核心素养导向下初中学生物理科学思维素养培养策略研究

摘要：随着科学技术的迅猛发展，社会对具有创新能力和批判性思维人才的需求日益增长。初中物理作为自然科学的基础学科之一，在培养学生观察世界、理解自然现象以及解决问题的能力方面发挥着至关重要的作用。然而，传统的教学模式往往过于注重知识传授，而忽视了学生主动探索和思考能力的培养，这与当前强调核心素养导向的教育理念不符。因此，有效地结合现代教育理论与实践，促进初中学生物理科学思维素养的提升成为亟待解决的问题。

关键词：核心素养；初中学生；物理科学思维素养；培养策略

中图分类号：g633.7文献标识码：a文章编号：1673-8918（2025）05-0136-03

科学思维素养不仅关乎个体未来的职业发展，更是衡量一个国家创新能力的重要指标。对青少年而言，拥有良好的科学思维不仅可以帮助他们树立正确的人生观和价值观，还能为他们后续的学习乃至终身学习奠定坚实的基础。特别是物理学中蕴含的逻辑推理、实验验证等方法论精髓，对塑造学生的理性思维模式有着重要的作用。因此，加强初中学生物理科学思维素养的培养，不仅是提高他们学业成绩的有效方法，更是培养未来科学家和社会栋梁之材的关键路径。

一、 创设情境激兴趣，培养学生科学探索思维

在核心素养导向下的教育理念中，培养初中学生物理科学思维素养的一个重要策略是创设情境以激发学生的兴趣，促进他们科学探索思维的发展。情境创设不仅可以让学生将抽象的物理概念与现实生活中的具体现象联系起来，还能激发他们的好奇心和求知欲，从而促使学生主动参与到学习过程中来。根据建构主义理论，知识不是被动地从外界灌输给学生的，而是学生通过自身经验、已有知识结构与新信息相互作用构建出来的。因此，在教学设计时，教师应注重提供丰富的实验材料、真实或模拟的情境，并给予学生充分的机会进行观察、提问、假设验证等探究活动。这种基于问题解决的学习方式有助于学生形成批判性思考的习惯，同时也能增强他们的实践能力和创新意识。

以鲁科版初中物理教材九年级上册中“电荷 摩擦起电”这一课的教学为例，本节课的教学可以围绕日常生活中常见的静电现象展开，如头发因摩擦而竖立的现象。首先，教师可以通过播放一段视频展示高压静电使人的头发竖立的场景作为引入，吸引学生的注意力；接着，教师可以引导学生自己动手做实验——用塑料梳子、尺子或笔杆摩擦头发后接近碎纸屑，观察两者之间的相互作用。这一过程不仅可以让学生直观感受到摩擦起电的效果，还能激发他们对“为什么会产生这种现象”的好奇心。随后，教师可以通过一系列有指导性的提问，例如，“为什么摩擦后的物体能吸引轻小物体？”“如果改变摩擦物体会不会影响结果？”等，促使学生开始思考并尝试提出自己的解释。此外，教师还可以进一步设置小组实验任务，让学生探究不同材质物体之间摩擦起电的情况，如玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮之间的相互作用，以此加深他们对正负电荷概念的理解。在整个教学过程中，教师应当鼓励学生记录观察到的现象、讨论可能的原因，并分享各自的想法，从而营造一个开放包容的学习氛围。

二、 构建模型化复杂，培养学生科学抽象思维

在核心素养导向下的教育实践中，培养初中学生物理科学思维素养的一个关键策略是通过构建模型来简化复杂知识，从而促进学生科学抽象思维的发展。科学抽象思维是指从具体现象中提炼出本质特征和规律的能力，它要求学生能够超越直观感知层面，深入理解事物背后的原理。模型化教学方法基于这样的理念：通过创建物理概念或过程的简化模型，帮助学生更好地理解和掌握复杂的科学知识。这种方法不仅有助于学生建立起对物理现象的清晰认识，还能激发他们探索未知领域的兴趣。在实际应用中，教师应引导学生参与模型的构建过程，鼓励他们提出假设、设计实验验证，并通过数据分析来完善模型。这种参与式的学习方式有利于培养学生解决问题的能力、批判性思维以及创新意识。

以鲁科版初中物理教材九年级上册中“探究电流与电压、电阻的关系”这一课的教学为例，本节课的教学目标之一就是让学生理解欧姆定律的基本内容及其应用。为了实现这一目标，首先，教师可以向学生介绍一个简单的电路模型，包括电源、定值电阻、滑动变阻器、电流表及电压表等组件。接下来，教师可以设计实验让学生亲自操作，观察并记录不同条件下（如改变电阻两端电压）电流的变化情况。在这个过程中，重要的是要让学生明白如何控制变量，即保持电阻不变时改变电压，或者保持电压恒定时改变电阻值，以此来探讨电流与这两个因素之间的关系。学生通过绘制i-u曲线图，可以从视觉上直观地看到两者之间存在线性关系，进而得出结论：当电阻固定时，电流与电压成正比；而在电压固定的情况下，电流则与电阻成反比。在整个教学流程中，教师应持续引导学生思考实验设计背后的原因，例如，“为什么选择特定类型的电阻器？”“滑动变阻器的作用是什么？”“如何确保数据收集的准确性？”这些问题不仅可以帮助学生深化对电路工作原理的理解，还能锻炼他们将复杂问题简化为可管理部分的能力。此外，教师还可以引入更多话题，如非线性元件特性分析等，进一步发散学生的思维。

