物理核心素养导向下的思维能力培养

李于阗

【摘要】培养学生的创新思维能力要求教师转变观念，以物理核心素养为引领，注重引导学生开展创造性活动，培养学生的“形象”与“抽象”，“想象”与“逻辑”，“发散”与“独创”以及“联想”等创新思维。

【关键词】初中物理 核心素养 创新思维 培养

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）07A-0143-02

物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的、适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的品质。物理核心素养由“物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任”四个方面构成。在深化课程改革过程中，教师要注重培养学生的科学素养和创新思维能力，这就要求教师转变观念，以物理核心素养为引领，注重引导学生的创造性活动，并以相应的创造性思维的熏陶来发展学生的创新意识。那么，如何以物理核心素养为导向培养学生的创新思维呢？

一、以“物理观念”为导向，培养学生“形象”和“抽象”的创新思维

核心素养提出的“物理观念”，是物理概念和规律在头脑中的提炼与升华，是从物理的角度解释自然现象和解决问题的基础。学生学习物理概念和规律的过程，就是从感性认识到理性认识的过程。教师在教学中不要把物理概念全盘抛给学生，而应以“物理观念”为导向，让学生从形象思维过渡到抽象思维，归纳出物理概念和规律，培养学生“形象”和“抽象”的创新思维能力。

在人教版八年级物理下册《力》一课中，关于“力”的概念的教学，就是让学生经历从自然和生活现象中归纳力的概念的过程。首先，以生活实例为学生创造“力”的情境。教师出示少数民族的押加比赛图片，两个人用“力”拖动布带互拉，以决胜负。然后，教师引导学生描述一些生活中与力有关的现象（如下图）。

接着，提出问题：发生力的现象时各有什么特点和共同点？引导学生梳理并总结，归纳出力的概念：力是物体对物体的作用。

二、以“科学思维”为导向，培养学生“想象”和“逻辑”的创新思维

“科学思维”主要包括模型构建、科学推理、科学论证和质疑创新等要素。初中物理有很多抽象的知识，如原子结构、磁场等。怎样才能让学生快速理解这些抽象的知识呢？笔者认为可以运用“理想模型法”进行教学，通过构建物理模型，疏通学生的思路，帮助学生建立清晰的物理图像，使抽象的问题变得直观，既增强了学生学习物理的兴趣，又降低了学生学习的难度。

在人教版九年级物理第二十章《磁现象 磁场》一课中，因为磁场看不见、摸不着，学生要认识磁场是比较困难的，教师可以通过“模型构建”，形象地描述磁场。

师：大家想不想知道磁铁周围的磁场“长”得怎样？

生：想！

学生实验：1.把玻璃板放在条形磁铁上，在板上均匀撒上铁屑并轻敲板，观察发现铁屑有规则地排成一条条曲线（引导学生观察条形磁体的磁场分布）。2.把一些小磁针放在曲线上，发现小磁针的N极指向一致沿着曲线方向。

师：请你们想一想，怎样形象、直观地描述磁场？

生：我们在磁场中画一些带有箭头的曲线，箭头的方向就是该点磁场的方向，这样的曲线就叫磁感线。磁感线的方向都是从磁体N极出，回到S极。（学生画出条形磁铁的磁感线）

这个片段以“科学思维”为导向，构建磁场的模型，把抽象的磁场直观、形象地描述出来，不但使学生轻松掌握这个知识点，有助于学生领悟研究磁场的科学方法，而且培养了学生“想象”和“逻辑”的创新思维。

三、以“科学探究”为导向，培养学生“发散”和“独创”的创新思维

物理是以实验为基础的学科，让学生经历科学探究的过程是培养学生创新思维的最佳途径。物理学中很多重大规律的发现，都是经历发现问题—进行猜想—设计实验方案—实验验证等过程后才得到结论。科学探究过程实质是一个创新思维的训练过程，学生在生活情景中发现问题，训练了学生提出问题的思维能力；学生对问题进行猜想，训练了学生的发散性创新思维能力；学生设计实验方案，亲历探究过程，使学生的个性得到了张扬，学生的创新思维得到了拓展。

