在物理教学过程中，物理学科核心素养是物理教学的新目标，包括物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任四个方面的内容，其中科学思维能力的培养是物理核心素养中的一个重要部分；这是新课程改革的目标，对培养学生的科学素养、思维能力提出了更高的要求。如何在教学过程中做到培养学生科学思维能力是我们一线教师必须面对的课题。
1. 物理科学思维能力的培养内涵与特征
物理科学思维是物理学科核心素养的重要组成部分，是从物理学的角度对事物的本质以及其变化规律等进行分析、综合、抽象和概括的过程。在科学思维能力提升的过程中，以事实为依据，进行科学的推理，并对不同的观点进行大胆的质疑，进而提升创造力。
物理科学思维能力由构建理想模型、科学推理、科学论证和质疑创新四部分构成。首先，理想模型是指在解决问题的时候对实际问题进行假设然后再来模型化这个问题，分为对象模型、条件模型和过程模型三类。理想模型的建立能够突出主要因素忽略次要因素，使物理研究过程更为简洁。例如在科学推理实验过程中，实验条件难以满足时，需要借助一定的想象，并在实验的基础上，推导实验在理想的条件时会有什么样的实验现象，从而得出规律。规律推导的过程也是体现了物理科学思维能力的抽象化的特点。其次，科学论证由事实论证、比较论证、事例论证等多种论证方式组成。在高中物理实验过程中，就是运用了理论论证和事实论证相结合的方法培养学生的创新能力。这体现了科学思维能力不仅具抽象性的特点，还具有精准性的特点。以及在学习探索的过程中，质疑创新显得尤为重要，质疑创新是指依据一定的理论基础，提出不同于常规的想法，并通过科学性思维直观性的特点，利用现有的条件进行论证。
2. 中学生科学思维能力培养的策略
2.1培养学生的主体意识，开展积极的思维活动
在高中物理的教学过程要突出学生的主体作用，鼓励学生独立思考，从原本的被动接受转变成主动探索。只有学生的主体意识增强了，其在教学过程中的参与度才会越来越高。以及在教学过程中要注意课堂引导，例如，在课程开始之前通过播放有关课程内容视频，或者通过一些有趣的小实验，吸引学生的注意力，引发学生思考，帮助学生掌握物理科学规律的产生以及发展的全过程，在发现问题、提出问题、分析问题和解决的问题的过程中有效的培养学生的综合素质与创新能力。
2.2 改革教学方式，帮助学生掌握思维方法
在物理课堂的教学过程中，注意联系实际，教师的语言尽量生动有趣一些，必要的话可以通过作图或举例引导学生对一些抽象的思维进行归纳反思，减少学生对物理思维能力认知的模糊感。在条件允许的情况下可以进行实验验证，并组织学生进行观察并记录，便于对物理概念、物理规律的分析和总结；以及课后要引导学生积极交流与反思，鼓励学生积极思考，并用理论进行证明，养成科学的思维方式。
2.3 建立课外兴趣小组，提升学生发散性思维
通过建立课外兴趣小组，分小组完成实验任务，利用学校的现有条件，做到“学以致用”，使学生感受到物理知识就在我们的身边。也可以让学生进行社会锻炼或者是社会调查，到工厂、农村、商店等地进行参观、访问、调查，切身感受，在实践中了解学习理论知识的应用，在实践探索中提升科学思维能力。学生带着好奇心进行探索，不仅能够加深对知识点的理解，还可以培养其科学思维能力以及理论联系实际科学探究的能力。
3. 科学思维能力提升的案例分析
高中教学培养的人才不仅应是高素质的人才，还应具有很强的动手操作能力、创新能力，因此在教学过程中，要充分发挥教师的主导作用，形成以探究式、启发式等为主的教学方式，引导学生发现问题并解决问题。以在教学过程中学习牛顿第一定律为例探讨如何培养高中学生的科学思维能力。
3.1 激发学生的求知欲，提升学生的学习兴趣
在教学开始之前，通过创设情境等方式激发学生的兴趣；教师可以进行小实验，用手推放在讲台上的凳子，发现用力推凳子会动，不推凳子就不会动，用锤子敲打钉子，敲打钉子，钉子会动，停止敲打，钉子也停止不动，以及通过视频播放马拉车的过程，从而引出问题：物体的运动是否需要力的维持？通过列举学生生活中的实例来激发学生的学习兴趣，引导学生思考，培养思维的广阔性，并顺利的进入新课教学。
3.2 鼓励学生大胆质疑，引导学生主动探索
