勵學生之間學習觀摩，集思廣益，自主建構物理概念并加以表述，以此發(fā)展學生的科學思維能力以及邏輯表達能力等。

2.融會貫通，明確新概念和舊概念的聯(lián)系和區(qū)別

學生不是空著腦袋進入教室的，在學習開始前頭腦中就存在著對事物的看法和觀念，即前概念。它們在很大程度上影響著學生對新概念的理解，正確的前概念可以促進學生學習，反之則阻礙學生學習[2]。如：重的物體下落較快，摩擦力一定是阻力并與運動方向相反，以卵擊石時雞蛋受的力比石頭受的力大等等。這些都是學生的日常錯誤經驗，如不及時了解糾正必然會影響學生的學習。學習新概念后，要注意讓學生與學過的相似舊概念進行對比，找出它們之間的聯(lián)系與區(qū)別，鞏固舊概念，活化新概念，理解其內涵與外延，使知識清晰明了并更加系統(tǒng)化。教師要教導學生用批判的眼光看待日常的經驗事實，能從多角度思考并敢于質疑，打破思維定式和知識固化，防止學生在學習過程中只見樹木，不見森林。

3.學以致用，運用相關概念解決實際問題

物理來源于生活，最終要走向生活解決其中的問題，這也是學習的目的。我們真正得到一個物理概念要經歷認識、實踐、再認識、再實踐反復多次的過程。而實際課堂中師生走科學家們鋪好的便捷小路就得到了抽象化、概括化的物理概念，如不把這些物理概念運用到具體問題中及時鞏固，學生就很難理解這些高度抽象的概念，容易出現(xiàn)一知半解，一用就錯的現(xiàn)象。所以學習物理概念后，教師要引導學生在解決具體問題中實現(xiàn)再認識，建立空間位置相對關系，形成物理情景，構建物理模型，做到舉一反三，培養(yǎng)學生的知識遷移能力。教師還要讓學生知道物理是科技進步的階梯，我們可上九天攬月，可下五洋抓鱉都離不開物理，讓學生切實感受物理的魅力，增強學習物理的興趣，培養(yǎng)求真務實和開拓創(chuàng)新的科學精神。

三、基于概念教學中發(fā)展學生科學思維能力的教學設計

在高中物理概念教學中培養(yǎng)學生的科學思維能力，教師應該努力創(chuàng)設物理情景，讓學生在物理情景中進行學習，引導學生運用科學思維自主建構物理概念，最后在習題或具體問題中進行鞏固以加深對物理概念的理解，培養(yǎng)學生多種能力。

1.營造物理情景，巧妙引入新課

物理情景是以教育形式展現(xiàn)的物理客觀環(huán)境，包括自然現(xiàn)象，實驗演示的物理現(xiàn)象，文字表述的物理現(xiàn)象或過程等。物理的學習開始于物理環(huán)境對學生的刺激，因此教師在進行概念教學的引入時要努力為學生創(chuàng)設物理情景，把學生的思緒帶入到物理課堂上來，一般有三種方法導入新課。一是利用學生生活經驗，如講動量時，教師提問：相同速度飛過來的鉛球和足球，你敢踢哪個？二是利用隨堂小實驗，如講摩擦力時，讓學生兩個手掌用力摩擦，直觀感受摩擦力的存在及影響摩擦力大小的因素?；蜓菔緦W生日常生活中不易看到的，和認知經驗不符的實驗來引起學生的認知沖突，教師再加以引導，使學生同化或順應知識。如講自由落體運動時演示一個裝滿水并有個小孔的礦泉水瓶下落的實驗，讓學生猜測水會不會從小孔流出來，為了便于觀察還可以在水里加入鮮艷的顏料。三是利用舊知識引入新知識。如講加速度時，利用速度的變化率來引入新課。如講電勢能時，這個概念對學生來說較為抽象，理解不好勢必會影響后續(xù)電學部分的學習，教師可以先帶領學生復習重力場以及重力勢能的概念，而后再進行電勢能概念的學習，可以促進學生對它的理解。面對老師提出的問題或實驗演示的現(xiàn)象等，學生會迅速利用生活中的感性經驗和已有的認知去進行初步判斷，并產生想繼續(xù)學習的欲望。因此精心設計的課前導入環(huán)節(jié)可以很好地吸引學生的注意力，激發(fā)學習物理的興趣，為進一步學習物理概念做準備。

