核心素养视域下初中物理科学思维培养研究

目录TOC\o"1-3"\h\u9941摘要 核心素养视域下初中物理科学思维培养研究摘要：随着越来越多的教育工作者关注科学思维素养在学生学习中的体现，这一素养贯穿学生整个学习生涯。科学思维素养作为物理学科核心素养的要点之一，也是非常关键的能力。本文目的是探讨在初中物理教学中如何开展有效提升学生的科学思维能力的决策，根据文献分析、实践教学经验，学生学情等，结合科学思维特点，提出了四条物理科学思维培养策略。从义务教育阶段开始关注学生的科学思维素养，促进学生在物理学领域的深入学习，在探究过程中培养学生物理科学思维意识、构建物理科学思维结构、形成物理科学思维习惯、提高物理科学思维能力。经实践探索，学生的反馈和教师自我反思总结，可说明提出的策略能够显著提高学生的科学思维能力。关键词：初中物理；核心素养；科学思维；物理教学

1.引言1.1研究目的和意义针对初中阶段学生物理科学思维的培育，我们可以关注到引入物理学核心素养的有关科学思维素养的教学是非常重要的。不论是对于构建学生科学思维框架和形成适合他们自身的科学思维，还是对于他们未来人生道路的发展都具有深远影响。作为一名中学物理教师，在授课时应紧密跟随时代发展的步伐，及时有效地更新教学方法，学习教学策略与技巧，确保核心素养在物理教学中的有效融合。通过了解相关教育教学政策和实际教学情况，整理出既符合当代教育理念又切实可行的教学策略。此研究课题对于促进学生在物理学领域的深入学习，激发其学习热情，增强科学思维能力，以及推动学生个人全面发展等方面都有重要研究意义。1.2研究背景21世纪以来，经济全球化和信息化时代的碰撞，生活质量的提升和科技带来的便利，互联网充斥了生活、学习和工作，人们体会到了前所未有的“互联网繁荣”，随之改变的是新的自我发展要求。要跟上时代的进步，维持发展的速度，下一代人的教育是十分关键的。那么怎么操作？如何操作？教育改革的浪潮便涌现出来。《义务教育物理课程标准（2022年版）》最新版本中明确指出，教育不再追求“有学上”，而是如何“上好学”，并且要明确“培养什么人、如何培养人、为谁培养人”，以此来优化教育的规划REF_Ref11715\r\h[1]。对于初中阶段的学生来说，物理学科属于一个全新的未知的领域，相当于开启了另一个次元的世界，带来无穷无尽的探索机会，其中的科学思维是学生成长过程中一种重要的认知能力。在教学过程中，通过概念、实验、练习等的方法，培养学生的科学思维素养，再结合实际场景设置一些开放性问题，要求学生从多角度思考，培养他们的发散性思维和创造性思维，才能达到全面、协调、可持续的发展理念。由此，作为一名物理学科教师，一方面要为学生今后的学习，尤其是做好衔接高中物理知识的学习储备，要有重视培养学生科学思维能力的意识，注重学生的思考探究过程，引导学生主动思考问题，帮助构建科学的思维体系；另一方面也是为了学生个人的有效成长，以达成内心所期望的成就。1.3研究现状1.3.1国外研究现状首位将心理学与教育学相结合的人是赫尔巴特，他提出的“明了、联想、系统、方法”，是他所有教育理论的基础，标志着教学过程理论的形成。他将教育联系为有意识的，有目的的指导人的活动，赋予了教育新的含义，为后人发掘新的思考模式。他提倡利用实际探索，为学生提供不同的学习体验，依照不同学生的学习需求给予指导。而杜威认为，思维可以区分试验与其所得结果之间的关系REF_Ref18832\r\h[2]。他认为学生应该具备存疑质疑的学习态度，再经过严谨，持续的思考去解决问题，用实际行动去论证理论，鼓励大家“做”。布鲁纳则是首次将教学情境的设置引入实际教学中REF_Ref17961\r\h[3]，他认为，一个人对某个事物的知觉，其实是一种构成过程。在教学实践中，站在学生的视角开启课堂，思考发现并提出问题，设计方案和实践，就可以体现科学探究思想。随着时代发展进步、全球化进程的不断推动，人们关注到思维、核心素养及其他因素对发展才能，拓展自我的重要性，围绕“核心素养”“科学思维”的研究热度也在提高。经合组织OECD（OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment）在2015年推出“教育2030”计划，引发了关于“2030年面向学习指南”的研究，其主旨是寻找一种创新的教育模式，以描绘未来应该如何培养出具备何种技能的人才REF_Ref19048\r\h[4]。OECD学习框架2030应对如今变化不停的社会趋势，对学生于2030年应该具备知识能力储备所作出的新的判定分析。