高中物理教学中如何培养学生科学思维能力

高中物理教学中如何培养学生科学思维能力

张群生

濮阳市第二高级中学  河南濮阳  6457000

摘要：在新课程理念的推动下，高中物理教学发生了较大的变化。教学目标不再以掌握基础知识为主，而是更加注重培养学生的科学思维能力。科学思维能力是一种综合的高级心理活动，对于学生的学习生活有着较大帮助。本文以高中物理教学为出发点，在分析高中生物理学习现状的基础上，深入探究了在高中物理教学中培养学生科学思维能力的有效途径，以期能够为我国高中物理教学水平的提升提供参考。

关键词：高中物理；科学性；思维能力；教学

引言

高中物理是一门比较抽象的学科，很多学生在学习过程中会因为受到自身能力和知识的限制而对物理学习产生畏惧心理，从而导致了学习效果不佳。所以，在物理教学过程中，教师需要针对学生的这种心理特点制定科学有效的教学方法，激发学生对物理学习的兴趣，从而使学生主动参与到学习过程中来，充分调动其主观能动性，以此提高自身的学习效率。此外，在高中物理教学过程中，教师还需要培养学生良好的思维能力和科学思维能力，因为在当前应试教育的影响下，很多学生对物理知识理解不够深刻，缺乏逻辑思维能力和推理能力。

一、科学使用情境，激发学生的学习兴趣

情境教学是高中物理教学的重要方式，是激发学生学习兴趣的重要途径。在传统的物理教学中，教师往往更注重对知识的讲解，忽略了对情境的运用。随着新课程改革的不断推进，教师应当不断改变自身教学方法，为学生提供科学合理的教学情境。在物理教学中，教师应当根据教学内容为学生提供相应的情境，使学生能够在学习物理知识的过程中提高自身学习兴趣。

例如，在学习《加速度与速度》这一章节时，教师可以通过播放录像、设计实验等方式向学生展示汽车以一定速度行驶时会出现不同程度的减速、加速等现象。通过上述方式，可以使学生直观地感受到加速度与速度之间的关系。这一过程能够激发学生对知识学习的兴趣，提升学生物理学习水平[1]。

二、合理布置任务，为学生的科学思维提供实践机会

高中物理知识具有较强的实践性质，通过观察生活现象，可以有效地提升学生的科学思维能力。因此，在物理教学过程中，教师应注重引导学生进行物理实践活动的开展。而在高中物理课堂上进行任务布置，是培养学生科学思维能力的重要途径。在任务布置过程中，教师可以利用情境教学的方式，向学生提供具有针对性的物理任务。例如，在讲授“电磁感应现象”内容时，教师可以利用多媒体设备向学生展示诸如电磁铁、变压器等带有电枢绕组或初级线圈的电子器材，让学生在教师的指导下进行实验探究。通过开展多样化的实验活动，可以有效地激发学生对于相关知识内容的学习兴趣与学习热情，培养学生科学思维能力。

三、有效开展实验，提高学生的科学思维能力

在高中物理教学中培养学生科学思维能力是一项复杂而又长期的工作，教师需要转变自身的教学观念，积极探索培养学生科学思维能力的有效途径和方法，只有如此，才能够有效提升高中物理实验教学质量。物理实验本身具有较强的趣味性，在进行物理实验时，学生能够更好地发现问题、解决问题。在高中物理教学中，教师需要为学生提供有效的物理实验资源，并鼓励学生积极参与其中。

1. 激发学生的求知欲望，让学生在乐趣中进行实验

高中物理是一门以生活为主题、与日常生活紧密联系,并有一定规律性和抽象思维能力培养特点。因此,教师要引导学生树立正确的学习观念，同时深刻认识物理学科知识本质，并以此为出发点来进行教学活动设计，让学生产生浓厚兴趣，使他们在不断发现新问题和学会解决问题。

在高中物理教学中，实验教学是非常重要的内容。高中物理学习涉及到大量抽象规律，但是由于学生对知识理解不透彻、思维僵化等因素，往往导致学生产生错误结论，以致于学生们不能正确地分析和解释相关概念；同时教师缺乏科学方法引导也容易让学生会产生思维定势。因此教师要引导学生正确认识物理实验，充分调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲望，利用实验教学的优势，让学生在乐趣中进行实验。例如，在教授“圆周运动”一节内容时，教师可以让学生动手进行演示实验，通过演示实验让学生对圆周运动这节课感兴趣，进而有更深刻的认知。同时，教师还可以让学生根据自己所学知识设计相关问题的实验，在实验中不断探索，从而培养学生的科学思维能力。

