高中物理教学中如何培养学生科学思维能力

摘要：随着素质教育的不断推进，学生的综合能力和学科素养也逐渐被教师和家长所重视。而新课改也对高中物理的课堂教学提出了新的要求，即教师在进行课堂教学中不仅要进行基础理论部分的教学，还要培养学生的物理核心素养，进而引导学生建立和培养学生的科学思维能力和独立思考能力，促进学生的核心素养进一步提高。本文将针对高中物理教学中学生科学思维能力的提高问题进行分析和探讨，并给出一定的解决策略，仅供参考。关键词：高中物理;科学思维能力;教学策略教师要想提高学生的学习水平和学习效率，首先就要先提高学生的科学思维能力。尤其是对于物理学科的学习而言，学生的科学思维能力将直接决定学生的思维走向和科学态度。而物理学科的核心素养就是让学生通过进行一定的物理学习具备必要的实践能力和科研意识。因此，在进行课堂教学过程当中，教师应当积极地转变教学观念，创新教学方法，以便不断提高学生的科学思维能力。一、培养学生科学思维的重要性第一，培养学生的科学思维能力有利于帮助学生更好地理解高中物理教学中的理论知识，消化在课堂学习中的物理理论，降低学生进行物理学习时的学习难度，帮助学生树立学习高中物理的自信心，激发学生的学习热情和参与课堂教学的积极性[1]。第二，培养学生的科学思维能力能够帮助学生认清自身在课堂学习中的主体地位，有利于充分发挥学生在学习过程中的主观能动性，帮助学生更加充分地进行物理知识的自主探究，在激发学生学习兴趣和探索欲望的同时，促使学生更加积极主动地参与到课堂学习和活动中去，进一步提高整个课堂的教学氛围和教学质量[2]。二、高中物理教学现状首先，教师的教学方式落后、陈旧。在素质教育全面贯彻落实的当今时代下，部分教师仍旧采用传统的教学方式进行课堂教学，导致课堂教学氛围沉重、严肃，不利于学生学习效率的提升，更不利于激发学生的学习兴趣，培养学生的科学思维能力。其次，教师的教学观念没有与时俱进。部分教师受到应试教育的影响较大，没有认识到自身在课堂教学中应当扮演的角色，忽略了学生在课堂学习中的主体地位，剥夺了学生发挥其主观能动性的权利，造成了学生对物理学习的延误和畏难心理，使得教师很难再继续培养学生的科学思维能力。再次，教师在进行课堂教学之前，并没有认真了解班级内部每一个学生的真实能力水平和学习状况，只是一味注重对学生能力和课堂进度的提升和推动。这也就导致了学生对教师讲授的内容难以真正地掌握和理解，更别说培养科学思维能力了[3]。最后，教师受到应试教育的影响较大，忽略了对学生实践探究能力和科学思维能力的培养，只是一味追求题海战术，导致学生对于理论知识只能做到机械的运用，并没有真正地理解和掌握。三、培养学生科学思维能力的策略（一）联系实际生活教师在进行课堂教学中，可以将单调的知识理论和学生的实际生活联系起来，创设学生较为熟悉的生活情境，激发学生的学习兴趣和探究热情。同时，将理论联系实际，也能够帮助学生更加深入地理解理论知识，真正意义上培养学生的核心素养。比如：在探究汽车启动过程中的动能定理时，由于汽车运动过程中的受力较为复杂，教师就可以将其简化为光滑水平面上的滑块，受到拉力作用运动一段距离，在贴近学生思维习惯的同时，也更加便于学生进行思考，提高学生的学习效率。而通过这样的简化，学生不但能够更加轻松地进行学习和分析，也能够逐步建立物理模型构建的意识和思路。（二）重视概念教学在高中阶段的物理学习当中，逐渐接触到越来越多的知识概念和理论。学生只有真正理解理论概念的内容和含义，才能够更好地进行下一阶段的学习。而如果学生对于概念的学习仅仅停留在死记硬背上，会在接下来的物理学习当中遇到更大的阻碍。因此，教师在进行概念的讲授时，应当更加耐心，运用多种方法进行教学，帮助学生真正理解概念、吃透概念，夯实学生的学科基础，为学生未来的学习打下坚实的基础。