此外，经合组织在2000年国际学生评估项目（ProgramforInternationalStudentAssessment）考察15岁青少年基础教育阶段的学生如何在新的情境中创造性地运用知识的能力，主张联系不同学科的批判性思维，展示可实施的学习策略REF_Ref16844\r\h[5]。最新的2022评估结果说明了各国学生在数学、阅读、科学三个维度的情况，可以体现出教育的公平性，即所有学生，不管背景出身怎样，都有享受平等的机会去发挥自身潜能。1.3.2国内研究现状钱学森先生曾经指出，发展思维科学的一个重要目标就是如何更充分地发挥人脑的能力。这一观点在当今的教育领域中仍具有深远的影响，尤其在科学思维素养的培养方面。李红伟在面对问题解决的科学思维培养教学策略中，分析了现在物理科学思维培养状况不如先前所期待那般的缘由，其中也说到现在的物理教师缺乏培养学生的科学思维意识，需要教师加强自身对科学素养领域的理解和应用REF_Ref22635\r\h[6]。陈兆俭认为教师在清楚学生需要掌握某些知识领域时，要使用更合适的方法去培养学生解决问题，培养学生的学习思维习惯，方便他们掌握正确的研究方法REF_Ref22677\r\hREF_Ref22677\r\h[7]。沈从云也提到在实际教学中，无法忽视的一方面是教师注重传授知识技能，学生又长期受应试教育的影响，所以忽略了培养学生的理性思维REF_Ref11470\r\h[8]。李璐璐在研究物理教学中也说到教师需要把握一节课中的关键问题，抓住核心，在课堂上根据当时学情调整提问，随机应变，判断哪些问题对课堂是有质量的，结合专业教学技能把课堂散落的知识点用提问串起来，这些的前提是，教师必须要了解学情REF_Ref30220\r\h[9]。这些都说明学生的科学思维能力尚不足，他们的发展所呈现的与教师的教学息息相关，我们需要多加关注物理教学中运用科学思维的内容。赵瑞林认为教学中培养学生逻辑思维能力，教师要用实际行动，与学生交流等等，方便发展学生的思维能力；践行主体性的原则，围绕学生的思维发展特点和认知经验设计内容、开展活动，满足学生发展的基础，使其主动参与其中REF_Ref22583\r\h[10]。课标中，对物理核心素养的内容和要求已明确罗列，为更进一步地研究学生的科学思维问题提供了向导，不论是强调物理知识的学习，还是培养学生物理学科核心素养，都体现了国内对于核心素养研究理论的丰富和发展，也反映了我国教育部门对科学思维素养的高度重视。目前，我国对于科学思维素养的培养已经形成了一套较为完善的课程体系和教学策略。1.4研究主要内容和方法1.4.1研究方法文献分析法在本课题研究中，从自己选定的研究问题和研究方向的确定出发，利用中国知网、万方数据库等查找、搜集、整理相关内容，从而达到多维度了解研究问题的真实情况，在整理研究过程中，发掘新的且有用的值得考察的内容。文本分析法根据国家下达实行的文件和与课题内容相关的教材，进行多角度分析研究，以发现研究更深层次的问题。行动分析法以研究问题所依据的理论，应用到实际的教学实践中，一方面是检验理论的合理性和可实施性，另一方面通过实践期间出现的新问题进行整合解答，使其变得更清晰、更有效、更具有针对性。1.4.2研究主要内容分析目前关于物理科学思维培养教学现状形成原因及学生的学习思维能力现状；研究课标内容，分析科学思维的含义，学习科学思维素养要点及其对学生发展的重要性；通过查找、整理科学思维相关文献理论知识，观察教学课堂，结合学生反馈，提出核心素养视域下的初中物理教学实践中科学思维的实施策略等；设计以学生为主体的教学流程，检验策略的实践效果，依据实践效果和相关教学理论，进行反思总结。2.核心素养视域下的初中物理科学思维的理论研究2.1科学思维把科学思维拆分来看，“科学”是一种不断追求真理和本质的精神，不是一套工具或技术。所谓“实践是检验真理的唯一标准”，真理的检验要靠实践来实现，反过来，实践要去证实真理的可行性，二者关联密切。那么，提出这句话的目的就是实践期望被证实而成为离真理越来越近的科学理论。说到中国古代科学，可能会想到指南针，活字印刷术，火药等等，这些技术还有被现代社会所需要，但又不是只在技术应用的层面，广为流传的内容是更深层次的技术所蕴藏的精神品质，这些品质就好比一串密码，开启了神秘世界的大门。“思维”是人类所具有的高级认识活动，知识是思维的载体。没有知识就没有思维。而人类获取知识一般是通过间接学习来实现，吸收书本或前辈的经验，再将这部分内容改变转换后，解决自己生活遇到的问题，变成自己的经验，形成属于自己的思维。课标中提到：科学思维是一种认识方式，是从物理视角对客观事物的本质、内在及关系的分析；是建构物理模型的抽象概括过程；是分析综合、推理辩论的方法在社会科学的实际运用，即通过事实和科学推论对各种数据结果加以质疑批评，检验纠正，提出创新观点的品格和技巧。