摘 要:《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確了高中物理課程的功能定位,與新高考背景下的綜合改革銜接,重視學(xué)生的全面發(fā)展,提出了物理核心素養(yǎng)培育的教學(xué)目標(biāo),其中就包含科學(xué)思維,強(qiáng)調(diào)了教師在實(shí)際的物理教學(xué)中,要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,指引學(xué)生站在物理學(xué)視角上探究客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系,在此基礎(chǔ)上理解抽象的物理知識(shí),提出內(nèi)心的質(zhì)疑,并積極動(dòng)手驗(yàn)證等,初步奠定了培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的重要性,指明了高中物理教學(xué)的改革方向?;诖?,文章立足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,分析了在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的價(jià)值和策略,希望可以啟發(fā)教師的教學(xué)思路,使教師意識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的重要性,從而在實(shí)際的教學(xué)中探究科學(xué)有效的教學(xué)方法,推動(dòng)學(xué)生思維能力的發(fā)展,促進(jìn)我國高中物理教學(xué)的進(jìn)一步改革和發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高中物理;思維能力;培養(yǎng)策略
最近幾年,隨著高中教學(xué)的改革和發(fā)展,越來越多的教師意識(shí)到了在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的重要性,但是縱觀高中物理教學(xué)的現(xiàn)狀,部分教師在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的過程中仍然存在一些問題,如教師采取的教學(xué)方法比較傳統(tǒng),習(xí)慣采取“灌輸式”教學(xué),使學(xué)生缺乏思維發(fā)展鍛煉的機(jī)會(huì);教師在提出問題時(shí)缺乏縝密的思路,沒有結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活提出物理問題,使教學(xué)的切入點(diǎn)比較隨意,無法提升學(xué)生的抽象思維水平;部分教師忽視了學(xué)生的動(dòng)手操作,沒有為學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)造機(jī)會(huì),使學(xué)生無法探究物理現(xiàn)象背后的科學(xué)規(guī)律,自然也無法提升學(xué)生的物理思維能力;教師忽視了學(xué)生的自主思考,沒有為學(xué)生的思考探究留出充足的時(shí)間,使學(xué)生的學(xué)習(xí)比較被動(dòng),在無形中也限制了學(xué)生的思維能力的發(fā)展。因此,新時(shí)代下,教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,明確傳統(tǒng)教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力方面的弊端,探究更加科學(xué)、先進(jìn)、生活化的教學(xué)方法,全面提升學(xué)生的思維水平。
一、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的價(jià)值
(一)有利于學(xué)生形成核心素養(yǎng)
在時(shí)代發(fā)展推動(dòng)下,社會(huì)對(duì)人才的培育要求越來越高,不僅要求人才具備完善的知識(shí)結(jié)構(gòu),還要求人才具備完善的思維能力、靈活的頭腦、活躍的思維能力。因此,課程標(biāo)準(zhǔn)提出了核心素養(yǎng)培育的內(nèi)容,要求教師在物理教學(xué)中,致力于培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。科學(xué)思維是其中的重要一項(xiàng)。教師通過在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,有利于完善學(xué)生的核心素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。第一,核心素養(yǎng)之間是環(huán)環(huán)相扣、相互聯(lián)系的,教師在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的過程中難免會(huì)觸及其他素養(yǎng),如指引學(xué)生在科學(xué)探究中形成科學(xué)思維、啟發(fā)學(xué)生在探究物理觀念的過程中形成抽象思維能力等,這些都有利于發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。第二,為了活躍學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的思維活性,教師會(huì)探究更加直觀、先進(jìn)、生活化的教學(xué)模式,通過利用先進(jìn)的信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)趣味性情境、借助生物實(shí)物指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作等,這些會(huì)豐富物理課堂的內(nèi)容,增加教學(xué)的直觀性和新穎性,從而有利于吸引學(xué)生積極融入課堂,激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,促使學(xué)生在活躍的思維支撐下完成知識(shí)探究,在潛移默化中形成核心
