《指向科学思维发展和物理观念形成的教学实践研究》——上师大附中王一妍

银色光辉

2025年新课标修订中在“分析综合”与“推理论证”两个核心素养关键词之间增加了一个“”和”字，变成了“分析和综合”与“推理和论证”，意味着分析和综合，推理和论证是两种不同的方法，它们并非简单的教学方法，而是科学思维深层结构的重要组成部分，标志着教学重心正从知识传授向思维培育深刻转型。

科学思维的构成要素看似纷繁复杂，涵盖观察、建模、推理、验证等多个维度，初学之时常感零散无序；然而随着实践深入，逐渐发现这些元素并非孤立存在，而是彼此交织、相互支撑，共同构筑起科学认知的有机网络。

所谓科学思维，本质上是支持学生在科学探究中不断发展和修正知识的一系列认知与元认知能力——它不仅是获取结论的工具，更是质疑、建构与反思的过程本身，是物理观念得以生根发芽的土壤。

什么是头脑中的提炼与升华？那是从具体现象中抽离本质规律的思维跃迁，是从纷繁实验数据中凝练核心概念的智力提纯，是将碎片经验转化为系统理解的关键一步。

当多个现象、实验或理论都指向同一个根本原理时，那便是提炼与升华的时刻。正如“力是改变物体运动状态的原因”这一判断，超越了表象的推拉动作，直指动力学的本质内核，成为物理观念的基石。

一个单元如同一棵树，枝叶伸展于不同的知识点之上；另一个单元则是另一棵树，看似独立生长。然而，它们的根系在深层的物理观念土壤中悄然相连——能量守恒、因果逻辑、模型建构，正是这些共同的根基支撑着知识之树的繁茂。

一个知识点为何要如此设计教学路径，而不是随意展开？这不能依赖直觉或经验主义，而必须建立在科学思维发展的逻辑之上：每一步引导都应服务于学生物理观念的逐步成型与深化。

教学的节奏应当遵循思维生长的节律：第一步激发原有认知，唤醒前概念；第二步激励探究，引发认知冲突；第三步激化解构，打破错误图式；第四步激活观念，促成结构重建——四“激”联动，层层递进。

从能量的视角切入物理教学，往往能穿透现象迷雾，直抵本质规律。以赫兹实验为起点，不急于呈现光电效应的结论，而是引导学生追问：能量是如何传递并发生转化的？

让学生依据已有经验大胆猜测，他们或许会认为光电子的逸出与光的强度有关——这正是教学的起点。真实的思维过程始于朴素直觉，而后通过实验与推理逐步走向科学建构。

获得截止频率的数值并非终点，真正的目标在于理解“能量量子化”的深层含义。教学的价值不在于记住条件，而在于揭示现象背后能量交换的机制。

教师的任务是帮助学生在脑海中持续构建“光的能量”这一物理图景。每一个问题都应聚焦能量主线：光子如何传递能量？电子如何吸收并克服逸出功？而非机械提问“光电效应的条件是什么”。

课堂教学必须从一开始就锚定终极目标——发展科学思维，形成物理观念。唯有如此，每一环节的设计才能有的放矢，使学生的思维在探究中不断逼近科学本质。

下课前务必留出一分钟进行总结：引导学生将本节课的内容与已有知识建立联系，思考它如何修正了旧有认知，又将如何支撑未来的学习。知识唯有在结构化中才能真正“活”起来，避免沦为零散记忆的堆砌。