科学思考主要包含模式建构、科学推导、科学论证、质疑创新等要素REF_Ref11715\r\h[1]。从学生个人成长的角度看，没有科学思维能力将影响学生在各个领域的长期发展。核心素养不仅仅是一种学科知识的掌握，更是一种全面的、综合的、具有终身学习能力的素质。初中物理科学思维的培养建构是一项系统持久的工程，要求我们在保证以学生为学习主体、把握物理教学理念的前提下，深化对学生科学思维的培养。我们需要深入探讨“初中物理科学思维”的培养，物理科学思维是以观察、实验为基础的思维方式，强调对大自然和现实规律的探索，通过实验和观察来验证理论，强化理论模型，以达到对自然现象的深入理解和描述。仅依靠教师是无法很好的完成这个目标，所以，我们需要建构一套科学的教学体系，以实现对学生科学思维的有效培养，这包括教学内容的选择与编排、教学方法的创新与实践、教学评价的合理与科学等方面。总的来说，核心素养视域下初中物理科学思维的培养建构，是一项具有深远意义的任务。我们需要不断地深入研究，积极探索，可以实现对学生科学思维的有效培养。2.2理论基础2.2.1建构主义学习理论表1建构主义学习理论知识观学生观学习观知识观点明知识内容并不是对事物的精确表达，它是指人们对客观事物的理解、假设，而并非问题的标准答案；而科学知识并不能精确阐述世界规律，必须针对具体情况加以二次创新；对知识的真正掌握可以使学习者从自身体验开始，逐步完成建构过程REF_Ref27652\r\h[11]。建构主义的知识观内容对传统模式的教育理念有一定程度上的冲击。以前，教师怎么教学，学生怎么吸收，相当于固定的思路代代相传。但是，知识伴随着人们对事物认识程度的深入而不断地改变，出现新的转换，形成新的内容，它是由不同场景的学习过程决定的。学生观认为在日常生活中学生已储备一定的经验，这些已拥有的经验内容是丰富的，有差异性的，是值得教师们关注的REF_Ref27652\r\h[11]。他们并不是一张完全空白的白纸，白纸上有一些简单有序的编码为他们以后的学习种下种子，只等教师教学灌溉才能发芽生长，所以，用什么灌溉呢？白水？营养液？教师只需做到不忽视学生自身已有的经验，再给予一定的指导，如何生长，生长到什么程度由学生来抉择。学习观强调三个内容，分别是学习的主动建构性、社会互动性和情境性REF_Ref27652\r\h[11]。一则要求学习者要以积极主动的态度参与学习与反思，二则认为学习中“共同”是很重要的因素，学习者须多沟通交流，从信息共享与协同合作中实现多元融合，三则是说明学生学习要利用恰当的情境完成应用与巩固，从中发展思维，完成掌握。以上观点若想要顺利实施，需把握好一个原则：以学生的学为主，以教师的教为辅。教师要做到不把知识生搬硬套给学生，创造适合学习的情境，把握好学生已掌握的概念，设计有利于学生发展科学思维的教学环节，调动他们的学习积极性，形成属于他们的理解。2.2.2人本主义理论人本主义心理学主要是关注人的主体性、自我实现和人的潜力方面的心理学流派。它强调个体的主观体验、情感和意义，认为人类的心理发展受到自我实现的需求和自我认知的影响。在教学中，人本主义学习理论把教师当做“助产师”，主张以人的发展为本。教师在教学上主张以学生为主，比如在培养学生科学思维意识的时候，教师需要去关注学生的状态，关注不同学生之间个性差异，关注学生目前已有的知识领域，关注学生对教学知识点的设计能否有所收获等等，通过注重学生的主体性和差异性，与学生相互尊重，搭建师生信任桥梁，注意多元化评价，增强学生自信心，发掘自我才能，更有利于学生的成长和教学的顺利进行。这种理念在当今社会的重视程度越来越高，也为人类社会的发展和进步提供了重要的理论支持。2.2.3认知学习理论认知心理学是一门研究人类心理过程的学科，关注人们获取、处理、储存和应用信息的心理机制的过程，包括感知、记忆、语言等各个方面，旨在理解人类心理活动的本质和规律，它把学习分为了八个阶段，前三个是学习的准备活动，后四个是学习的核心，是完成学习活动的过程，最后是关于学习内容的迁移吸收REF_Ref27652\r\h[11]。冯忠良对于这方面也认为，教师在教学中把主干内容抓好，由主干延伸出来的枝干让学生去主导，去思考REF_Ref27652\r\h[11]。认知心理学为科学思维能力提供心理机制和理论支持，如感知、注意、记忆等心理过程，为观察、提出问题、假设等科学思维步骤提供了心理基础。同时，科学思维能力的培养也可以促进认知心理学理论的发展和完善，如提供实践数据。3.