基于物理科学思维核心素养视角下的新高考教学实施策略

                           刘成刚

科学思维是高中物理学科核心素养的一个主要方面，它是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判,进而提出创造性见解的能力与品格。因此它主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。基于科学思维的基本要素，教学中要抓住以下四个关键方面进行课教学实施，以适应新课程标椎下高考的需求。

一、要基于“真实”问题情境进行模型建构

模型建构要求学生具有建构理想模型的意识和能力，能够根据研究问题和情境，在一定条件下对客观事物进行抽象和概括，构建易于研究的、能够从主要方面反映事物本质特征和共同属性的理想模型和概念。其实质就是将隐藏在复杂物理情境中的研究对象或过程进行简化、抽象、类比、概括，从而揭示客观事物的本质与规律。

   真实问题情景，是自然界及生活中客观存在的、未被加工的物理问题，具有生态性的特点。真实的情景性问题，呈现形式是对物理情景的描述，没有已知量、未知量，需要学生自己去加工，梳理，转化为物理模型，在这个过程中既要用到理想化方法、等效转化方法、近似方法等具体学科方法，又要用到分析、综合、类比、概括、抽象等科学思维方法。因此，真实的问题情境有利于发展学生物理建模能力。

二、要凸显科学推理的过程

科学推理，是根据一个科学判断或一些科学判断得出另一个判断的思维形式。包括归纳推理、演绎推理和类比推理^[2]。下面以归纳推理为例。

归纳推理是从个别(特殊)事物到普遍(一般)事物的逻辑推理方法。物理教学中应引导学生从大量的事物中发现这些事物的共同特点，寻求其本质特征。

物理学中大多数概念的形成、规律的建立都运用了实验归纳法,即根据观察到的实验现象、前人的实验结果等进行定性分析,做出初步猜想,运用控制变量法通过实验探究或理论探究,得出结论。

三、要强化基于证据的科学论证

科学论证要求学生具有使用科学证据的意识以及评估科学证据的能力，运用证据对研究问题进行描述、解释和预测的能力以及建立证据与解释（预测）之间关系的能力。其中的证据主要包括实验和理论两个方面。

在教学中，当学生做出猜想、假设时，教师一定要让学生陈述支持的证据，促使学生运用以前的知识经验对猜想、假设做出解释，以体现猜想、假说的真正价值。教师可以追问：有哪些证据可以支持你的观点或结论？可以做什么样的实验来验证你的观点？ 可以用什么样的科学知识来解释你的结论？ 如果观点是对的，会有什么现象发生？ 如果你的结论是对的，会有什么推论产生？从而养成形成运用物理知识及其思想和方法来认识身边事物和处理问题的自觉意识，避免仅凭经验，又不自觉的回到错误前概念中去的心理惯性。

物理现象的本质特征常常较为隐蔽，而非本质特征又常常以较强的刺激形式干扰和欺骗学生的感知。只有以事实和科学知识（科学概念和科学规律）为证据进行科学推理，才能透过现象、正确解释不同的现象的本质和预言其发展规律。

四、要启疑与质疑，发展学生思维的批判性与独创性

质疑的不是一般地提出问题，而是首先对研究的内容经过独立深入充分分析后提出的质询性的问题，质疑的本质是求真而进行的理性批判与科学求证，质疑的最终效果是对知识的运用或新知识的建立，以及加深学生对物理概念规律的理解，除此而外还是创新意识和实践能力的培养。同时，还可以给学生设疑和启疑，促使学生深度思考，发展学生思维的独创性。

培养学生的批判性思维，教师也可设计有关是非评判性内容，发展学生的批判性思维品质。如在教学中教师可以故意预设一些不完整或不严密，甚至是不科学的素材，制造疑惑，引发学生的认知冲突，通过师生的交流与辨析，把学生的思维引入纵深。

总之，科学思维是物理学科核心素养的关键要素之一，在教学过程中要通过联系生活，创设真实的生活情境，激发学生的思维兴趣，诱发学生的认知冲突，在解决问题的过程中，学会基于证据进行科学分析与推理论证，学会通过质疑去求真，通过真实的模型建构，有效提升学生思维能力，是适应新高考的重要教学手段。