2. 发挥学生的主体作用，让学生在课堂上主动进行实验

学生在学习过程中要学会发挥主观能动性，从生活实际出发、分析现象并提出合理化建议等方法来进行实践操作和研究，这样才能更好地提高自己对知识的理解与运用程度；也能够激发他们独立思考问题、主动解决问题的兴趣以及创新精神，还能锻炼学生逻辑推理能力及综合应用技能水平。教师可以引导学生进行探究性实践活动和自主学习法相结合培养出缜密的逻辑思维能力；同时也要重视对学生成才教育、学生创新精神与创造力发展等，从多方面入手培养高中学生的良好习惯，全面提高他们的综合素养和整体水平。

在课堂教学中，教师要引导学生用自己喜欢、感兴趣的话语去表达出对学习知识产生兴趣，并主动参与到实验过程当中来，这样才能有效地提高教学效果以及激发学生产生求知欲；同时通过小组讨论，让同学们发现问题、解决问题，也可以培养他们团结协作能力、创新意识等科学思维品质。

3.运用多种辅助实验教学，让学生在规范中进行实验

在传统的高中物理实验中，教师主要采用讲解、板书、现场演示等方式进行实验。但是，讲解和板书的方式比较单一，而亲自示范往往缺乏必要的规范性，这就很容易导致学生的实验课效率低下，还会出现实验过程不规范的现象，与新课标的要求不一致。在新课改的条件下，教师应利用多媒体手段，将实验要领演示给学生看，使他们在规范的实验中感受到科学的严谨、合理的美。例如，在“测电源电动势和内阻”这个实验中，教师可以使用多媒体，向学生展现在实验中，电流表和电压表是怎样连接的，滑动变阻器是怎样移动的。采集到的数据是如何处理的，以及如何从图像中得出实验结论。在演示过程中，学生不仅可以对现有的基础知识进行复习，而且可以从中获得宝贵的经验，进而完善自己的实验操作。

4.进行小组讨论学习，让学生在合作中进行实验

在传统的高中物理实验教学过程中，老师们经常会着重于让学生们自己去做一些独立的实验。虽然自主学习很重要，但在自主学习过程中，很容易会对自己的思考能力产生局限，如果遇到了一些问题，老师们也不会在第一时间就去解决，这很容易造成实验课堂的效率降低。在小组合作学习过程中，要进行交流讨论是十分关键的一点。在进行交流讨论的过程中，学生的思维可以得到发散，从而可以更好地对知识的掌握，让学生对知识的一种感性认识上升到了理性认识，并持续地把这样的认识应用到实际的学习中。获得真正提高[2]。

四、借助多媒体设备，开展多样化教学

在新课程改革的推动下，现代教育技术得到了广泛的应用，这对提升教学质量起到了重要的作用。多媒体是一种现代化的信息技术和方法，它以声音、文字、图片和影像等为主要手段，从而更好地将所要传达的内容以动静相结合的形式呈现出来，将多媒体技术运用得恰到好处，可以有效地推动高中物理课堂教学的开展。一方面，可以帮助老师通过图片、文字等多种形式，对物理知识进行丰富、生动的展示，同时还可以通过视频等多媒体方式，学生可以更加深入地体验物理知识原理的魅力，从而更好地理解和掌握它们。此外，这也有助于增强教师之间的互动，师生可以利用多媒体平台进行交流和探讨，并实现资源的全面共享，从而更好地提升学习效果。从而提高教学效果。

高中物理教师可以将多媒体设备应用于高中物理教学中，利用多媒体设备生动形象的优势，吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣，培养他们的科学思维能力。在高中物理教学中合理运用多媒体设备、优化课堂环境等方式来提高学生对知识和理论理解的深度与广度，在多媒体设备引导下教师要注重引导作用下的探究性实验教学法、自主探索式实验研究法以及合作交流合作探究方法等等，开展多样化教学从而激发学生对于物理学习兴趣让学生产生求知欲望[3]。

例如，在讲解“带电粒子在磁场中受力分析”这一教学内容时，教师可以利用多媒体设备展示“粒子”、“电场”和“磁场”等相关知识，利用图片、动画等将抽象、枯燥的理论知识以形象生动的方式呈现出来。这样一来，学生就可以在直观形象的认识下理解相关知识，提高物理知识学习效率。教师也可以通过多媒体设备引导学生进行思考，帮助他们深入理解相关知识内容。

