在物理教学中培养学生科学思维方法的研究——以《自由落体运动》为例

环节 2：逻辑推理——“现象分析”科学思维力量的体现。
新思维。
师：请同学们回顾上节课，伽是如何否定亚的观点的？
环节 2：逻辑推理。逻辑推理是对“自然现象分析”的过
生：伽以亚的观点为基点，运用逻辑推理的方式（对比大石
程，而科学思维的发展是以物理规律的提出前提，然后进行实
块和小石块、大小石块整体下落的快慢）得出了相矛盾的观点，
的教学方法（一根横杆两根柱，学生依次上前跳）的限制，跨越
教学效果。在实施过程中，我用实验对比法、数据统计法进行
式跳高未能受到中学生的青睐。因为横杆放在跳高架上ຫໍສະໝຸດ Baidu固
研究。
定的，学生都得在统一的高度练习，身体素质差的学生可能认
1 研究对象与方法
为太高，而素质好的同学可能认为太低，这样既不便于利用空
1.1 研究对象
间和时间，又不利于学生展现个性魅力。因此学生对这种喜闻
以 2017 届高一（4）班学生为对照班（采用传统的跨越式跳
化。后发现，速度随位移均匀变化将会推出荒谬的结果，故而
采用前者猜想。
设计思路：科学假设凝聚着科学思维。在教学过程中要引
导学生了解整个猜想思路。让学生体会伽所处的时代背景、物
理概念提出的意义，然后再分析提出猜想并对猜想进行逻辑分
时代背景及所面临的困难，由此来让学生进一步感受伽的思维
方法的精妙之处，从中获得思维的启发。
三、结语
在新高考的大环境下，培养学生核心素养科学思维日渐提
上日程。每一个物理规律的成型都凝结着科学家们的智慧与
科学思维，在日常的教学过程中，教师要善于利用物理学史活
跃课堂的气氛，让学生身临其境地去感受物理规律的发展历
然会保持匀加速直线运动的性质。
最后，教师总结伽的方法回归现实，我们在科学研究过程
中要懂得重视和忽略。伽的科学思维方式和科学研究方法是
推进物理学发展的一大助力，进一步明确科学思维的魅力与力
量所在。
设计思路：伽对自由落体运动的研究所用的科学推理方法
开创了物理学发展的先河，整个研究过程是对科学思维的一个
实质化的体现。在教学过程中，教师要引导学生感受伽所处的
程，感受科学家们在面对艰难的条件下，如何利用科学思维去
解决问题，利用科学的研究方法对其进行检验。结合学生思维
发展的黄金时期，教师做好引导工作，进行精心的教学设计，使
得学生的科学思维得到一大步提升与更新。
参考文献
［1］廖文斌 . 高中物理教学中科学思维的培养实践——以
“ 万 有 引 力 定 律”一 课 为 例［J］. 中 学 物 理 教 学 参 考 ，2019，48
验探究，最后形成科学理论。在教学设计环节很有必要引导学
说明了亚的观点是错误的。
生进行逻辑推理，让学生感受科学思维的力量。
环节 3：科学设想。该环节是培养学生的质疑创新思维的
师：这一过程伽运用的方法有何特点？我们称之为什么
方法？
核心，科学猜想不是主观臆断，是基于科学的逻辑推理进行的，
生：从原论点出发，得出相互矛盾的结论。称之为反证法。
（24）：4-5.
［2］周天源 . 浅谈物理科学思维的培养——以“几种常见的
磁场”教学为例［J］. 中学物理教学参考，2019，48（20）：9.
（作者单位：湖南理工学院、物理与电子科学学院）
师：伽如何证明亚的观点是错误的？
学习科学家们在研究的过程中所运用的科学思维及方法。再
生：通过逻辑推理和科学实验论证的方法。
通过创设知识应用情景，引导学生在利用物理思维解决问题的
过程中稳固科学思维的培养。
设计意图：引导学生了解亚的错误来源于对生活经验的感
性认识，没有经过科学的加工与处理。了解科学思维的实质就
以科学思维为核心的教学框架可以分为以下几个环节。
是对感性材料加工处理形成科学认知的过程。有了这一步认
环节 1：重现历史。回溯历史情景，让学生身临其境地感
知之后，再去引导学生利用科学思维去理性分析伽的研究历
受这一自然规律的起源及发展历程，前人如何发现提出，建立
程，对学生的思维发展起到提升作用。
前遇到怎样的困难。该情景教学过程，让学生初步有了质疑创
动是最简单的变速运动的一种，即速度为均匀变化。
值得我们在教学过程中，引导学生去思考、感受科学思维的内
师：那么，他又是如何定性描述该“均匀”的？
在动力。
生：伽提出了两种猜想，分别是速度随时间、位移均匀变
实践分享
192

“皮筋”在跨越式跳高教学中的运用
■唐
威


轻重不同的物体下落得同样快。
培养陷入僵局。在新课改的环境下，笔者认为要构建一个以科
师：亚的观点是如何得出来的？又为什么持续了千年？
学思维为核心的教学模式，以教材为载体，发展学科核心素养
生：对生活经验的直接总结，没有经过精密的思考和科学
为目标，通过创设情境，链接所学知识，引导学生在发现、解决
的论证。
问题的过程中实现质疑创新、逻辑推理、科学论证的能力培养。
关键词：科学素养；物理教学；自由落体；科学思维
们的两位代表人物（亚里士多德、伽利略）分别提出了什么样的
一、以科学视角分析高中物理教学
观点？
（以下简称为亚和伽）
高中教学长久居于高度应试化的位置，忽略学生在课堂上
的主体位置，没有发挥学生的主观能动性，对学生的科学思维
生：亚认为重快轻慢。伽认为物体下落快慢与质量无关，

