基于科学思维培养的高中物理课堂优化策略

——以“牛顿第一定律”为例

绵阳东辰中学  金浪

摘要：在新课标素养导向的教学背景下，高中物理教学不再局限于知识点的传授，更侧重于学生科学思维的养成。在日常教学中，多数教师仍沿用传统授课模式，偏重公式结论记忆和题型训练，忽略知识生成过程中的思维引导，导致学生认知停留在表面，难以形成真正的高中物理科学思维。本文结合一线课堂教学实际，立足学生真实认知误区，梳理当前课堂教学的不足，以科学思维落地为目标，提出贴合高中生认知规律的课堂优化策略，为高中物理素养课堂教学提供参考。

关键词：高中物理；科学思维；牛顿第一定律；课堂优化

一、牛顿第一定律课堂教学的现存问题

牛顿第一定律的教学存在明显的“重结果、轻过程”问题，教师教学思路固化，多按照导入、演示、讲授、刷题的固定流程授课，没有结合学生的认知特点设计思维训练环节，具体问题主要体现在三个方面。

（一）学生前置认知误区难以有效修正

学生在生活中积累了大量直观经验，普遍认为“有力物体才会运动，没有力物体就会静止”，下意识将力看作维持运动的原因。这种生活化的前概念根深蒂固，而传统教学中，教师往往直接用实验现象推翻学生的固有认知，缺少充足的辨析和思考时间。学生只能被动接受新的高中物理规律，并没有真正理解自身认知的错误根源，后续做题和生活判断中依然容易凭直觉出错。

（二）实验教学流于形式，弱化科学推理训练

理想实验推理是本节课的核心思维方法，也是高中物理学科独特的探究方式。但在日常课堂中，斜面小车实验大多沦为观赏性演示实验，学生只需观察现象、记录数据，教师直接总结出“阻力越小，运动距离越远”的结论，跳过了层层递进的逻辑推导过程。学生只看到了实验现象，却没有参与推理过程，无法理解理想实验“依托事实、合理外推、得出规律”的核心逻辑，科学推理能力得不到有效锻炼。

（三）知识点碎片化，学生难以形成系统思维

很多教师将实验、定律、惯性三个知识点割裂讲解，没有结合物理学发展历程梳理知识脉络。学生只能零散记忆知识点，不了解人类对力与运动关系的认知演变过程，无法体会科学探究的质疑、验证与完善过程。同时，课堂练习多为机械性习题，缺少结合生活场景的思辨类问题，学生难以完成知识迁移，归纳思维与批判性思维得不到锻炼，无法构建完整的高中物理知识思维体系。

二、聚焦科学思维培养的课堂优化策略

（一）创设认知冲突，纠正前概念，激活批判思维

想要培养学生的科学思维，首先要打破学生的错误生活化认知。课堂导入不再使用单一的情境引入，而是设置两组相互矛盾的生活场景，引发学生认知冲突。推桌子时桌子随力运动、撤力即停，看似印证了“力维持运动”；而踢出的足球、滑行的冰壶，脱离作用力后依然可以继续运动，与前者现象完全矛盾。

通过两组现象对比，让学生直观发现自身原有认知的漏洞。随后组织课堂小讨论，鼓励学生大胆表达自己的观点与疑惑，充分暴露思维误区。教师不急于给出标准答案，而是顺势引导学生思考：生活中静止的物体停下，真的是因为没有力吗？是不是存在看不见的阻力作用？以此让学生区分生活表象与高中物理本质，主动质疑固有经验，激活批判性思维，为后续规律探究做好铺垫。

（二）重构实验流程，分步推导，强化科学推理思维

科学推理是本节课最核心的思维训练目标，教学中必须改变“重演示、轻推导”的实验模式，让学生全程参与实验设计、现象分析与规律外推。在实验开始前，引导学生自主思考实验设计的关键：如何改变阻力大小？如何保证小车每次滑到水平面的速度一致？让学生理解控制变量法的实际应用，而非死记实验步骤，掌握高中物理实验探究的核心方法。

在学生自主完成实验、记录毛巾、棉布、木板三组实验数据后，以问题链的形式引导学生逐步推理。先对比现象得出基础结论：接触面越光滑，阻力越小，小车滑行距离越远，速度减小得越慢。再逐步向外推理：如果阻力继续变小会怎样？如果水平面完全光滑、阻力为零，小车是否会停止？通过层层递进的自主推导，让学生独立归纳出牛顿第一定律的核心内容，真切体会理想实验的探究方法，真正实现以实验练思维，而非以实验走流程，夯实高中物理科学推理素养。

（三）融入物理学史，串联认知脉络，建构系统思维

科学知识的迭代过程，本身就是绝佳的思维教学素材。课堂中简要梳理力与运动认知的发展历程，帮助学生构建完整的高中物理知识体系。从亚里士多德基于生活直观得出的错误结论，到伽利略通过理想实验大胆质疑、推翻传统认知，再到笛卡尔对运动规律的补充，最后由牛顿整合总结得出经典力学定律。

通过史学脉络的梳理，让学生明白科学结论并非一成不变，而是一代代科学家不断质疑、验证、修正的结果。这一过程不仅能帮助学生深度理解牛顿第一定律的由来，更能让学生学习严谨的高中物理科学探究方法，养成敢于质疑、严谨求证的思维品质，摆脱碎片化的知识记忆，形成系统化的物理思维。

（四）立足生活情境，辨析易错点，提升思维迁移能力

科学思维的最终落脚点是解决实际问题。课堂收尾与巩固环节，摒弃机械刷题的训练方式，改用生活化情境开展思辨训练。结合乘车刹车身体前倾、拍打衣服去除灰尘、跳远助跑等学生熟悉的场景，让学生自主运用定律和惯性知识解释现象，践行高中物理“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念。

同时针对学生高频思维误区设置辨析问题，引导学生自主纠错：惯性是否与速度大小有关？静止的物体是否具有惯性？通过对真实情境和易错问题的辨析，帮助学生突破思维定式，厘清概念本质，学会用高中物理思维分析生活现象，实现知识与思维的双向迁移。

三、教学结语与反思

牛顿第一定律的课堂教学，核心是思维培育，而非知识灌输。传统教学模式只解决了“学生学会知识点”的问题，却忽略了“学生学会思考”的核心目标。通过认知冲突纠错、实验推理赋能、物理学史建构、生活情境迁移的优化策略，能够有效解决课堂思维训练不足的问题，让学生完整经历科学探究的真实过程，落实高中物理核心素养培育目标。

在高中物理教学中，科学思维的培养是一个长期的循序渐进的过程。教师在日常教学中，需要立足每一节课堂，深挖教材背后的思维价值，摒弃功利化的应试教学思维，以学生的认知发展为核心，细化教学环节、落实思维训练，让高中物理课堂真正成为培育学生核心素养的主阵地。

参考文献

• ]赵云飞.高中物理教学中科学思维培养策略[J].试题与研究,2026,(18)91-93.
• 孟鹏嘉.基于科学思维培养的高中物理概念教学策略——以“运动的描述”为例[J].求知导刊,2026,(15)92-94.

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