初中物理实验中科学思维能力培养的路径优秀获奖科研论文

初中物理实验中科学思维能力培养的路径优秀获奖科研论文科学思维是初中物理教学中衡量学生核心素养的重要标志。物理学科是一门逻辑思维性较强的理科类学科，物理学科中的相关原理均来自生活，能够引导学生实现对生活实践问题的积极思考，同时也是培养学生科学思维能力的关键切入点。通过在物理教学课堂中对学生科学思维能力的培养，能够使学生用科学的眼光和思维方式看待现实生活中的问题，帮助学生不断提升科学素养。因此，在初中阶段的物理教学课堂中，教师应该采用创新型的教学策略，通过实验教学，积极引导学生形成科学思维，使学生能够通过科学思维理解物理原理，同时促进学生思维能力发展。本文主要分析了初中阶段实验教学课堂中学生科学思维能力的培养策略，希望能够为提升初中阶段物理教学课堂的有效性提供参考意见。

一、物理思维能力的概述21世纪的今天，伴随着全球信息化以及科技的飞速发展，人们已经进入了知识经济时代，而新的人才发展观念以及人才培育观念也在这样的背景下应运而生。在素质教育的改革背景下，社会对教师提出了新的要求，不仅要注重培养学生的基础理论知识，同时应该培养新时代具备综合性核心素养的人才。在这样的发展形势下，我国基础教育工作先后提出了核心素养、学科核心素养等教育观念，旨在引导一线教师在实践教学活动中着力培养学生适应未来就业以及社会发展方向的必备品质以及关键能力。物理学科是初中阶段最为重要的理科类学科之一，同时也是帮助学生培育逻辑思维能力和科学思维能力的基础学科。而在物理教学课堂中，如何培养学生的科学思维能力、不断提升学生的核心素养，成为一线教师应该思考的重要问题。物理思维能力是人类大脑对客观世界的概括以及反应能力，是人类大脑发展过程中对客观世界认知的高阶思维能力，通过科学的论证以及思维，能达到对客观事物本质的认知以及运动规律之间内在联系的了解。

根据思维抽象程度的不同，可以将思维分为动作思维、形象思维、抽象思维以及直觉思维这四个方面，而人类个体的思维能力具有灵活性、敏捷性、批判性、独创性以及深刻性等特征，实现思维的过程就包含了人类对客观事物的分析、总结、抽象认知和概括这几个步骤。物理学科中的科学思维能力以物理学本身的学科特征具有其独特的个性。首先，物理学科中的科学思维是人类对事物认知精确性以及近似概括的统一。在学习物理知识时，物理概念、物理原则以及物理规律都具有较强的精确性，而在物理实验课堂中处理具体问题时，更加倾向于在理想化的环境中处理物理问题。其次，物理科学思维是抽象性与形象性之间的统一。例如，在物理学科中，可以将抽象的电力线性规律刻画为形象的描述方式，还可以将抽象的原子内部结构用形象的壳层结构体现出来。最后，物理科学思维具有较强的直觉性。直觉思维其实是人们对未知世界探索和领悟的一种主观判断，人们对未知世界的客观现象会具有一个整体且综合性的判断，以此引导人们认识这些客观现象的本质。

二、初中物理实验教学中培养学生科学思维能力的有效策略物理学科的核心素养其实是由四个维度构成的，其中，科学思维能力是衡量学生物理核心素养的一个标准和维度，同时也是帮助学生在其他三个维度方面实现稳步发展的关键因素。所谓科学思维能力，就是指学生在面对现实生活中的实践问题时，能够从物理学的角度以及科学的思维对问题进行思考，并且以此找到解决问题的切入点，再采用正确的物理方法对问题进行科学的推理和论证，最终解决实际问题。除此之外，科学思维能力还要求学生在解决问题后能够对解决问题的过程以及所采用的思维方法进行反思，以促使学生对同类型物理问题和现实问题的解决。由此可见，在物理实验教学课堂中，培养学生的科学思维能力需要从问题的设置、引导学生主动思考以及物理探究等方面入手，帮助学生不断提升科学思维素养。以下主要从四个方面进行阐述，第一，创设问题情境，调动学生的思维积极性；第二，设计科学的实验步骤，推动学生思维的发展；第三，通过问题引导的方式，引导学生独立完成对物理问题的推理过程；第四，激发学生的质疑精神，使学生在反思和总结中提升科学思维的品质，详情如下。