在人教版八年级物理下册《浮力》一课教学中，探究“决定浮力大小的因素”是本节难点。教师出示图片，学生观察、思考，然后提出问题：“人在死海中能漂浮在水面上，在河水中却不能，那么浮力的大小跟什么因素有关呢？”

有趣的情境唤起了学生的思维认知，促使学生快速进入探究者的角色，教师引导学生大胆猜想：浮力的大小可能跟物体浸在液体里的体积、物体的密度、液体的密度或物体的形状等因素有关。此时，教师说道：“请你先独立思考设计实验方案来验证你的猜想，然后在小组内交流选出一个最佳的实验方案。”

这样教学，教师没有禁锢学生的思维，而是放手让学生亲自动手设计实验方案，并鼓励学生大胆创新，设计出不同的方案。下面是5个小组代表在全班汇报的实验方案。

小组1：把一块铁块挂在弹簧测力计下，使铁块浸入水中的体积分别等于[V4]、[V3]、[V2]，测出浮力大小是不同的，验证了浮力的大小跟物体浸在液体里的体积有关。

小组2：将体积相同的铁块、铝块浸没在水中，发现它们受到的浮力是相同的，验证了浮力的大小跟物体的密度无关。

小组3：将同一块橡皮泥分别浸在水和酒精中，测出所受的浮力，浮力不相同，说明浮力的大小跟液体的密度有关。

小组4：把同一块橡皮泥分别捏成圆形、方形和扁形浸没在水中，发现这三种情况下测力计的示数是相同的，说明了浮力的大小跟物体的形状无关。

通过动手探究，学生理解并掌握了影响浮力大小的因素，轻松地突破了本节课的难点，有效地渗透了猜想、分析等思维方法，让有不同特长的学生都得到了发展，学生的思维贯穿了整个科学探究的过程，培养了学生“发散”和“独创”的创新思维。

四、以“科学态度与责任”为导向，培养学生“联想”的创新思维

教师以“科学态度与责任”为导向，引导学生正确认识物理学科的本质，让学生从“生活走向物理，从物理走向社会”，进一步理解课程内容与生活、社会、环境和科技发展的联系，使学生逐渐形成对科学具有好奇心和想象力，独立思考、勇于创新的正确态度，培养学生“联想”的创新思维。

在八年级物理下册《力》的教学中，教师创设了一个对话的情境引导学生思考。

师：物体间力的作用是相互的，请同学们想一想，举例说一说在生活、生产中是如何应用“力的作用是相互的”。

（先打开学生的思维，学生先个人思考，然后小组讨论交流，让学生的思维不断碰撞，产生更多创新思维的火花）

生1：人游泳时，手向后划水，水对人有向前的推力。

生2：人向前走路的时候。

生3：直升机升空时。

生4：我国的神舟飞船就是由长征二号火箭发射升空，火箭发射时，快速向下喷出燃气，给燃气一个向下的力，燃气同时也给火箭一个向上的动力，从而火箭就发射出去了。

生5：我曾梦到我坐的小船停在冰面上，由于没有摩擦，无法推动小船，后来，我想出了一个奇妙的方法——把行李向后扔出去，小船居然动起来了。（全班学生为他这个“奇思妙想”而鼓掌）

师：科学家发现了“力的作用是相互的”的物理规律，并应用在生活、生产中，从而推动了人类的文明和社会的进步。现在汽车越来越多，导致了环境污染和能源危机，请你做一个小小发明家，用废旧材料制作简易空气动力小车，看看谁的设计最有创意，能有效解决这个难题。同时，老师希望每名同学都有把科学技术服务于人类社会的意识，凝聚力量实现“中國梦”“强国梦”。

总之，以物理核心素养“物理观念”“科学探究”“科学思维”和“科学态度与责任”为导向，从四个维度培养学生的创新思维能力，针对性强、效率高，为实现“中国梦”培养具有创新精神和创新能力的一流人才。

（责编 林 剑）