素養(yǎng)[1]。
(二)有利于提升學(xué)生解決問題的能力
教師培養(yǎng)學(xué)生的思維能力還有利于提升學(xué)生解決問題的能力,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。第一,課程標(biāo)準(zhǔn)指出了高中物理課程的關(guān)鍵教學(xué)目標(biāo),即指引學(xué)生形成正確、系統(tǒng)、清晰的物理觀念,可以站在物理學(xué)的角度上正確描述、解釋生活、自然現(xiàn)象,并靈活利用課堂上學(xué)到的知識(shí)解決實(shí)際問題,完成生活實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。教師通過培養(yǎng)學(xué)生的思維能力剛好可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),可以幫助學(xué)生站在科學(xué)思維的角度上探究物理現(xiàn)象背后蘊(yùn)含的規(guī)律和內(nèi)涵,總結(jié)相關(guān)共性知識(shí),充分理解事物的本質(zhì)和主要矛盾,最終形成深層次的理性認(rèn)知。第二,縱觀高中物理教材,不難發(fā)現(xiàn)教材中的很多知識(shí)都和學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān),需要學(xué)生在解決生活問題的過程中形成抽象思維能力,養(yǎng)成完善的思維習(xí)慣。教師培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,可以指引學(xué)生觀察和分析生活,在解決生活問題的同時(shí),提升社會(huì)適應(yīng)能力,為將來更好地適應(yīng)社會(huì)做好準(zhǔn)備。第三,物理知識(shí)、物理規(guī)律都是科學(xué)家在長(zhǎng)期的實(shí)踐操作中總結(jié)、整理出的,雖然具有抽象性特點(diǎn),但同時(shí)也有普適性的特征。教師鍛煉學(xué)生的思維能力,可以幫助學(xué)生完成感性到理性思維的轉(zhuǎn)變,從而改變學(xué)生的學(xué)習(xí)模式,幫助學(xué)生克服畏難心理,以清晰的思路探究物理知識(shí)之間的聯(lián)系,主動(dòng)嘗試應(yīng)用物理知識(shí)解決各種問題[2]。
二、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的策略
(一)巧妙提問,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
在高中物理教學(xué)中,教師要學(xué)會(huì)巧妙提問,發(fā)揮問題的引導(dǎo)作用,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。第一,教師要善于從生活中發(fā)現(xiàn)物理問題,通過從學(xué)生熟悉的生活物品、場(chǎng)景中提問,啟發(fā)學(xué)生的物理探究思路,活躍學(xué)生的思維。第二,教師在提出問題后要觀察學(xué)生的思維狀態(tài),給學(xué)生留出分析和解決問題的時(shí)間。第三,教師要建立各問題之間的聯(lián)系,盡量設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的問題,幫助學(xué)生在思考和解決問題的過程中逐步發(fā)展自己的思維能力[3]。
以《電路中的能量轉(zhuǎn)化》為例,本課的教學(xué)目標(biāo)是:1.理解電路轉(zhuǎn)化為其他形式的能的形式,深刻對(duì)功和能的認(rèn)識(shí);2.學(xué)習(xí)電功和焦耳定律公式,進(jìn)一步理解電功和電熱之間的關(guān)系,學(xué)會(huì)計(jì)算電功率和熱功率;3.結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等電器,分析和了解能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,形成抽象思維能力,能建立現(xiàn)實(shí)生活和物理知識(shí)之間的關(guān)系。
基于此目標(biāo),教師提出了如下問題,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力:
問題1:電熱水壺在接通電源到水沸騰期間發(fā)生了什么變化?電能轉(zhuǎn)化成了什么?在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師從生活中常見的電器入手,利用信息技術(shù)為學(xué)生展示了電熱水壺?zé)倪^程、吹風(fēng)機(jī)吹頭發(fā)和電動(dòng)車充電的圖片等,然后提出問題,要求學(xué)生結(jié)合這些電器的功能,思考它們?cè)谑褂没蛘叱潆娺^程中電能發(fā)生了什么變化?在熟悉的生活場(chǎng)景支撐下,學(xué)生的思維比較活躍,很快就聯(lián)想到了熱水壺的功能,即燒水,那么它在使用過程中必然是消耗電能轉(zhuǎn)化成了水的內(nèi)能,如此方能完成水的加熱過程。其他電器同理。