核心素养视域下的初中物理科学思维的培养策略3.1核心素养视域下初中生物理科学思维的培养建构3.1.1培养学生形成科学思维能力的必要性在如今的时代，科学技术飞速发展，全民素质逐步提升，培养学生的科学思维能力显得尤为重要。科学思维是一种基于事实和证据进行判断和推理的思维方式，它可以帮助学生更好地理解世界，提高解决问题的能力，从而适应不断变化的社会环境。有些学生表现出过分依赖教师的状态，如果没有教师布置作业或者同学督促学习，他不会去主动学习，这类学生可称为“懒虫”。当然，他们并不是真正意义上的懒，如果提供给他们学习方案，教给他们学习技巧，他们是愿意去执行，并且是有能力有毅力可以坚持到结尾的人，他们的“懒”是可以改变的，他们的发展空间还是很大的。这类学生可能不知道自身是在依赖教师，只觉得跟着教师走没错，教师没说那我就不要逾越，更直白的说，他们没有自己的想法，没有自己的思维，不会批判自省反思，不懂得质疑创新。在学习道路上是依靠别人的方法去实现他的目标，往往富有限制性和容易受挫。简而言之，当我们面对不同的问题时，不能一直是一套解决方案。要有转变突破，有自己的思考和想法。最笨的方法就是：先学习别人的创造，再经由实践转换成适合自己的方案。这是必须要有的过程和突破，否则只能一直处在原地徘徊。此时，思维的建构，科学思维能力的形成尤为重要。图1科学思维能力培养的必要性科学思维不仅包括逻辑、推理、分析的能力，还包括批判性思维、交流合作等能力。通过调动学生学习主动性，培养学生的科学思维能力，从而全面提升他们的综合素质。在学生接受新的知识领域时，科学思维相当于一个工具，它是培养学生创新精神的基础。利用学生这个阶段的强烈好奇心理，培养学生的科学思维能力，进而激发他们的创新意识，形成创新思维，使他们成为具有创新品格的，对社会有用的人才，为未来的选择多样化做铺垫。学生对于应对学科问题往往取决于对知识的理解程度，而科学思维能力是学生解决问题的必要掌握技能。一般流程是先将学校发的习题册内容简单做一遍，再对较难的题目展开分析，找到可能对应的知识点，一一突破后，进行举一反三，甚至举一反十。这当中所需要的时间会很长，假使教师在这过程中有意识地引导学生发展科学思维能力，会达到事半功倍的效果。当离开校园接触社会时，学生会面临更多复杂深奥的问题，如环境污染、食品安全、疾病防控等，这些问题需要我们运用科学思维去判断、分析和解决，这也是发展与应用科学思维能力的途径。在学生科学思维的形成过程中，我们强调实证主义、客观公正、严谨治学等原则。这些原则有助于学生感受教师在教学中实践的言行一致，体会营造积极正能量学习氛围所带来的思维开拓，从而形成正确的人生观、世界观和价值观，提高学生的总体道德素养，使他们成为具有社会责任感和道德观念的公民。所以，科学思维能力的培养有助于树立正确的价值观念。综上，我们应该重视义务教育阶段中有关科学思维教育的普及和深入，采取有效措施，提高学生的科学思维能力，为学生自身未来发展道路打下基石，为国家未来的发展和人类的进步贡献力量。3.1.2与传统教学模式对比分析图2对比科学思维模式和传统思维模式科学思维教学在初中物理教学中十分重要，主要是针对学生对物理现象的探究、逻辑思维能力和创新意识方面。在这个过程中，教师构建情境，引导学生运用科学方法，如观察、实验、假设和验证，来深入理解物理规律。相对而言，传统教学模式更侧重知识的传授和记忆，让学生通过机械练习来掌握物理概念。其次，在科学思维教学中形成独立思考和解决问题的能力。作为学习的主体，学生需要有一定的参与度到课堂讨论和实验探究中。在传统教学中，教师作为传输知识的载体，学生作为接收知识的载体，传输由教师自主决定，学生只负责接收，那么在一定程度上会限制学生的主观能动性和创造性。此外，科学思维教学注重培养学生的批判性思维，鼓励他们对物理知识进行质疑和探索，在其中发挥学生的创新实践能力，发展创新精神和科学思维素养。而传统教学模式过分强调教师教学权威和问题的标准答案，抑制了学生的个性发展和发展弹性空间的摸索。通过对比，我们可以发现科学思维教学是更符合现代教学理念的教学方法。当然，在实际教学中，传统教学模式也有其存在的必要性。教师可以在传统教学模式的基础上，结合科学思维教学理念和方法，将传授知识与培养思维相结合，提高教学效果和质量。教师可以将知识融入疑问中，采用问题导向的教学方式，带领学生结合实践、观察等方式来探究问题，培养他们的科学思维和探究能力。同时，为了学生能够在不同场景中应用知识，各班集体内开展小组合作活动，以锻炼批判性思维和团队协作能力。3.2核心素养视域下初中物理科学思维教学策略激发学生学习物理的兴趣，培养物理科学思维意识教师可以通过一些生动有趣的简单实验创设教学环境，引导学生关注周边物理现象，尝试用已掌握的物理知识诠释现象，熟悉物理源于生活，物理应用于生活，结合物理现象，理解物理概念，进行“概念转换”REF_Ref27652\r\h[11]，让学生感受物理世界的魅力，提高他们对物理学科的兴趣。