科學(xué)思維在初中物理教學(xué)中的實踐

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一、科學(xué)思維培養(yǎng)在初中物理教學(xué)中的實踐

1．通過組織教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)科學(xué)思維教育

在初中物理教學(xué)中，我們要按照具體思維方法的邏輯組織授課內(nèi)容、設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)科學(xué)思維教育。在引人電壓概念時，可應(yīng)用類比法教學(xué)，教師可按照類比法思路開展教學(xué)。首先，展示水流和電流的示意圖，引導(dǎo)學(xué)生找出相似屬性，如水流有一定方向，電流也有一定方向；水流推動水輪機(jī)的速度大小不同，電流使燈泡發(fā)光的亮度也不同……接著進(jìn)行類比：水流動時，要使水路暢通，推理可知電流流動也要有處處連通的電路；水流動時要有水壓，推理可知電流動時要有電壓；由水壓隨髙度差變大而增加，類比可知，電壓也會隨某種因素的變化而變化。此時教師要告訴學(xué)生類比具有偶然性，要想知道結(jié)果是否確切，還需通過驗證才確定其準(zhǔn)確性。這里，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深人了解類比法的運用與優(yōu)點，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會聯(lián)想知識、觸類旁通，啟發(fā)創(chuàng)新的靈感。

2．通過設(shè)計實驗探究促進(jìn)科學(xué)思維教育

初中物理實驗探究環(huán)節(jié)是可以通過多種形式呈現(xiàn)的，教師通過設(shè)計實驗、引導(dǎo)探究以達(dá)到促進(jìn)科學(xué)思維教育的目的。例如，在“探究物質(zhì)吸熱能力”的教學(xué)中，傳統(tǒng)實驗是將質(zhì)量相等的煤油和水分別裝在兩個相同的燒杯中，并測出煤油和水的初始溫度，然后用兩個相同的酒精燈加熱，每隔2min記錄一次溫度，通過比較吸收相同熱量所升高的溫度來分析物質(zhì)的吸熱能力。中圖分類號：G632．0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B而實際實驗教學(xué)中卻發(fā)現(xiàn)這一實驗存在以下不足：（1）實驗安裝費時且有一定危險。（2）酒精燈不可能完全相同，燒杯底部平整導(dǎo)致受熱不夠均勻。（3）分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論時只能憑借印象，產(chǎn)生疑問時也無法重新實驗觀察，學(xué)生往往對結(jié)論理解不透，要耗費很長時間去記憶、理解。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計DIS實驗，圍繞吸熱能力和質(zhì)量、升高溫度等的關(guān)系展開討論，力爭更好地推理論證嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨?，如采用同一個紅外加熱器保證兩個試管中的液體加熱方式基本相同，且試管底部為半圓，受熱相對均勻。在分析吸熱能力強(qiáng)弱時，突出轉(zhuǎn)換思維和控制變量方法，引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)字化實驗圖像（可以在實驗中保存）找到兩種物質(zhì)升高相同溫度的點，發(fā)現(xiàn)兩種物質(zhì)所用的加熱時間長短不一樣，轉(zhuǎn)換成吸熱多少不同。又推理得出通過“吸熱相同（加熱時間相同）時，比較物質(zhì)升溫多少”的方法。在改進(jìn)實驗設(shè)計時，要提醒學(xué)生分析結(jié)論的可靠性和適用性，反思實驗方案和過程，促進(jìn)科學(xué)思維與實驗過程的優(yōu)化組合。

3．通過思維比較形成沖突激發(fā)科學(xué)思維

科學(xué)思維教育的目的是要教會學(xué)生正確獲取知識，而其他思維方式與科學(xué)思維方式得出不一樣的結(jié)論，從而使學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突。例如，在“力和運動”一節(jié)中，學(xué)生們起初大多通過經(jīng)驗思維推導(dǎo)，認(rèn)為力是使物體運動的原因，沒有力就無法使物體運動；還有個別學(xué)生通過哲學(xué)思維思考，認(rèn)為物體的運動是人內(nèi)心的一種感覺等。這與科學(xué)思維的實證、邏輯相違背，要激發(fā)學(xué)生運用科學(xué)思維學(xué)習(xí)，就要進(jìn)行比較，讓證據(jù)與學(xué)生的經(jīng)驗產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而突出質(zhì)疑過程（力對物體的運動到底有什么影響）、建立模型過程（用小車代表一般物體，用幾種不同材料的平面制造出不同的力等）、推理論證過程（小車停下的距離越近說明了什么），促進(jìn)科學(xué)思維教育的整體性學(xué)習(xí)。

4．通過科學(xué)思維教育鞏固科學(xué)思維

雖然科學(xué)思維教育內(nèi)容和物理具體內(nèi)容結(jié)合在一起，但是科學(xué)思維教育內(nèi)在的整體性、系統(tǒng)性和發(fā)展性要求在每一階段的物理教學(xué)中都要實現(xiàn)全覆蓋，包括以實證、邏輯、質(zhì)疑為思維取向；以提出問題、建立模型、推理論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等為思維特征；以比較、分析、抽象、假說、演繹、模型為思維方法，確保每學(xué)完一冊物理書，鞏固提髙一次科學(xué)思維。例如，在蘇科版《物理》九年級上冊第11章中“杠桿、滑輪”等內(nèi)容都體現(xiàn)了模型思維；功率、機(jī)械效率突出了比較、分析等思維；綜合實踐活動則訓(xùn)練學(xué)生的演繹思維；后面幾章內(nèi)容也凸顯了實證、邏輯等科學(xué)思維特征?？茖W(xué)思維內(nèi)容的難易程度要根據(jù)初中學(xué)段物理學(xué)習(xí)的要求來確定，有的可以用單獨文字明確呈現(xiàn)，有的則通過具體物理方法間接表述，但是每一種具體科學(xué)思維方法都應(yīng)在后續(xù)學(xué)習(xí)中不斷進(jìn)行鞏固，

二、初中物理科學(xué)思維教育實踐的反思與展望

作為明確開展科學(xué)思維教育的三個學(xué)科領(lǐng)域，物理學(xué)科的科學(xué)思維教育處于中間層，思想政治學(xué)科領(lǐng)域介紹了科學(xué)思維，在最外層；數(shù)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域重視的是理性思維方法，在最內(nèi)層。物理學(xué)科科學(xué)思維教育應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)的視角觀察問題、按照科學(xué)的邏輯來思考問題、采取具體的方法來解決問題。要達(dá)到上述要求，就要注重科學(xué)思維取向，樹立以質(zhì)疑為出發(fā)點、以實證為判斷標(biāo)準(zhǔn)、以邏輯為論證武器的價值觀；要讓邏輯方法與非邏輯方法相結(jié)合，不僅要促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展，也要促進(jìn)直覺、想象、靈感等一般思維的發(fā)展。針對初中物理課程中科學(xué)思維教育內(nèi)容，理順科學(xué)教育中的關(guān)系，確定探究步驟，大力開展實踐，對于促進(jìn)科學(xué)思維教育質(zhì)量的提升有重要的現(xiàn)實意義和實踐價值。

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作者：張杰 單位：沭陽如東實驗學(xué)校