五、引导学生归纳总结，构建有效知识网络

在高中物理学习过程中，教师要引导学生养成良好的归纳总结习惯，帮助学生构建有效的知识网络，让学生能够灵活地运用所学知识。教师要引导学生对学习中的重难点进行归纳总结，让学生对知识进行重新组合。教师可以引导学生对新旧知识进行对比分析，让学生能够对物理规律有更深刻的理解，从而提高知识运用能力。用一种生动的方式，让学生对自己熟悉的实际事例、形象的直观实验进行深入的研究，并将物理概念、规律引入到学生的生活中，让他们感觉到物理与我们的日常生活有着紧密的联系。与课本内容相联系，向学生们介绍物理的发展史和进展，以及它在现代化建设中的广泛应用，让学生们了解到物理的用途。明白今日所学，明日所用；在教学过程中，要依据课本的内容，对学生进行有针对性的讲解，如：物理典故，趣闻轶事，以及中外物理学家对物理世界的探索；针对课堂教学的要求，结合学生的智能发展程度，设计了几个有趣的、有意义的、有深度的问题。教师在这几个方面下足了功夫，还能让学生在被动中培养起对物理学的兴趣，从而调动起他们的学习热情。

例如：在力的合成与分解专题知识点总结中，分别对力的合成：合力和分力、共点力、力的合成定则；合力的计算：合理的大小、矢量运算等；力的分解：分解条件、正交分解等；以及处理力的合成与分解问题的方法等相关知识点的归纳总结，系统性地对知识点进行系统回顾，构建力学知识点专题的知识网络，同时配有相关综合知识点的练习题或课后作业等知识点巩固复习，引导学生系统性总结复习。

六、开展研究性学习，增强学生的思维能力

研究性学习是指在教师的引导下，学生自主探究的一种学习方式[4]。高中生思维活跃，对新事物充满好奇心。教师在教学中应充分发挥引导作用，鼓励学生进行研究性学习。通过研究性学习，有助于提高教师教学能力，并能更好地激发学生的潜能，从而使教育质量得到提升。

爱因斯坦在晚年谈到教育时曾说：“教育之首要要义，不在于获取一种具体的知识，而在于培养人的独立思维和判断综合能力。”一个人只要掌握了学科的基础理论，能够独立思考，进行创新研究，就能取得一番成绩。在中学阶段，是一个思维开阔，充满激情与活力的时代，而由于充满了大量的科学实验与理论，因此，中学物理课程就成了一个很好的平台，可以帮助学生们发展发散思维，锻炼他们的自主创新能力。在日常的物理教学过程中，教师要重视对学生的自主思考能力的培养，引导学生进行研究性学习，提高他们的思维能力。

例如，在“判断机械能守恒定律”的有关知识中，经常会存在一题多解的现象，许多解题思路并不是单一的。因此，老师要在练习题目的过程中，让学生学会从不同的角度去思考问题，并举一反三，慢慢地培养他们的发散性思维，让他们的思维能力得到提升[5]。要判断一个运动过程的守恒，有以下几点：

（1）从做功角度来判断：

①只受重力或弹簧弹力（如各种抛体—不计空气阻力）

②受其他力，但其他力不做功，或者其他力做功的代数和为零。

（2）从守恒来看：

在一个体系中，只有动能与位能之间的转换，没有其他能与其他能之间的转换，这就是一个体系中的机械能是守恒的。

(3)爆炸，绳索突然绷紧，非弹性撞击，以及其他一些情况，如果没有特殊的规定，则机械能肯定是不守恒的。

(4)有无摩擦：对该对象进行受力分析，以求出该对象在移动时的机械能是否保持不变。

结语

总之，在高中物理教学中培养学生的科学思维能力需要多方面共同努力和配合，这需要教师不断创新教学模式和方法，提高教学效率，帮助学生培养科学思维能力。高中物理教师需要注重对学生科学思维能力的培养，改变传统教学方式，在教学过程中创设具有实践性和趣味性的情境，激发学生参与学习、讨论的兴趣；重视对学生进行物理实验操作技能和科学思维方法培训，帮助学生形成良好的科学思维习惯；关注学生学习心理特征与需求，不断改进和优化教学方法和策略，以促进学生科学思维能力的发展。

参考文献:

[1] 王海波.如何在高中物理教学中践行科学思维能力培养[J].理科考试研究,2019:44-45.

[2] 韩爱明. 小组合作学习在高中物理教学中的实践[J]. 新课程(中学), 2016, 000(004):113.

[3] 刘军旦.合作学习在高中物理教学中的运用[J].山西教育(教学),2022(10):72-73.

[4] 陈立端.在高中物理教学中如何培养学生的各项思维能力[J].新课程,2019:206-207.

[5] 胡子英. 浅谈高中物理机械能守恒[J]. 中文科技期刊数据库 (全文版) 教育科学, 2016 (12): 00198-00198.

备注：本文系濮阳市基础教育教学研究项目《高中物理教学中的科学思维培养策略研究》（PJCJY2022037）研究成果。