三、 绘制导图展思路，培养学生科学创新思维

在核心素养导向下的教育实践中，绘制思维导图能够帮助学生整理思路、构建知识体系，并在此过程中培养学生的科学创新思维。思维导图通过图形化的方式将信息组织起来，使得复杂的信息结构变得清晰易懂。这种方法不仅有助于提高学生的记忆力和理解力，还能激发他们的创造力。当学生参与到思维导图的制作中时，他们需要主动思考各个概念之间的联系，这有助于他们形成深层次的理解。因此，在物理教学中运用思维导图，不仅可以辅助学生更好地掌握知识点，还能鼓励他们进行批判性思考与创新探索。

以鲁科版初中物理教材九年级下册中“汽化和液化”这一课的教学为例，本节课的教学目标是让学生理解物质状态变化的基本原理以及影响这些变化的因素。为了达到这一目的，教师可以引导学生使用思维导图来整理相关概念及实验观察结果。首先，教师可以展示一个初步的思维导图框架，包括“汽化”“液化”两大主题分支，每个分支下再细分出具体的过程（如蒸发、沸腾）及其特点。接着，教师可以通过一系列实验活动，如观察水的加热过程中的变化、酒精在手背上的蒸发等，让学生亲身体验并记录所见现象。随后，教师可以要求学生基于实验数据和个人观察完善各自的思维导图，添加更多细节，例如，影响蒸发速率的因素（温度、表面积、空气流动速度）、沸腾的特点（气泡产生、温度保持不变）等。在此过程中，教师可以鼓励学生提出自己对实验现象的独特见解，甚至设计新的实验方案来验证自己的假设。例如，学生可能会想探究不同液体的沸点差异，或者尝试改变环境条件看是否会影响液化过程。在整个教学环节中，教师应扮演好引导者的角色，适时提供反馈和支持，确保每位学生都能积极参与到活动中来，从中获得成长与发展。

四、 鼓励质疑勤反思，培养学生科学批判思维

在核心素养导向下的教育实践中，培养初中学生物理科学思维素养的一个重要策略是鼓励质疑与反思，以促进学生科学批判思维的发展。科学批判思维是指个体能够独立地分析、评估信息，并基于证据做出合理判断的能力。这种思维方式不仅要求学生接受知识，还要对所学内容进行深入思考，敢于提出疑问，勇于挑战既有观点。通过质疑和反思的过程，学生可以更加深刻地理解科学概念，提高解决问题的能力，并逐步形成独立思考的习惯。在教学过程中，教师应积极营造一个开放包容的学习环境，让学生能够自由地表达自己的想法，即使这些想法可能与传统观点相悖。此外，教师还应引导学生学会如何基于实验数据或理论依据来支持自己的观点，从而培养他们严谨的科学态度。

以鲁科版初中物理教材九年级下册中“内能及其改变”这一课的教学为例，本节课旨在帮助学生理解内能的概念以及内能变化的方式。为了激发学生的批判性思维，教师可以在讲解基本原理后设计一系列探究活动，例如，教师可以向学生演示活塞压缩空气使硝化棉燃烧和瓶塞跳起时水蒸气液化成雾的现象。首先，教师可以提出一些启发性的问题，如“为什么压缩空气会导致温度上升？”“瓶塞跳起时发生了什么能量转换？”等，鼓励学生根据已有的知识尝试解答。接着，教师可以组织小组讨论，让学生分享各自的看法，并试图找到共同点和分歧之处。在此基础上，教师可以指导学生设计简单的实验来验证自己的假设，例如，学生可以通过改变活塞压缩速度观察不同条件下硝化棉燃烧的情况，或者调整瓶内气体初始状态看是否会影响白雾形成的条件。实验完成后，教师应引导学生分析结果，对比预期与实际现象之间的差异，探讨可能的原因。更重要的是，教师需要鼓励学生提出新的问题，甚至是质疑现有的结论，例如，“除了做功外，还有哪些因素可能影响内能的变化？”这样的提问不仅可以加深学生对内能概念的理解，还能促使他们主动探索未知领域。通过持续不断地质疑与反思，学生将逐渐建立起一套科学的思维方式，这对他们未来从事科学研究或解决实际问题都具有重要意义。

五、 结论

综上所述，通过创设情境激发兴趣、构建模型简化复杂知识、绘制思维导图展现思路以及鼓励质疑与反思等方法，不仅可以帮助学生更好地理解物理学原理及其应用，还能在实践中促进他们批判性思维、逻辑推理能力和创新意识的发展。然而，需要注意的是，在实际操作过程中，教师应当灵活运用上述策略，并结合学生的实际情况不断调整优化。通过持续的努力，相信能够培养出更多具有较强科学探究能力的新时代人才，使其为国家乃至全球范围内的科技进步贡献力量。

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