要：针对一般跨越式跳高在教学中的不利因素，提出
乐见的体育运动项目就会逐渐失去兴趣。我们都知道兴趣是
了在跳高课中运用“皮筋”来激发学生的学习兴趣，培养学生自
摘
行动的最大动力，是成功的源泉，我们可以想象学生没有兴趣
主、自想、自创、自练、自评的能力及终身体育的习惯。
计的亮点所在。
）
师：伽在设计实验的过程中又面临了什么样的困难？
生：当时技术不够发达，无法直接测定瞬时速度。
师：伽是怎样解决的呢？
生：伽通过数学运算得到若速度正比于时间，则位移正比
于时间的平方，猜想就可以得到验证。
师：紧接着，伽又遇到了什么问题，如何解决？
生：计时工具简陋，只能通过滴水计时，无法准确测量运动
科学论证能够在此过程得到充分体现，通过该环节能够展现科
师：在这个基础上，伽进一步做了什么？
学思维的魅力。
生：提出自己的观点，认为轻重不同的物体下落得一样快。
环节 4：实验构思。该环节是前三个环节的一个综合体
现，在该环节里能够充分培养学生的大胆质疑、创新意识。
设计思路：伽推翻亚的观点是物理学史的一个大事件，标
析论证可行性的过程，明确伽形成猜想的缘由，大展科学思维
的魅力所在。
环节 4：
“构思实验”科学思维的稳定成型。
师：伽是如何通过实验来验证他的猜想的？
（伽所处的时代实验环境条件相当粗糙，也正是如此才显
得伽的科学思维和方法尤为突出，在教学过程中教师要引导学
生身临其境感受伽所面临的困境，引导学生思考伽这一实验设
时间。伽设计了斜面实验，冲淡重力的作用，延长运动时间。
师：后实验得出了什么样的规律？
生：上百次实验结果表明，小球在斜面上的运动为匀加速
直线运动。
师：上述是实验结果得来，那么自由落体运动的规律是如
何得出的？
生：伽在上述结果的基础上做了一个合理的外推，斜面倾
角增大到 90°，小球的运动就是自由落体运动，且伽认为小球仍
师：伽提出轻重物体下落同样快。是否止步于此了？请同
学们阅读教材内容，并展开思考。
师：伽在研究过程中首先遇到了什么困难？
生：伽首先遇到的困难是缺少物理概念。于是伽首先建立
了描述运动的概念，其中包括平均速度、瞬时速度等。
师：伽对落体运动有何猜想？
生：伽相信，自然规律是简洁明了的。由此，他猜想落体运
方式提出了自己的观点，让科学思维的力量大放异彩。这些都
感受伽利略在这一研究中所经历的困难，以及所运用的科学方
法，是培养学生科学思维的重要途径。
在我们现代实验室里能够简单操作得到很直观的实验现
象，回溯到伽利略所处的历史背景，在物理概念、实验设备缺少
的年代，伽利略以归谬法推翻了亚里士多德观点，以逻辑推理
环节 3：科学假设——“论证意识”科学思维魅力的体现。
导：参加体育活动是一件苦差。因此，我们在教学中有必要将
肢力量的锻炼，提高学生的弹跳力，强壮体魄。同时跨越式跳
此观念进行转变。
高技术自然、简单，容易掌握，是广大少年儿童所喜爱的体育运
在教学过程中利用“皮筋”这种较常见、普通的健身工具，
动之一。但由于受到场地、器材及一些老师在教学中一直沿用
将它融入跨越式跳高教学中，激发了学生兴趣，取得了良好的
的体育课是何等的糟糕。过去人们不大重视对体育运动中的
关键词：跨越式跳高；皮筋的运用；体育教学
快乐体验进行宣传，不把学习和锻炼过程当作一种快乐，而喜
前言：跨越式跳高是中学体育教学中一项比较重要的内
欢把这个过程渲染得异常艰苦，无形之中给人产生了一种误
容，它既可以全面发展学生的灵敏性、协调性，又能加强学生下
实践分享
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在物理教学中培养学生科学思维方法的研究
——以《自由落体运动》为例
■张成林
摘
要：本文从新高考改革和新课标出发，以“自由落体运
孙亚辉
2. 以科学思维为核心的教学设计
动”为例，阐述如何在教学过程中培养发展学生的科学思维，以
环节 1：重现历史——“情景再现”追溯源头。
及核心素养的同步提升。
师：回顾一下上节课学过的内容，有关落体运动的规律，我
志着物理学的开端，直接彰显了科学思维的力量。让学生自己
二、教学案例——自由落体运动
进行总结，有助于内化形成科学思维。其次，让学生了解反证
1. 教材分析
法这一体现科学思维的严谨性的方法。
该章节内容安排为科学漫步拓展，但笔者认为，学生虽已
对自由落体运动有了一定的认识，但培养学生的科学意识不仅
仅是运动规律的探索，让学生沉浸到历史发展的进程里，切身