如把一根细长的木条放入装有水的透明玻璃杯中，可以发现木条“被折断”的现象，这就可以说明了“光的折射”；通常情况下，人们看不到不透明的物体背后的东西，是因为“光是沿直线传播的”，而后面的光线被挡住了；当夜晚降临时，有的车辆会开远光灯行驶在路上，可以看到一条光束的射出路径，也就说明了“光是沿直线传播的”等等，以培养他们观察和思考问题的能力，养成良好学习态度。教师还要注重培养学生的科学态度和正确价值观，通过让学生了解物理学家事迹，学习基础的科学研究方法，学习物理学家们对于物理的批判思维，创新能力和对物理的热爱之心。比如伽利略的比萨斜塔实验、牛顿与胡克的故事、特斯拉与交流电等。强化学生的实践操作能力，构建物理科学思维结构知识构建的过程中会从已知的内容提取出新的知识点，在学生已有的知识经验上变换，是旧的改变，新的创造REF_Ref27652\r\h[11]。培养科学思维的重要途径之一是物理实验教学。教师应充分利用教学资源，让学生亲自动手进行实验，从而提高他们的实践操作和解决问题的能力。教师也可以提出不同的实验主题，组织学生进行小组合作，鼓励学生参加各类科技竞赛和活动，培养他们团队合作的能力，在讨论和探究中相互启发，共同解决问题。比如引导学生观察鼓的外观和结构，体验敲鼓的过程，了解鼓面是震动产生声音的关键部位，再让学生轻轻地敲击鼓面，感受不同力度和速度产生的不同响度，再以小组形式讨论后进行简单汇报。通过参与课堂活动，拉近学生与物理的关系，学生可以直观地理解生活中听到的声音是由于物体的振动产生的，理解响度并感受声音变化的强弱。加强家校合作，创设良好的教育环境，形成物理科学思维习惯教师的专业教学素养直接影响整个班集体对该学科的学习效果，体现出不同的教学成果。教师应当不断学习新的符合时代的教育理念和教学方法，多训练多实践，提高自身教育教学水平。当然，也不是一昧地把教学流程设置得满满当当，要张弛有度，要善于设计问题链，发挥学生学习主动性，留足时间给他们思考与理解，要给学生一定的缓冲过程。那么，家庭作为学生依靠放松的港湾，家长作为学生的直接学习榜样，更要以身作则，和教师一起关注学生的成长和心境变化，及时沟通，互相信任，形成家校共育的良好局面。学校还可以创设更好的学习环境，比如设立物理实验小组，给予学生自由自主地发掘课题，由学校领导、教师审核通过，提供资源设备，验证课题结果，鼓励学生通过实践物理实验，应用科学思维能力，提高解决问题和实际操作能力。以“全球变暖”主题为例，由学生自行分组讨论选题，可以是“全球变暖给我们的日常生活带来的变化”“全球变暖给北极熊的家带来的变化”等等，给予足够的时间，允许利用多方资源完善内容，最后给同学们一节课的时间安排汇报，以公平公开自愿的形式，搭建学生发展才能的平台。加强学科融合，注重多元化评价，提高物理科学思维能力在物理教学中融入其他科目的知识，有助于提高学生的判断、实践能力。例如，教师可以设计一个关于水资源循环的课题，要求学生运用学过的物理、化学、生物和数学等多学科的知识，提出解决问题的方案。不仅提供给学生将所学知识联系起来的机会，从中培养他们的创新思维，设计问题链和解决问题的能力。同时，通过设计多元化的评价，了解学生的实际学习情况，并给予及时恰当的反馈。除了平时的阶段测试和期末测试考核，还可以引入主题设计、实验操作设计展示、口头说明等多种形式的评价方式，以更全面的视角评估学生的科学思维能力、团队协作能力和问题解决能力。教师还鼓励学生进行相互评价，不仅可以让学生从别人的角度得到不一样的反馈，还能增强他们对事物的批判性思维和评价能力，鼓励学生积极发表自己的观点，尊重他人的想法，有助于营造一个民主、开放、健康的学习环境。未来，随着科学技术的发展和社会的不断进步，对初中物理教育要求也在不断提高。我们要看到：科学思维的培养是一个长期的过程，需要学校、教师、学生和家长的共同努力，共同完成的。核心素养视域下的初中物理科学思维培养实施及效果《测量长度与时间》和《探究凸透镜的成像特点》两个实例都属于初中物理课程标准中的“课程内容”的第四部分“实验探究”，为的是强调课程的实践性，突出物理实验的整体设计REF_Ref11715\r\h[1]。其目的是反映物理课程的实践特点，提高学生发现和提出问题的能力、数据收集、数据分析和处理、表达、沟通的能力，引导学生独立思考、学习协作，培养学生实事求是的科学精神。4.1测量长度与时间教材分析本节是广东教育出版社和上海科学技术出版社联合出版的八年级物理上册的第一章第二节内容，是物理学中学习基本测量必须掌握的部分。