（一）创设问题情境，调动学生的思维积极性引发学生对问题进行独立思考，是物理实验课堂中培养学生科学思维能力的基础条件。但是要使学生对物理问题进行独立思考和自主思维，就要建立在学生对问题感兴趣的前提条件下。因此，教师应该找到学生的兴趣切入点，设置实验问题情境。想要调动学生的思维兴趣，教师可以为学生创设与生活实践相连的现实场景，通过创设与生活实践联系性较为紧密的实践场景，拉近学生与物理实验的距离，同时能引发学生的物理实验热情和兴趣，使学生在思维层面上对物理问题产生疑问和兴趣，让学生积极主动地对物理内容进行自主探究，以此培养学生的科学思维能力。例如，在“光的反射”实验教学中，在课堂导入环节时，教师可以利用激光笔在课堂的墙壁上打出一个亮点，然后在激光笔射出的光束与墙壁中间的部分，利用清水喷雾喷出雾气，引导学生对所看到的现象进行观察。紧接着，教师可以在黑板的位置悬挂一面镜子，将激光笔中的光束斜射到镜子上，然后同样利用清水喷雾喷出雾气，并提问学生为什么产生这种物理现象。通过这种简单且生活中常见的物理实验操作，能够自然而然地为学生创造出与本堂课程主题贴近的实验问题情景。而学生在实验的过程中，目光会不由自主地随着教师的引导观察实验现象，并且对实验现象进行独立的思考，深入地探究产生实验现象的原因。当学生对实验现象产生疑惑并提出问题时，教师就可以顺其自然地引出本堂课程的主要教学内容——“光的反射”，将学生带入新的知识理解情境中。由此可见，将与生活实践相贴近的实验环节作为导入环节，通过问题引导学生分析探究，不仅能够调动学生自主思考的积极性和热情，同时还能让学生借助实验现象，更好地探究物理实验的规律，为培养学生的科学思维能力打好基础。

（二）设计科学的实验步骤，推动学生思维的发展在初中阶段的物理实验教学中，大多数教师都会提前为学生设计好实验步骤，并且提供与实验相关的教学器材，而学生在实验活动中只能按部就班地完成既定的教学任务。但是，物理实验教学的根本目标，其实是要通过实验设计来培养学生的科学思维能力以及实践动手能力，这也是未来学生从事科研工作或其他工作的重要基础能力。因此，在物理实验教学中，教师应该为学生留下充足的空间，让学生借助自主思维对实验流程和步骤进行设计。如果在实验过程中教师提前设计好实验步骤，让学生按部就班地进行操作，从表面上来看整堂课程会井然有序，而物理实验的成功率也较高，但其本质是束缚了学生的思维发展，没有留给学生充足的思考空间。初中生已经具备了一定的生活经验，同时对物理知识的理解也存在较大的差异性，教师应积极地鼓励和引导学生互相讨论以及独立思考，设计出完整且独具个性的实验方案。在学生设计实验操作方案时，教师也应该从旁引导，并且要求学生结合书本中的理论知识以及操作过程中的注意事项进行实验设计，避免实验过程中出现安全风险，通过这种自主思考的方式培养学生的科学思维能力。

例如，在探究阻力对物体运动产生的影响实验课程时，教师可以提前为学生准备好实验过程中可能会用到的实验器材，然后引导学生先在草稿纸上画出实验装置的设计图，留给学生充足的自由思考空间，让学生能够根据自己设计的实验装置图进行调整，最终完成对此次实验的独立设计。在动手操作的过程中，教师要引导学生按照设计图纸中的装置以及实验步骤进行操作。在这一过程中，教师应该充分发挥出引导者的作用，并且给予学生相应的技术指导，始终做学生实验探究道路中的指路明灯。如果学生在实验操作的过程中出现了问题，教师还应该针对学生操作过程中的问题提出改进的意见。需要注意的是，教师在这一过程中始终应该将主角地位还给学生，整个实验操作流程的主动权应该掌握在学生手中，这样才能以物理实验的方式帮助学生独立地完成科学实验的设计，推动学生科学思维能力发展。

