核心素养视域下初中物理教学中学生科学思维的培养研究

1 科学思维的内涵

科学思维是人类在科学探究过程中形成的一种思维方式，它不仅是获取科学知识的工具，更是理解世界、解决问题的基本能力。科学思维的核心在于理性分析、逻辑推理与创新意识，它构成了科学素养的重要基础。

1.1 模型构建是科学思维的重要组成部分

物理学科本质上是通过构建模型来解释自然现象的。模型构建能力是学生将抽象概念转化为具体理解的关键。例如，在学习“力的作用效果”时，学生需要将力的概念抽象为矢量模型，并通过图示进行直观表达。这种能力不仅帮助学生理解物理规律，也为后续的逻辑推理奠定基础。

1.2 逻辑推理是科学思维的核心

逻辑推理贯穿于物理知识的发现与验证全过程。学生在学习过程中，通过观察现象、提出假设、设计实验、验证结论等步骤，逐步形成严谨的推理能力。例如，在学习牛顿第一定律时，学生需要理解惯性概念，并通过理想实验进行推理，从而掌握物理规律的本质。

1.3 批判性思维是科学思维的重要内容

批判性思维强调对已有观点的质疑与反思，是科学精神的重要体现。在物理教学中，教师应鼓励学生对实验数据、结论进行质疑与验证，培养其独立思考能力。例如，在探究“光的折射”现象时，学生可能会对实验结果与理论值的偏差提出疑问，这种质疑正是科学探究的起点。

1.4 创造性思维是科学思维的归宿

科学的发展离不开创新，而创造性思维正是推动科学进步的动力。在物理教学中，教师应鼓励学生尝试不同的解题方法、提出新颖的实验设计。例如，在设计“测量物体加速度”的实验中，学生可以尝试使用不同的传感器或数据采集方式，从而提升其创新能力。

2 初中物理教学中培养科学思维的重要性

2.1 理解物理知识

物理知识具有高度的抽象性与逻辑性，学生若缺乏科学思维能力，往往难以真正理解物理规律。例如，在学习“能量守恒”时，学生需要通过建立系统模型与能量转化流程图，才能深入理解其本质。科学思维的培养有助于学生将抽象知识转化为可操作的理解方式。

2.2 提升解决问题能力

现实问题往往具有复杂性和多变性，科学思维能够帮助学生在面对问题时进行系统分析与合理推理。例如，在解决“如何提高滑轮组机械效率”的问题时，学生需要综合运用受力分析、能量转化等多个知识点，通过逻辑推理得出优化方案。

2.3 培养创新能力

科学思维不仅强调逻辑推理，更注重创新意识的培养。在物理教学中，教师应鼓励学生提出新的实验方案、改进传统实验方法。例如，在探究“电路连接方式”时，学生可以尝试设计并联与串联的混合电路，并分析其优缺点，从而激发其创新潜能。

2.4 促进学生全面发展

科学思维的培养不仅服务于学科知识的学习，更对学生综合素质的提升具有积极作用。通过科学探究活动，学生能够在合作交流、问题解决、信息处理等方面获得全面发展，为其未来的学习与生活奠定坚实基础。

3 初中物理教学中培养科学思维的策略

3.1 开展实验教学

实验教学作为物理教学的重要组成部分，是学生形成科学思维的关键环节。在实验过程中，学生通过对实验现象的观察、实验数据的记录与实验结果的分析，逐步建立起科学探究的基本意识。这种基于实践的学习方式不仅能够加深学生对物理概念与规律的理解，还能促进其逻辑推理与问题分析能力的发展。实验教学强调学生在真实情境中的操作与思考，有助于其形成严谨的科学态度和系统的思维方法。同时，在实验过程中，学生需要对实验误差进行识别与控制，对实验结果进行归纳与解释，这些环节都在潜移默化中提升了其科学思维水平。因此，实验教学不仅是知识传授的手段，更是思维训练的重要平台。

3.2 尝试问题导向教学

问题导向教学以问题为核心，引导学生在探究过程中主动建构物理知识体系。这一教学方式强调问题的真实性与复杂性，促使学生在分析问题、 并进行整合。问题的提出往往具有开放性和启发性，能够激发学生的 深化对物理本质的理解。通过问题导向教学，学生逐步掌握从问题出发进行 形成以 问题为驱动的思维习惯。这种教学策略不仅提升了学生的问题解决能力，也强化了其批判性与创造性思维的发展，使其在面对新情境时能够灵活运用科学方法进行分析与判断。

3.3 引导学生建立物理模型

物理模型是物理知识高度抽象化的表达形式，是学生理解复杂物理现象和规律的重要工具。建立物理模型的过程本质上是学生将现实问题进行简化与抽象的过程，这一过程有助于其形成结构化的思维方式。教师在教学中应有意识地引导学生识别问题中的关键因素，忽略次要干扰，构建具有代表性的理想模型。通过模型的建立与应用，学生能够更清晰地把握物理规律的本质，提升其抽象概括与逻辑推理能力。同时，模型构建的过程也培养了学生从具体到抽象、从现象到本质的科学思维方式，为其后续深入学习物理知识奠定坚实基础。

3.4 鼓励学生自主探究

自主探究是提升学生科学思维能力的重要方式，强调学生在学习过程中的主体地位。在自主探究过程中，学生根据已有知识提出问题，设计探究方案， 并通过观察、 实验与分析获取证据，最终得出结论。这种学习方式不仅增强了学生的主动性和参 批判性思维的发展。自主探究强调学习过程的开放性与生成性，使学生在不断试 能力 同时，探究过程中的信息整合、逻辑推理与结论推导等环节，有效锻炼了学生的系 析能力。 通过长期的自主探究训练，学生能够在物理学习中逐步形成科学探究的基本素养，具备面对复杂问题时进行理性分析与判断的能力。

4 结束语

科学思维的培养是初中物理教学的重要任务，也是学生核心素养发展的关键环节。通过模型构建、逻辑推理、批判性思维与创造性思维的系统训练，学生能够在物理学习中逐步建立起科学探究的基本能力。在教学实践中，教师应注重实验教学、问题导向、模型引导与自主探究等策略的融合，构建以学生为中心的探究式课堂。科学思维的养成不仅有助于学生理解物理知识、提升解决问题的能力，更对其终身学习与全面发展具有深远意义。

参考文献：

[1] 基于科学思维的初中物理进阶教学的实践研究——以人教版“物体的浮沉条件及应用”为例[J]. 尹海明.理科爱好者,2024(06)

[2] 初中物理教学中如何培养学生的科学思维能力[J]. 刘富林.科教导刊,2024(36)

[3] 基于科学思维培养的初中物理实验教学设计路径——以“平面镜成像”的教学为例[J]. 柳小伟.教育界,2024(35)

[4] 生活化教学资源在初中物理课堂教学中的应用[J]. 韩召余.中学课程辅导,2024(33)