2.運用科學思維，推助概念建構

在對學習內容產生興趣后，要引導學生自主經歷科學思維的過程去建構物理概念。這時教師應自覺轉換角色，不僅僅做知識的傳授者，還要做學生學習的引導者、組織者、合作者。對于一些簡單的物理概念，引導學生經歷觀察、比較、概括、抽象的過程，鼓勵學生將概念簡明扼要地表述出來，如講機械運動時，讓學生觀察人行走，車前進、鐘擺的運動等，分析它們的共同點，學生容易概括出這些物體的位置都在隨時間變化。對于一些物理量，引導學生緊扣其物理意義，利用數(shù)學知識得出它的定義式，如講速度時，利用物體運動的快慢不同定義出速度就是位移與發(fā)生這段位移所用的時間之比。如講電場強度時，讓學生知道電場是電荷周圍存在的一種物質，它是真實存在的，它最基本的特征就對放在其周圍的電荷有力的作用，電場強度是表示電場的強弱和方向的物理量，引導學生根據(jù)電荷受到的電場力與自身的帶電荷量自己定義出電場強度。而對于一些復雜的物理概念，除了經歷以上過程得出概念之后，還要運用推理、實驗等方法去檢驗概念的正確與否，如講力的合成時，學生知道了物理矢量要用矢量運算法則進行相關計算，利用平行四邊形法則可求合力，為了眼見為實教師可與學生一起可以做實驗驗證。引導學生進行猜想假設，制定計劃并設計實驗，學生進行實驗時教師要在旁觀察指導，隨時糾正錯誤的步驟，厘清學生的實驗思路，明確實驗目的。學生經歷科學探究過程，進行科學推理，實驗后進行科學論證，最后師生共同得出正確結論。這樣得出的物理概念才符合學生心理認知發(fā)展，才會真正被理解被運用。在概念的建構過程中，學生可以踏上科學路進行探究與論證以淺淺體驗其中的曲折與困難，養(yǎng)成不畏艱苦和勇于質疑創(chuàng)新的科學精神，掌握建構物理概念的方法，培養(yǎng)終身學習的能力。

3.選擇具體問題，鞏固物理概念

學生在自主建構物理概念后，教師要及時選擇一些具體問題來鞏固概念，在這個過程中加深對概念的理解和掌握，還可以及時發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤的或不清晰的概念。為避免枯燥的題海戰(zhàn)術，最初教師可以讓學生利用概念分析，判斷簡單的貼合生活實際的問題。如學完彈簧的勁度系數(shù)后進行提問，把彈簧拉長或壓縮，改變彈簧的形變量，它的勁度系數(shù)將如何變化？彈簧的勁度系數(shù)和什么因素有關？如學習完摩擦力之后，提問在生活中怎樣防止和利用摩擦力，區(qū)分靜摩擦力和滑動摩擦力，在一些實際問題情景中提問學生摩擦力的方向。讓學生在思考中一遍遍加深對概念的理解。再如，當學完加速度的概念后，給出聯(lián)系生活實際的題目，在十字路口等紅燈的自行車與小汽車，誰啟動得快的問題，如何根據(jù)剎車線的痕跡計算車輛是否違規(guī)超速等問題，或是在學習完閉合電路歐姆定律電表的改裝這一節(jié)，確保學生明確概念與實驗原理后，讓學生親自動手改裝電表，鼓勵學生做各種各樣的小實驗，增強動手操作能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，使學生越學越愛學，越學越會學。在做題的過程中，引導學生把問題情景抽象轉換為物理模型，在頭腦中選取相應的知識點有的放矢地解決問題。教師也應注意在布置課后題時要循序漸進提高問題的深度與廣度。學生對一切事物的認識包括物理概念在內，都是有階段性的，因此教師要給學生留足夠的思維上升的空間，讓學生的認知與每一個相應的階段所對應，切不可操之過急，開始就為提分而刷題。同時運用概念的過程中，學生需理解物理概念的內涵及其適用范圍，了解概念與有關概念的聯(lián)系與區(qū)別，做到從橫縱向整體上把握知識，將知識內化于心，外化于行，讓知識可以真正地為自己所用[3]。

結語

教學有方，教無定法。在高中物理概念教學中，教師要根據(jù)學生的整體情況選擇合適的教學方法，使學生在掌握物理概念的同時獲得科學思維能力的發(fā)展。教師應砥礪深耕，篤行不怠，充分激發(fā)學生學習的積極性，調動學生學習物理的熱情，在教學過程中深入淺出，講明道理，引導學生自主建構知識，經歷建構概念的過程，掌握科學的學習方法并具備運用所學的物理知識解決新問題的能力，形成科學的態(tài)度、科學的世界觀與正確的價值觀，增強學生的核心素養(yǎng)，致力于學生全面和諧的發(fā)展。