基于科學思維的高中物理習題教學策略

李鋒 張學慶

【摘 要】高中物理習題教學是高中物理知識教學中非常重要的一部分，教師在開展物理習題教學時，要以培養(yǎng)學生科學思維為目標，為發(fā)展學生物理核心素養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。文章從類比遷移、推理訓(xùn)練、開放性問題、解題反思四個方面，闡述了通過高中物理習題教學培養(yǎng)學生科學思維的策略。

【關(guān)鍵詞】科學思維;高中物理;習題教學;策略

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2022）06-0022-02

模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新是科學思維的主要構(gòu)成[1]。教師在進行高中物理習題教學時，如何培養(yǎng)學生的科學思維？可以先教授學生將習題轉(zhuǎn)化為模型的技巧，再引導(dǎo)學生運用轉(zhuǎn)化模型的方式解答習題和掌握習題的本質(zhì)，這樣能夠在鍛煉學生解題能力的同時，幫助學生鞏固知識。接著，教師為推理訓(xùn)練設(shè)計習題，并鼓勵學生對習題進行推理，這樣就能培養(yǎng)學生的科學推理能力，并培養(yǎng)學生的科學思維能力。然后，教師以提高學生的解題素養(yǎng)和解決實際問題的能力為習題教學目標，用真實情境設(shè)計開放性的習題，并指導(dǎo)學生運用科學論證的方式解答習題和闡述觀點，這樣就能促進學生科學思維的提升，并營造活躍的習題教學氛圍。之后，教師鼓勵學生在解決問題后進行反思總結(jié)、質(zhì)疑拓展，訓(xùn)練學生的質(zhì)疑精神，這樣可以有效提升學生解題能力，同時提升學生的科學思維能力與創(chuàng)新能力。

1? ?引導(dǎo)類比遷移，幫助學生構(gòu)建物理模型

要提升學生的物理解題能力，就需要教授學生分析習題情境后面的物理本質(zhì)和根據(jù)問題本質(zhì)構(gòu)建物理模型的技巧，同時鍛煉學生分析本質(zhì)屬性、構(gòu)建模型、運用模型的能力。教師在開展高中物理習題教學時，要引導(dǎo)學生分析習題的本質(zhì)，并指導(dǎo)學生運用類比遷移等方式構(gòu)建物理模型。教師還需要給學生練習分析本質(zhì)、構(gòu)建模型、運用模型的機會，這樣才能使學生牢固掌握解題技巧[2]。

如教師在對求運動時間的習題進行教學時，就可以先根據(jù)變速圓周運動的滑塊設(shè)計求運動時間的習題。學生先會下意識地運用勻變速運動規(guī)律解答，但變速圓周運動的習題是難以運用勻變速運動規(guī)律解答的。教師就可以讓學生自由解答，并在學生發(fā)現(xiàn)難以運用勻變速運動規(guī)律解答后，提問：還可以運用哪些規(guī)律或定律解答習題？這樣學生走的解題的“彎路”，就為學生積極學習和運用構(gòu)建模型的方式解題做了鋪墊。在學生提出運用牛頓定律解題時，教師可以鼓勵學生嘗試。然后教師鼓勵學生講述運用牛頓定律解題的過程與難度。接著教師可以說：“有一種非常簡便的解題方式，大家想要學嗎？”這樣就能吸引學生的注意力。教師可以直接向?qū)W生演示構(gòu)建模型和運用模型解題，以此就可以激發(fā)學生的學習熱情。之后，教師就可以運用口頭講述的方式指導(dǎo)學生類比遷移，以此幫助學生構(gòu)建物理習題模型。最后，教師可以讓學生展示所構(gòu)建的模型，并讓學生根據(jù)模型講述解題思路。當然，教師也可以再向?qū)W生展示同類情境題，鼓勵學生運用構(gòu)建模型的方式解題。這樣教學，可以幫助學生構(gòu)建物理模型，提升學生的建模能力。

2? ?設(shè)計推理訓(xùn)練，培養(yǎng)學生科學推理能力

要培養(yǎng)學生科學思維能力，就需要先培養(yǎng)學生的科學推理能力。培養(yǎng)學生科學推理能力，就能提升學生觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題能力、猜測能力、驗證與總結(jié)能力，這樣不但能提升學生自主學習和探究知識的能力，還能提升學生解答高中物理習題的能力。教師可根據(jù)教學目標設(shè)計推理性的習題，以習題為載體進行推理訓(xùn)練，在訓(xùn)練中教授學生科學推理的方式，并培養(yǎng)學生科學推理的能力[3]。在推理訓(xùn)練中，教師要給學生提供科學推理能力的訓(xùn)練空間。