同时，教师在进行讲授时，要准确抓住问题本质，让学生更加直观、深刻地了解问题的主旨，加深学生对这一概念的印象和记忆。比如：在进行“匀变速直线运动”一课的讲解时，学生对于加速度减小、速度仍然提高这一问题往往无法理解。这时教师可以用生活当中的例子进行举例，将加速度比喻为工资，而速度就相当于手中的存款，就算工资越来越低，手中的存款也还是会增加。这样一来，学生就能够更加直观地认识和理解速度和加速度之间的关系，深入理解物理概念。（三）树立科学态度物理这一学科具有学科严谨性、逻辑性和复杂性等特点。因此教师在进行课堂教学的过程当中，也应当注意对学生严谨性、逻辑性等方面的培养，帮助学生树立严谨、认真的科学态度，进而更好地展开物理实践探究。而教师要想培养学生的科学态度，首先就要改变教学观念，创新教学思路，将培养学生的科学观念作为实际教学的首要教学目标，通过自身严谨的教学态度以身作则地影响学生的言行和思想，让学生对教师的行为进行学习和模仿，进而达到培养学生严谨、认真的科学态度的目的。具体到教学中，就是指教师在实验等教学过程当中，要保证实验内容和实验数据的真實性，提供相应的数据作为理论概念的支撑，避免为了得到正确数据而进行实验的现象，严格遵守实验的各项流程和操作规范，保证实验结果的真实性等。此外，教师还可以在进行课堂教学时，有针对性和目的性地向学生介绍物理学家的事迹，以及物理大事件等，让学生对物理学家严谨的科学态度进行学习，培养学生的可读素养，激发学生的探索欲望等。（四）创新教学方式教师在进行课堂教学时，应当有意识地改变自身陈旧、落后的教学方法，通过吸取先进的教学方法和教学观念的形式，提高课堂教学质量和学生的学习效率。同时，教师也可以借助互联网渠道和多媒体教具等途径，收集优质的教学资料，并在实际课堂教学中进行播放和展示。在教学过程当中，教师可以通过设计问题内容、提高提问次数等方式，增加学生的参与机会，刺激学生的思维，促使学生通过思考得出结论，进而由此获得丰富的技巧和经验，达到锻炼学生思维能力的目的。此外，教师还要在教学过程当中注意对物理原理的分析，通过合理的教学方式，帮助学生更加深入地理解物理公式和概念的含义，进而更加深刻、牢固地对物理知识进行记忆和掌握。比如：在讲解“向心力”时，教师就可以先向学生进行提问：当火车在平直的轨道上进行匀速行驶时，所受的合力为0，但火车在转弯时，转弯的火车却在做圆周运动。那么，火车的向心力是由什么力提供的呢？这样的提问方式有助于引导学生更加准确地找到研究方向，进而更加深入地进行分析和研究。而当学生在得出探究结论之后，教师也应鼓励和表扬，帮助学生建立充足的自信心和成就感，进而更加积极地投入探究和分析当中，培养学生的科学态度，提高学生的思维能力。（五）增加实验教学在高中阶段的物理教学教材当中包含着许多的实验内容。这些实验内容大多具有很强的实际操作性，要求教师针对某一知识概念引导学生进行相关的实验探究。然而在实际课堂教学当中，教师受到应试教育的影响，往往只会对这些实验一笔带过，只做口头讲解，而没有进行实际操作教学，忽略了对学生实验能力的培养和锻炼。教师这样的行为并不利于培养学生的科学思维能力和动手实践能力。教师应当在教学当中加强对物理实验的教学，组织学生走入物理实验室，通过对物理实验进行切实的操作和分析，得出实验结论，整合实验数据，掌握仪器的操作和分析等，具备基本的物理实验能力。而通过进行物理实验，学生也能够参与到物理探究中去，通过对实验进行实践和分析，更加直观、深入地理解物理原理和物理知识，获取科学思维能力，多角度地进行实验和探究。比如：在进行“电阻大小影响因素”的教学中，如果教师单纯依靠口头讲授电阻的概念和原理等知识，将会对学生的理解产生很大的阻碍，造成学生学习和理解上的障碍。