（三）通过问题串引导的方式，引导学生独立完成对物理问题的推理过程初中阶段的物理实验探索课程，大多数都是按照“假设—实验—得出结论”这一步骤有序进行的。而想要将更多的课堂时间留给学生，教师就要通过精心的设计，以启发式的教学方式引导学生的思维，进而使学生在教师的启发和引导下有序地接近学习目标。而实验的过程就是验证科学结论的重要方法，因此在初中阶段的物理实验教学课程中，教师必须引导学生实现对结论的推理，让学生独立地完成推理活动，这样才能更好地培养学生的科学思维能力。教师可以针对学生在理论学习过程中产生的疑问创设问题串，引导学生对物理实验中发生的现象进行自主观察，并且让学生利用逻辑推理或类比推理等科学方法，实现对实验结果的初步假设，最终再通过实验流程以及推理结果与实验结果进行比较，进一步探讨实验现象以及假设过程中存在的差异性，在物理实验教学中培养学生的科学思维。在这一教学环节中不仅要针对实验现象，设计问题串，还要让学生通过独立思考提出假设问题，更重要的是要让学生找到提出假设的依据。例如，在“摩擦力”这节课程中，教师可以先对学生进行问题引导：“同学们认为摩擦力的大小可能会与哪些因素有关呢？”这时，学生可能会给出不同的答案，有的学生认为摩擦力的大小会与物体的质量有关；也有的学生认为摩擦力的大小与物体接触面积的光滑和粗糙程度有关。这时，教师应该继续追问：“同学们是通过什么依据推测出与摩擦力大小有关的因素的呢？”然后引入本节实验课程。在问题假设环节中，教师不应该将本堂课程所学习的科学结论以及推测结果直接告诉学生，如果直接告诉学生结果，就相当于代替了学生的思维全过程，应该引导学生通过自主思考的方式，对实验的结果进行假设，使学生通过有序的思维方式以及实验步骤获取正确的物理结论。

（四）激发学生的质疑精神，使学生在反思和总结中提升科学思维的品质在传统的物理实验教学模式中，教师通常会以口头传授理论知识的方式，将知识直接灌输给学生，而学生本堂课程的学习任务，就是要将理论知识牢牢地刻在脑中，并且运用在解决物理问题的过程中。这种填鸭式的教学方式导致很多学生对物理理论的理解不足，即使学生在学习过程中产生疑问，也无从得到论证。因此，一堂物理课程的教学不应该仅仅局限于理论知识的教学，而更应该注重对学生思维能力的开发和提升，一方面，教师要让学生学会物理知识，并且实现对物理知识的迁移和应用；另一方面，教师应注重激发学生的创新思维，让学生将思维的灵活性和敏捷性展现出来，从而达到培养学生科学思维能力的目标。在学习过程中，学生很可能会对所学的理论知识产生疑问，这时教师就可以以学生的质疑作为切入点，引导学生对科学理论进行进一步的探究和思考，改变传统教学工作中学生被动接受知识的教育局面，为学生留下更多的自主思考空间。例如，在探究“焦耳定律”的实验环节中，学生可能会提出以下疑问点：电压的大小是否会影响到电流通过导体时产生的热量呢？而面对学生提出的问题，教师应该给予鼓励，可以利用实验教学或生活常识的方式，对学生做提出的问题进行验证。教师可以为学生举例，以家用电器为例反问学生：“在什么样的情况下家用电器的电闸开关会自动跳闸呢？”最终得出讨论结果：当一个电闸开关中并联的电气越多，就会导致整条线路的温度不断提升，最终产生跳闸的结果。但是，并联的家用电器在使用过程