教師在帶領(lǐng)學生解答推理性習題時，可先讓學生獨自分析，再讓學生講述解答習題需要運用到的知識，這樣可以鍛煉學生的觀察能力與物理知識運用能力。接著，教師讓學生對問題進行課堂討論，使學生互相學習，并激發(fā)學生的科學思維。之后，教師讓學生提出自己的分析和猜測，并鼓勵學生講述猜測的依據(jù)，這樣就能訓(xùn)練學生的科學推理思維。教師需要關(guān)注學生的推理解題過程，并在發(fā)現(xiàn)學生無法順利進行推理時，及時給予點撥和指導(dǎo)，使他們能順利地完成推理。在學生完成推理解題后，教師可以鼓勵學生講述推理經(jīng)過以及推理依據(jù)。教師可以對不同小組的推理過程與成果給予評價，并鼓勵學生總結(jié)推理習題的過程與技巧。這樣通過學生自己的分析推理和與他人的交流合作，可以培養(yǎng)學生的科學推理能力、科學論證能力與總結(jié)闡述能力。

3? ?提出開放性問題，鍛煉學生科學論證思維

教師用真實情境設(shè)計開放性的習題，并指導(dǎo)學生運用科學論證的方式解答習題和闡述觀點，不但可以降低學生解答習題的壓力，還可以在輕松的解題氛圍中培養(yǎng)學生的科學論證思維與科學論證能力，提升學生參與高中物理習題教學的自信心，并培養(yǎng)學生的科學思維能力與解題素養(yǎng)。教師可根據(jù)教學重難點知識和學情分析，設(shè)計開放性的習題，以培養(yǎng)學生的科學論證能力，并幫助學生鞏固所學知識。教師向?qū)W生提出開放性的習題，并指導(dǎo)學生運用科學論證思維解題，就可以鍛煉學生的科學論證思維，并營造活躍的互動解題氛圍[4]，這樣就能促進學生科學思維的發(fā)展。

如教師在教學完靜電場的基本性質(zhì)后，設(shè)計開放性的習題：“存在電場線平行但間距不等的靜電場嗎？”教師可以先向?qū)W生展示問題，再將學生分成四人小組，讓學生以小組合作的方式對問題進行討論與探究。教師需要了解學生合作討論的內(nèi)容，并適當?shù)匾龑?dǎo)學生討論的方向，這樣就能了解學生的科學思維能力與物理水平。然后，教師可以讓各組共同進行討論，并匯總闡述觀點。接著，教師可以提問：“你們小組的觀點是什么？有事實證據(jù)或理論依據(jù)嗎？可以講述小組合作的推理過程嗎？”并將各小組的觀點記錄在黑板上，同時提問：“有學生要反駁黑板上的觀點嗎？”這樣就能營造良好的教學氛圍，并鍛煉學生的論證思維。最后，教師可以再提出開放性的同類習題，并讓學生獨自以科學論證的方式解題。這樣能教授學生科學論證的方式，并鍛煉學生的科學論證思維與科學論證能力。

4? ?鼓勵反思總結(jié)，培養(yǎng)學生質(zhì)疑創(chuàng)新思維

教師可鼓勵學生對解答內(nèi)容進行反思，并對解答過程提出質(zhì)疑。學生對教學知識提出質(zhì)疑，可以鍛煉學生的科學創(chuàng)新能力，并提高學生學習和探究的熱情。教師可以讓學生運用多種方法解題，并讓學生講述解題思路，這樣可以鍛煉學生科學解題的能力。接著，教師可以鼓勵學生對解題過程與結(jié)果進行反思總結(jié)和質(zhì)疑拓展，幫助學生養(yǎng)成解題后反思的習慣，并培養(yǎng)學生的質(zhì)疑創(chuàng)新思維。

如教師先向?qū)W生展示習題，再讓學生獨自解答。教師需要關(guān)注學生的解題進度，并在發(fā)現(xiàn)有學生完成解答后提問：“解答習題后需要做什么？”引導(dǎo)學生反思解題過程。在學生講述解題思路與結(jié)果后，教師引導(dǎo)學生提出質(zhì)疑，借此培養(yǎng)學生的質(zhì)疑創(chuàng)新意識，鍛煉學生的科學思維能力。

教師在高中物理習題教學中要鍛煉學生推理、論證、創(chuàng)新的能力，訓(xùn)練學生的科學思維能力，從而為培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)打下基礎(chǔ)。教師根據(jù)上述方式開展高中物理習題教學，可以培養(yǎng)學生的科學思維能力，幫助學生形成良好的解題習慣，提升其解題素養(yǎng)，促進學生物理學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

【參考文獻】

[1]廖伯琴等.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）解讀[M].北京：高等教育出版社，2020.

[2]王宏亮.淺析物理教學中科學思維能力的培養(yǎng)[J].教學與管理，2002（12）.

[3]高成軍.巧用習題培養(yǎng)高中學生學習物理的科學思維方法[J].中學課程輔導(dǎo)（教師通訊），2019（18）.

[4]何風華.物理教學中培養(yǎng)學生科學思維方式探討[J].宿州師專學報，2003（1）.

【作者簡介】

李鋒（1965～），男，漢族，江蘇徐州人，本科，中學高級教師。研究方向：高中物理實驗教學。

張學慶（1978～），男，漢族，江蘇豐縣人，碩士，中學高級教師。研究方向：高中物理教學。