这时教师就可以引入实验教学，组织学生走入实验室进行亲身实验，直观地感受电阻的原理和其实验现象，提高学生的参与度和探究能力，进而逐步培养学生的科学思维能力。教师可以让学生进行独立探究，也可以让学生自行分组进行小组合作探究，让学生在实验的浓厚氛围当中感受物理这一学科的独特魅力，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素养。（六）鼓励小组探究传统的高中物理教学往往以教师讲授为主，缺乏对学生独立思考能力和团结协作能力的培养，难以展开科学实践和推理。因此，教师可以尝试通过鼓励学生进行小组合作学习的方式，引导学生进行合作探究。学生通过进行小组合作探究，能够更加清楚地认识到自身所处的地位，充分发挥自身优势，找到自身的闪光点和不足之处，取长补短，更好地提高自身素质和能力，进而逐步建立科学思维能力，培养良好的思维品格。（七）巧妙运用课堂提问在高中物理教师教学中，学生科学思维能力培养作为高中物理教师主要教学问题之一，教师想要将这一问题进行解决，就需要根据学生特点设计教学活动。比如：教师可以通过课堂提问的方式吸引学生课堂注意力，让学生在思考问题的过程中思维得到发散，进而将学生科学思维能力进行提升。此外，在高中物理教师设计提问方式时，教师需要根据教材给出的知识点进行设计，从不同方面、不同角度设计问题，让问题具有全面性、针对性和灵活性特点，这样既可以提升学生物理知识学习的积极性，也可以对学生科學思维能力进行培养，促进教学质量提升。1.设置情境式问题，激发学生学习兴趣进入高中学习之前，学生在初中阶段已经学习过基础物理知识，并对物理知识拥有一定了解。因此，教师在高中物理教师设计课堂问题时，可以将学生以往学习的物理知识作为问题设计中的基础问题，通过这一基础问题引导学生对课堂知识进行学习，这样既可以让学生对以往知识进行回顾，也可以激发学生对物理知识学习的积极性。例如：在高中物理教师为学生讲解《摩擦力》相关知识时，首先，教师可以将运动快慢与摩擦力相结合，设计相关问题。如教师可以询问学生：“一个物体运动过程中是否会产生摩擦力？摩擦力是如何产生的？”等问题，这样既可以让学生通过以往学习到的物理知识对新物理知识进行探索，也可以对学生科学思维能力进行培养。其次，高中物理教师可以对学生探究过程进行观察，如果发现学生探究方向出现错误时，要及时引导学生回到正确探究轨道上，以免学生出现思维偏差。最后，在探究结束后，物理教师可以让学生对探究结果进行总结，并且对探究的知识点进行补充教学，这样既可以让学生掌握全面的知识，也可提升课堂教学质量。2.设置发散性问题，活跃学生的思维在教师教学中，一定会发现这一问题，大部分学生在课堂教学中的表现都很好，对教师提出的问题也都可以回答上，但是在进行课后练习时，学生的习题错误率却稳居不下。许多教师都在好奇这一问题产生的原因是什么，并且相关人员也对这一问题进行调查与研究。根据调查结果显示，学生在独自运用物理知识解决问题时，对一些基础知识，学生是可以独立解决的。但对一些较为复杂的知识，学生并不能充分利用所学知识解决这些问题，这就导致学生在做练习时，经常出现各种错误。这一问题的产生，实际上与学生思维活跃程度有关，由于学生不懂得将所学知识进行灵活运用，不懂得从不同角度思考问题，致使学生物理成绩一直得不到提升。例如：在教师为学生讲解《电源与电流》相关知识后，物理教师可以根据学生特点设计一些具有发散性特点的问题，这样既可以保证课后训练的全面性，也可以对学生思维进行培养。对一些思维比较活跃的学生，教师可以设置“电流在形成之后，电流方向变化会有几种，对每一种变化都进行举例说明”这类问题较多的问题。对一些思维比较死板的学