問題2:電器在使用時(shí),電能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能,到底是如何實(shí)現(xiàn)的?是什么力實(shí)現(xiàn)了電能的轉(zhuǎn)化?教師圍繞著問題1提出了深化問題,引發(fā)了學(xué)生的思考,使學(xué)生在問題支撐下開動(dòng)腦筋,嘗試設(shè)計(jì)電路小實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證自己的猜想。最終,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)通電回路,通過閉合開關(guān),小燈泡發(fā)光的過程探究電流、電勢(shì)能的變化,成功利用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,探究出了電能和其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化,總結(jié)出電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能是靠電流做功實(shí)現(xiàn)的。
問題3:電鍋是生活中常見的電器,很多電鍋都有幾個(gè)檔,用來控制火候的大小,不同檔之間的本質(zhì)區(qū)別是什么?為了引出電功率,教師仍然從生活中的電器入手,科學(xué)提問,使學(xué)生在分析電鍋的不同檔的過程中,理解了抽象的物理概念,即電功率,總結(jié)出了電鍋的檔位是按照電功率的不同劃分的,本質(zhì)上指的是電流做功的速度,形成了抽象思維能力。
(二)合作探究,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的相互促進(jìn)
培養(yǎng)學(xué)生的思維能力無法一蹴而就,需要教師的長(zhǎng)期堅(jiān)持,同時(shí)僅僅依靠教師一個(gè)人的指導(dǎo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需要發(fā)揮之間的相互促進(jìn)作用。因此,教師要選擇合適的契機(jī),組織合作探究活動(dòng),借助團(tuán)隊(duì)力量,發(fā)展學(xué)生的思維能力。第一,教師要深入分析學(xué)情,了解學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的了解程度和思維水平,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合作探究的目標(biāo);第二,教師要結(jié)合初高中的物理知識(shí)之間的聯(lián)系,從學(xué)生的深入探究入手,組織合作探究活動(dòng),幫助學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中補(bǔ)充、完善知識(shí)體系,深刻對(duì)物理概念、公式定理的理解,并形成合作探究技能,全面提升學(xué)生的思維水平[4]。
以《光的折射》為例,教師經(jīng)過分析,總結(jié)出學(xué)生在初中階段簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)過光的反射和折射現(xiàn)象,為本課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但學(xué)生在初中并沒有深入學(xué)習(xí)過光的折射遵循的定量關(guān)系,且沒有完成具體的實(shí)驗(yàn)操作,思維水平有待提高。為此,在本課的教學(xué)中,教師立足學(xué)生的學(xué)情,決定采取小組合作學(xué)習(xí)的策略,發(fā)揮學(xué)生之間的相互促進(jìn)作用,推動(dòng)學(xué)生思維能力的發(fā)展,具體教師安排了如下小組討論活動(dòng):
1.觀察光的折射現(xiàn)象,小組討論光的折射規(guī)律。教師利用信息技術(shù)呈現(xiàn)了演示實(shí)驗(yàn),讓一束光線從空氣中斜射到玻璃中。學(xué)生經(jīng)過小組觀察和討論,形成了清晰的科學(xué)思路,順利總結(jié)出光線在進(jìn)入玻璃時(shí)傳播方向會(huì)發(fā)生變化,即出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象,并結(jié)合初中了解的光的反射定律,自然產(chǎn)生了疑問:光的反射遵循反射定律,那么光的折射是否也有一定規(guī)律呢,為后續(xù)的小組探究做好了準(zhǔn)備。
2.結(jié)合初中學(xué)習(xí)過的物理實(shí)驗(yàn),小組深入討論折射現(xiàn)象。學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)光的折射時(shí),教師往往會(huì)列舉生活小實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生感知光的折射現(xiàn)象。譬如:將筷子插入水中,筷子就會(huì)發(fā)生彎曲;將一個(gè)硬幣放在碗底最初是看不見的,但是在碗里倒入水后卻看見了,其中蘊(yùn)含著光的折射現(xiàn)象,那么在折射過程中,折射角和入射角之間是否存在定量關(guān)系呢?如果我們要測(cè)入射角和折射角的大小,需要如何操作?在教師的啟發(fā)下,各小組合作探究的熱情較高,紛紛嘗試在合作中集思廣益,自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并通過小組分工、合作,做好實(shí)驗(yàn)記錄,完成了實(shí)驗(yàn)討論。