作为学习了第一节《希望你喜爱物理》后接触的物理知识点，是从生活到物理的重要衔接，也是本章要学会熟练应用的部分。本课开篇用“各种比较”，包括比较长短、快慢和冷热，开启课堂，通过比较来引导学生结合生活实际理解物理概念，学习国际单位制中的米和秒，了解测量的标准，体会物理的科学性。多次实验，用不同测量结果引出正确的测量操作，引出误差和错误的比较。学情分析长度与时间属于日常生活中常见的物理量，初中阶段学生对这些都比较熟悉，大概知道怎么用，但不清楚如何进行规范表述，比如分度值为0.1的刻度尺在读数时要估读到下一位，在记录数值时应写“准确值+估读值+单位”等等。技能操作上，如何正确使用刻度尺也是学生未接触的领域，所以在测量长度与时间的教学过程中要运用好“从生活走向物理，从物理走向社会”的原则，引导学生从“我认为，我觉得”的感性思维转变为科学合理的理性思维，打好学习物理的测量基础，为开展科学探究，发展科学思维做好铺垫。教学目标表2“测量长度和时间”教学目标物理观念能依据日常经验估测长度与时间，学习并掌握正确使用刻度尺测量长度的方法，使用秒表、手表测量时间；学会部分长度的单位换算。科学探究对常见物体测量实践，感受长度和时间内容，理解长度和时间单位大小；在与同学相互探讨和交流中掌握正确使用刻度尺测量长度和计时工具测量时间。科学思维对比实践记录数据，发现并讨论探究误差和错误的区别；在观察自然现象时应用物理知识解释认识，学习正确使用刻度尺的方法，形成科学思维的意识。科学态度与责任结合长度和时间的测量，培养学生观察、实验的兴趣，养成认真细心、实事求是、科学严谨的态度；体会生活-物理-社会的联系，感受物理学的有趣与实用，培养学用结合的习惯。教学重难点重点：长度的测量，误差与错误的比较。难点：掌握如何正确使用刻度尺，正确的读数和记录数值。教学设计表3“测量长度和时间”教学设计教学内容与教师活动学生活动设计意图引入导入：情景一：提问：请同学们观察PPT上图片，你觉得在谈论什么呢？比较长短，是定性比较；长多少，是定量比较。情境二：请同学们闭上眼睛默数一分钟，与使用停表计时一分钟比较。提问：同学们觉得自己的直觉准吗？引入国际单位制：国际计量组织制定了一套国际统一的单位。强调测量过程中要使用标准的测量工具，不能依靠直觉。学生A：热水的温度高，上面的线更长，小红和小黄看不出来，得测一下身高才知道。学生B：两根线是一样长的。讨论的是“比较”。学生：不是很准。应该有一个不变的作参考，其他的才好比较。两个情境的开展具有开放性，学生自身体验得出的结果不尽相同。鼓励学生参与活动，发表不同见解，发挥学生的学习主动性，体会测量标准的重要性。讲授新课长度提问：阅读课本第八、九页，找到长度的国际单位相关知识点。总结：1、在国际单位制中，长度用米m表示。提问：思考常见单位之间的关系。关系如下：课堂习题练习。长度的测量学生自主阅读活动一、二内容，重点关注刻度尺测量的使用。提问：常见测量长度的工具有哪些呢？有什么相同和不同点吗？说说你的想法。教师边拿刻度尺解释说明，边与学生讨论方法。选：根据实际需要选择合适的刻度尺。提问：如果使用的量程小于被测物体的长度会怎么样呢？观：用刻度尺测量长度前，观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值。提问：零刻度线损坏了还可以使用吗？放：刻度尺要放正，刻度线一边要紧贴近被测物体，零刻度线要对准物体一端。提问：如果刻度尺太厚怎么测量更准确？看：读取数值时视线要正对刻度线；区分好大格及小格的数目。读：在测量时，读数应估读到分度值的下一位。记：测量结果记录分别是准确值、估计值和单位。总结刻度尺的正确使用：选-观-放-看-读-记时间提问：时间的国际单位是什么？用什么符号表示？之前接触过的单位有哪些？举例测量时间的工具。在国际单位制中，时间用秒s表示。常见单位关系如下：时间的测量教师拿停表说明结构和使用方法，读数方法。传递给同学操作。三、误差与错误情境：请五位同学测出物理课本的宽度，并将数值记录在黑板上，引导学生分析结果。教师提示：被测物体真正的长度只有一个。误差：测量值和真实值之间是有差别的。误差和错误不能等同。错误可以避免，误差不能避免，只能应尽量减小。提问：我们应该怎样减小误差呢？教师总结：提问：举几个例子说明什么是错误。学生：长度的国际单位是米，用m表示，测身高一般用到的单位有米，分米，厘米。学生交流讨论：1km=1000m，1m=10dm=100cm=1000mm。纳米和微米不知道。学生认真作答。学生：工具有三角板，直尺，卷尺。