（1）鼓励学生利用桌面上的器材，自行设计实验，研究物体运动是否需要里的维持，分别在桌面上铺上毛巾、玻璃等，发现停止推动小车，小车仍然会运动一段距离，得出力并不是维持物体运动的原因。分组实验，亲身体验感受力与运动的关系，通过实验过程来培养学生的分析观察能力，让学生自己探索，逐层分析总结实验现象的原因。学生操作结束后，可以让学生代表总结在操作过程中发现的实验现象，进而提问引导学生思考是什么原因使小车停下来了？学生进行猜测，在这一过程中培养学生积极探索的科学精神。经过讨论，学生总结回答：是因为小车在运动的过程中受到了摩擦力的作用，并且接触面越光滑小车运动的距离越远。通过提问培养学生的归纳总结的能力以及科学研究的态度。
（2）设置疑问：如果接触面光滑，将小车换成小球，小球将会怎样运动呢？
学生进行总结交流，在实验的基础上进行进一步的总结，发现小球在没有受到摩擦力的作用时会一直运动下去。通过讨论交流得出结论：物体的运动不需要力来维持，小车停下来的原因主要是受到了摩擦力的作用，是摩擦力阻碍了物体的运动。进而引出伽利略的理想斜面实验，并通过多媒体课件进行展示：首先，当斜面是对称的时候，小球会运动到斜面等高的位置；其次，当不断的减小斜面一侧的高度时，小球依然会运动到等高的位置，滚动的距离越来越远；因此，如果把斜面放平，小球要运动到登高的位置就会一直运动下去。在教学过程中，通过观察对比实验，在学生的交流讨论过程中充分发挥学生的想象力，培养学生的发散性思维，培养学生物理思维能力和科学研究的态度。
（3）学生自行阅读课本，从课本中寻找伽利略、笛卡尔以及牛顿三位伟人的理论，并以小组为单位展开对科学家研究过程的讨论，对比三人的观点，探索三种观点的异同，虽然三人观点都是叙述力和运动之间的关系，但很容易可以看出牛顿第一定律是三人观点中最完善、最全面的。进而总结牛顿第一定律定义：一切物体总保持匀速直线运动状态或者静止状态，除非有作用在上面的力迫使它改变这种状态。牛顿第一定律也称为惯性定律。其中“一切物体总保持静止或者匀速直线运动状态或静止状态”说明了力并非是维持物体运动的原因，“除非有作用在它上面的力迫使它改变了这种状态”证明了力是改变物体运动状态的原因。进而引导学生思考牛顿第一定律能否运用实验进行验证呢？通过阅读课本不仅能够培养学生的阅读能力、归纳总结的能力，学生还可以在探索牛顿第一定律的过程中了解物理的发展史，进一步加深对牛顿第一定律的理解，提升了解决问题的能力。
（4）教师引导学生思考并进行课堂实验：放在桌边的小纸条上放上一个装满水的被子，将纸条迅速抽出，观察实验现象，并分析杯子不倒的原因。教师引导学生总结：任何物体都具有保持静止和匀速直线运动状态的性质，这种性质被称为惯性。因此牛顿第一定律也称为惯性定律。
3.3 利用课余时间，建立兴趣小组，培养学生的发散思维能力
在课后开展一些科学创新活动，联系社会实际，展现创新能力，从而培养学生的科学思维能力。在一张硬纸片放在水杯上，硬纸片上放上一个小木块，用小木棒迅速敲打硬纸片，发现小木块因为惯性的原因掉进了杯子里。
建立兴趣小组思考解释：
（1）汽车启动时乘客为什么向后倾倒？
（2）飞机投弹为什么要提前投掷，而不是在目标的正上方投掷物体？
学生讨论并进行总结：
（1）汽车启动前，由于乘客和车都保持静止的状态，汽车启动后，汽车开始运动，但乘客由于具有惯性，要保持原来的静止状态，所以初乘客会向后倾倒。
（2）飞机投掷物体后，被投掷物虽然离开了飞机，但由于惯性的作用，依然会保持向前运动的状态，所以其不仅要在重力的作用下向下运动还会在惯性的作用下向前运动。所以物体下落的轨迹其实是一条曲线，因此要提前投掷而非在其正上方投掷物体。
通过列举生活中有关惯性的实例，并加以解释，将知识进行学以致用，建构合理的物理知识体系，加深对知识点的理解。
4. 结论
无论是“物理观念”、“科学探究”还是“科学态度与责任观”，都离不开科学思维能力的培养，物理科学思维能力的培养是贯穿在整个教学过程中的。在物理教学的过程中重视科学思维能力的培养，不仅为学生打下了坚实的理论基础，而且还能够促使学生适应时代不断发展的要求。教师应注意多进行启发，不仅能够让学生掌握学科知识，也要在问题探究的过程中培养学生解决问题的能力。
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