教師通過組織小組探究活動(dòng),成功指引學(xué)生設(shè)計(jì)了合作探究表格,在表格中記錄了實(shí)驗(yàn)次數(shù)、入射角、折射角等數(shù)據(jù),并借助合作學(xué)習(xí)的力量,發(fā)散了思維,探究了入射角和折射角之間的定量關(guān)系,深入理解了光的折射現(xiàn)象。
(三)動(dòng)手操作,在操作中提升思維水平
教師要重視學(xué)生的動(dòng)手操作,促使學(xué)生在操作中提升思維水平。第一,教師要全面分析高中生的身心發(fā)展特點(diǎn),明確高中生的身心發(fā)育已經(jīng)接近成人,具備一定的動(dòng)手操作能力,且渴望自己動(dòng)手操作。因此,教師要立足學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn),為學(xué)生的動(dòng)手操作創(chuàng)造機(jī)會(huì),使學(xué)生在操作中獲得靈感,發(fā)散思維。第二,教師要培養(yǎng)學(xué)生的操作自信,使學(xué)生敢于自己動(dòng)手操作,并勇于在操作中思考,通過分析自己的操作過程、操作結(jié)果,得出正確的結(jié)論,最終提升思維水平[5]。
以《重力與彈力》為例,為了發(fā)展學(xué)生的思維能力,使學(xué)生體會(huì)力的作用,教師安排學(xué)生動(dòng)手操作,鼓勵(lì)學(xué)生充分利用手邊的物品,感受重力和彈力。如,用手拉動(dòng)皮筋,感受皮筋的變化;隨手扔掉手中的筆,感受筆落地的過程;拖動(dòng)桌面上的課本,觀察課本的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。學(xué)生通過動(dòng)手操作,親身體會(huì)到了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化,自然而然地產(chǎn)生了疑問:是什么力導(dǎo)致了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化,初步感知了重力和彈力的作用,體會(huì)到了物體和物體之間的相互作用力。
另外,在探究重力是如何產(chǎn)生時(shí),教師也鼓勵(lì)學(xué)生積極操作,要求學(xué)生發(fā)散思維,自己利用自己的身體或者身邊的物品,設(shè)計(jì)相關(guān)小實(shí)驗(yàn),在親自動(dòng)手和親身體會(huì)中探究重力的產(chǎn)生。譬如,小李嘗試從不同角度跳起來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論自己從什么角度跳起來,最終都會(huì)落到地上;麗麗嘗試將手中的物品扔出去,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管扔什么東西,用多大的力氣扔出去,物品都一定會(huì)落到地面上。學(xué)生通過積極動(dòng)手操作,順利總結(jié)出了重力是由地球的吸引產(chǎn)生的,地球上的任何物體都受重力的作用。但同時(shí)學(xué)生通過深入思考,還總結(jié)出重力不等于地球的吸引力,僅僅是地球引力的一部分。
在探究物體的重心時(shí),教師為學(xué)生分發(fā)了不規(guī)則的薄板形物體,要求學(xué)生自己動(dòng)手尋找物體的重心。此外,為了全面啟發(fā)學(xué)生的思維,降低學(xué)生的動(dòng)手操作難度,教師還利用信息技術(shù)為學(xué)生展示了科學(xué)的物理探究方法,即懸掛法,將不規(guī)則物體懸掛起來,尋找物體的重心。在視頻點(diǎn)撥下,學(xué)生產(chǎn)生了一定的探究思路,嘗試將手中的物體懸掛起來,積極尋找不規(guī)則物體的重心。在這個(gè)過程中,學(xué)生不僅從動(dòng)手操作中探索出了科學(xué)原理,找到了不規(guī)則物體的重心,還形成了完善的思維能力,還體會(huì)到了動(dòng)手操作的樂趣,在潛移默化中推動(dòng)了學(xué)生的物理可持續(xù)發(fā)展。
結(jié)束語
綜上所述,在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力有較多的價(jià)值,可以幫助學(xué)生形成物理核心素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展,還有利于發(fā)展學(xué)生的解決問題的能力,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移應(yīng)用,使學(xué)生全面感知學(xué)習(xí)物理知識(shí)的魅力,產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情。因此,教師要立足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,加強(qiáng)對(duì)教材內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情的分析,學(xué)會(huì)巧妙設(shè)計(jì)問題,借助問題的啟發(fā)作用,活躍學(xué)生的思維,點(diǎn)燃學(xué)生的知識(shí)探究熱情,促使學(xué)生在探究問題的過程中了解抽象的物理知識(shí),形成抽象思維能力。另外,教師要為學(xué)生合作探究創(chuàng)造機(jī)會(huì),設(shè)計(jì)小組合作探究活動(dòng),發(fā)揮學(xué)生之間的積極促進(jìn)作用,發(fā)展學(xué)生的思維能力。最后,教師要重視學(xué)生的動(dòng)手操作,使學(xué)生在操作中提升思維水平。
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