相同点（有单位，数值），不同点（可以测的长度不同，形状也不同）学生：可以，只需要将多次测量的数值相加即可，但会使误差增大。学生：可以，将清楚的一条刻度线与被测物体的一端对齐并读出数值，同时读出另一端所对的刻度尺上的数值，将前面的值减去即可。学生：将有刻度线的一端紧贴在被测物体上，读数时就可以看清楚。学生：时间的单位是秒，用s表示，计时一般用h、min、s，1h=3600s，1min=60s。学生：时钟、手表、百种都可以测时间。学生经实际操作对于使用方法和读数更加熟悉。同学A：取平均值应该就是准确值了。同学B：准确值和测量值之间差距应该叫什么？同学讨论交流，发表意见。同学：花了30分钟跑步，单位得用min，不能用s和h。同学：刻度尺没摆好就记录数值。1.结合生活与实际构建“长度”的概念。学习国际单位制，将抽象概念转为实际，方便学生理解掌握，培养科学思维。2．从十进制入手，到千进制，再将二者结合，采用由易到难的教学方式，提高学生对知识点的接受度，锻炼学生思维转换和运算能力。3.教师注重课堂氛围，注意观察学生上课状态，调动学生学习主动性，实现师生互动，生生交流，引导学生回答，反思。3．恰当利用教学资源，照顾教室内各个方位学生，帮助学生直观感受物理现象，参与课堂交流。4．鼓励学生提出不同见解，敢于承认并修正自己的错误观点，坚持自身原则，接受他人意见。5．教师提出具体问题，同学们交流讨论，解答的过程是十分必要的，在一个积极向上肯思考的学习氛围中养成科学学习物理的意识。小结总结本节课知识点；布置课后作业。学生跟随教师，重新过一遍知识点，认真完成课后习题，特别是有读数的部分。及时复习巩固知识。课后反思总结本节首先让学生了解测量的重要性，测量单位的意义和统一测量单位的思想，介绍长度和时间单位以及它们的换算关系。重点说明长度和时间测量工具的正确使用方法。在课堂演练的习题中发现学生在单位换算这方便不够灵活，同一组数据换个位置就不是很懂，思维没办法转变过来，所以在课后作业额外强调了这部分内容的应用，从收上来的作业反馈可以看出同学在课后的思考，并在实践中将问题中的逻辑与比较处理好，这点说明有同学在注意物理科学认识，有意识的进行物理思维的应用。在评价学生课后作业的过程发现，仍有少部分同学对于单位转换的思维无法理解，认为这种方法行不通，但是又说不出转换思维的缺口。对于这部分同学我会在课间时间叫到办公室指导，从他们最熟悉最常见的“身高”引入，帮助他们逐步建构科学，体会思维转变的乐趣，他们也在这个过程中从“我还是不知道怎么来的”变成“这个是不是这样变成另外一个的”，虽然要重复地把这个转变思维套到不同的例子讲给学生，但是能够观察到他们的进步，也是一种教学成就。所以，从测量在生活、社会中的作用入手，通过活动展开教学，学生自主学习；在测量实践中，学生掌握刻度尺测量长度的方法，学会时间的测量。教师注重对学生的引导，注重学生实际练习的表现，由学生自主行动起来，相互讨论与交流，在汲取知识的同时，激发学习兴趣，培养学生实验、观察、归纳总结各方面的能力。4.2探究凸透镜的成像规律教材分析本节出自广东教育出版社和上海科学技术出版社联合出版的，八年级物理上册第三章第六节内容，是初中物理光学部分的重要内容。在前面学习了的《探究光的折射现象》和《奇妙的透镜》基础上，为下一节《眼睛与光学仪器》打下良好铺垫，也是本章的关键内容。本课的主要内容，就是让学生进一步体会科学探究的完整思路，在观察与讨论中主动找寻凸透镜成像的规律。巧妙利用探究学习的形式，可以提高学生对于探究物理规律的兴趣，也可以带领学生体会科学探究的过程，结合科学思维形成技能。学情分析通过前面学习的内容，同学们对于光路、光的规律和光的折射反射作图也都有了基本认识，也感受到物理渗透在生活的各个方面，体会其中的神奇与精彩，就《探究凸透镜成像规律》这节同学们应该会在课堂上展现出强烈的学习热情以及不一样的物理思维。在前面的探究课程都简单经历了科学探究的步骤，但对于科学思维的建构还是不足的，怎么提出富有逻辑性、科学性和可行性的思路去完成这个探究实验是同学们需要进一步学习物理科学思维来掌握的内容。如提出什么问题对于实验来说是必要的、某个步骤在设置上还有什么不足等等。而技能操作上，如何正确规范操作本实验也是学生未接触的领域，所以在的教学过程中要运用好教学资源，及时设问引导学生主动思考，实现师生双方的有效配合。教学目标表4“探究凸透镜的成像规律”教学目标物理观念知道凸透镜成像的规律，知道物距、焦距和像距之间的关系以及正确描述成像特点。科学探究理解探究凸透镜成像规律内容，通过观察实验、分析成像特点和数据规律，作出总结，体会科学探究方式，提高观察分析能力。科学思维发现光屏上呈现清晰的像，进一步分析讨论光屏成像问题；利用程序操作分析凸透镜成像的成像特点，提高学生认识能力和概括总结能力。科学态度与责任结合生活实例开展探究，激发学生对科学的探索求知欲；在探究过程中，体验科学探索的过程和方法，在互相交流和观察实验中得出结论，养成良好学习思维和习惯。教学重难点重点：通过观察分析实验，总结凸透镜成像的规律。难点：合理设计探究凸透镜成像规律实验的步骤，完成科学探究过程。教学设计表5“探究凸透镜的成像规律”教学设计教学内容与教师活动学生活动设计意图引入提问导入新课：前面学习了《奇妙的透镜》，还记得透镜的种类有哪些吗？它们对于光线的作用是什么？可以举例说一下凸透镜有哪些应用吗？提问：在使用放大镜或眼镜看字，可以观察到什么现象？比如字体的变化。学生：学生进行操作，观察，思考。1．回顾透镜的知识点，结合应用联系物理和生活，为新知识点铺垫。2．便于激发学生好奇心，形成思考，发现问题的逻辑能力，进而体现教学过程中生活联系物理的教学理念。讲授新课应用播放“放大镜小实验”，引导学生观察视频中像的特点，注意其中对于像的表述。（放大/缩小、正立/倒立）探究实验第一步，提出问题。提问：通过刚才的视频，你觉得应该提出什么问题？介绍物距与像距概念。探究实验第二步，猜想与假设。提问：猜想成像与物距u，透镜焦距f有关，应该怎么去证明？现在实验多个变量影响，应当采取什么实验方法合适？探究实验第三步，设计实验与制定计划。介绍实验器具，教师演示实验。提问：实验器材该如何摆放，有什么要求？如何才算找到了像？如何描述像的特点？说明实像和虚像的区分：可以在光屏上显现的就是实像。探究实验第四步，进行实验与收集证据。给学生阅读课本71页内容和交流讨论的时间，教师进行软件演示实验。边实验边记录表格。探究实验第五步，分析与论证。总结实验规律，完善表格内容。提问：从以上结果你有什么发现？介绍凸透镜在生活中的应用，如照相机、投影仪、放大镜，这些物品在实验中如何体现物距与像距的关系。学生描述实验现象：放大镜位置不变，移动物体过程，像的变化，“放大正立--放大倒立--缩小倒立”。学生：提出问题“凸透镜能成什么像、成像和什么因素有关（物体距离、物体大小）”学生：设计实验学生：采用的实验方法是控制变量法。可以控制物距不变，探究焦距和成像的关系；或者控制焦距不变，探究物距和成像的关系。学生：推理设计器具摆放，关键在怎样可以观察像的情况。学生：要保证三中心一高度，就是烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上。直到在光屏上看到最清晰的烛焰的像。描述像的特点有：正立倒立、放大缩小、实像虚像。学生：不清楚如何区分实像和虚像。学生：一倍焦距可以区分虚实，二倍焦距可以区分大小。学生：倒立的实像，正立的虚像。学生结合探究实验的结论进行应用分析。1．学生对实例分析，培养学生从简单实验得出结论的能力，引导学生主动思考，敢于猜想。2．以师生互动的方式，让学生参与设计实验，结合教师的提示，为展开实验打下基础。3．恰当利用教学资源，照顾教室内各个方位学生，帮助学生直观感受物理现象，参与课堂交流。4．培养学生合作交流、实践实验、推理论证的能力，完成科学探究推理过程，发展科学思维能力。5.具体问题具体分析，让学生感受解决物理问题过程中规范操作的重要性，养成良好习惯。6.引导学生积极探索生活中的物理学内容，培养学生对科学的求知欲。小结请学生谈谈本节课的收获，完成课后练习。学生发表总结，完成习题。及时复习巩固知识。课后反思总结本节课整体完成程度达到了课标所要求的“探究并了解凸透镜成像的规律，了解凸透镜成像规律的应用”REF_Ref11715\r\h[1]。本实验隶属于测量类学生必做实验之一，为保证全体同学对内容都能够基本认识了解到位，教师运用了一个能够直观观察实验成像特点的程序来辅助教学，效果显著。同学们并不会因为实验器材的欠缺而丢失观察实验现象的机会，反而通过程序的演示更加了解凸透镜成像的规律，也让同学们前面共同设计的科学步骤有了施展的机会，进而完成整个科学探究过程。从课上的习题演练观察学生对知识的理解程度，虽然学生没办法一下子记住所有结论，但是应用起来的效果大部分是可观的。由于学生对于教材内容的预习工作做得很好，对知识的理解有自己的思考，敢于提出问题，师生交流互动足够，实验部分问题分析部分进行得很出色且顺利。整个实验教学做到了以学生为主体，通过教师的解答完成这个探究实验的思维建构，从物理实验现象去看世界又是一个新奇的角度，激发学生对物理学习的热情和好奇，培养良好的科学思维的习惯，观察实验现象总结规律的能力。5.总结与展望5.1总结本文以初中学生为对象，围绕物理科学思维的培养进行研究。在义务教育阶段中，提升学生的