科学思维方面的情境创设
针对科学思维方面对学生发展的要求，教师在物理课堂中可以创设不同的情境来训练学生的科学思维。笔者结合科学思维的内涵和情境创设的相关理念，针对问卷发现的问题，选取了以下几种情境进行创设。
（一）创设模型情境，体验物理模型建构过程
物理模型是在物理学现象及规律的研究或学习过程中，基于特定的假设条件与简化规则，对现实世界某一特定对象、特殊目标进行抽象展示并开展研究分析工作，从而明确其内在规律的一种描述性工具。在高中教学过程中，常见的物理模型主要包括以下几种：
1.对象模型。它是根据所研究物理现象的特点，舍弃一些次要的影响因素，构建容易研究并能够对物理现象的核心内容进行反映的模型，如质点、点电荷、轻绳、匀强电（磁）场等。
2.过程模型。它是在研究物体做复杂的运动变化时，根据研究问题的需要和运动的性质，不关注其次要因素，得出一个能够体现物体运动本质的理想化过程的模型，如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、简谐运动等。
3.条件模型。它是将已知的物理条件模型化，舍去条件中的次要因素，抓住条件中的主要因素，化难为易的模型，如真空、恒力、不考虑空气阻力等。在之前的调查中可以发现，学生们虽然已经初步具备了物理建模的意识，但是没有真正掌握建模的方法，没有在学习中真正利用物理模型解决实际物理问题。因此，在课堂中创设物理模型情境就格外重要。
教师可以创设物理学史中的物理模型情境。例如，在《自由落体运动》的学习中，教师可以创设伽利略的理想斜面模型情境，帮助学生体会模型构建的过程，更好地理解自由落体运动的实质。教师也可以在实验过程中创设物理模型情境。例如，在向心力和向心加速的学习过程中会涉及圆锥摆动的学习，教师可以从旋转秋千入手，让学生寻找身边的器材模拟该运动。有的学生会用绳子拴住一个小球，在手的驱动力下让小球在水平面上做近似的匀速圆周运动。这时，教师可以抓住机会从实验中创设物理模型，在小球和绳子一起的运动过程中，小球和绳子的形状很像一个圆锥，因此教师就可以构建出一个“圆锥摆模型”。接着，利用“圆锥摆模型”分析小球的受力情况，发现绳子对小球的拉力和小球的重力的合力提供了小球转动的向心力。在这个过程中，创设物理模型情境不仅可以帮助学生理解模型建构的过程，还能让学生知道模型建构能够简化问题，便于他们进行研究，有利于学生物理模型构建能力的提高。
（二）创设推理情境，提高学生的科学推理能力
推理是科学思维的基本形式，可以分为演绎推理、归纳推理等不同的思维模式。前者的基本原理是由一般到特殊，基于共同结论进行推动，从而获得个别结论或者特定结论的研究方法；而后者的基本理念则表现为由特殊到一般的逻辑关系，在对特定的、个别的观点进行分析和归纳的基础上获得更大范围、更加适用的结果。对于物理学科而言，科学推理是最基本的一种研究方法，也是问题解决、知识创新的必然过程。只有经过正确的科学推理的过程，才能有效地解决问题，并且熟练掌握物理的概念和规律。而由于课程结构以及课程任务的压力，教师不太关注学生科学推理的过程，因此教师需要创设推理情境，让学生在课堂教学中体会科学推理的过程，通过科学推理更加深刻地理解概念、规律的含义。
推理情境的创设，是伴随着形象进入分析推导事物的有序状态中的。推理情境将为学生提供一种逐步认识和了解的环境，能够从表象出发，逐步深入地理解事物的本质属性。
1.在日常生活经验及实验现象的基础上创设推理情境
创设推理情境需要教师在大量的日常生活现象或者实验现象的基础上，分析其共同特性，并进行推理归纳总结，提高学生的思维能力。例如，在学习“重力”这个物理概念时，通过多媒体展示空中的物体落到地面，如冬天向下飘落的雪花等大量物体受到地球吸引力的现象，创设推理情境，让学生根据这些现象，推理总结得出重力的概念是“由于地球的吸引而使物体受到的力”。
2.在已掌握的物理概念和规律的基础上创设推理情境
创设推理情境也可以在之前学习过的物理概念和规律基础上进行推理。例如，在“牛顿第一定律”的课堂教学中，教师可以在伽利略理想斜面实验中创设推理情境。从伽利略注意到“当一个球沿斜面向下运动时，它的速度增大；而当一个球沿着斜面向上运动时，速度减小”猜测：当球沿水平面运动时，它的速度应该不增不减。然而实际情况却与他的猜测不同，结合他观察到表面越光滑小球运动越远，他推断：如果没有摩擦力，球将永远运动下去。为了证明他的推断，他又借助了“理想斜面”进行实验推理：一个小球沿斜面从静止向下运动，“冲”上另一个斜面，如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度。接着他减小斜面的倾角，小球仍然达到同一高度，但会运动得更远，然后他继续减小斜面倾角直到斜面水平。经过他一步一步地推理，当斜面水平时球将永远运动下去，不需要借助力。最后得出了力不是维持物体运动的原因。在教学过程中创设推理情境，帮助学生从伽利略的视角进行科学推理，让学生参与推理，锻炼学生的思维，提高学生的科学推理能力。
（三）创设质疑情境，培养学生的质疑创新能力
所谓质疑，就是心有所疑，提出问题，求以解答。质疑以学生固有的知识体系为基础，对不符合自身认知的现象或者结论进行确认和表达并提出疑问。质疑并非无理由地反对和否认，而是基于自身科学合理知识的基础上，对一些问题、现象以及已经认定的结论进行思考，提出自己的疑问或者与先前结论不同的观点。质疑不是盲目的，需要建立在知识和推理的基础之上。通过质疑，发现问题，构建新的观点，这也就是创新。敢于质疑是创新的源泉和起点，而创新是质疑的目的和落脚点。对高中生来说，质疑、创新不是盲目地怀疑、否定教师的观点；教师的观点并不一定正确，需要根据自己的思考来判断教师是否正确；有疑问，要敢于质疑、敢于创新。物理知识的发展过程也是一个不断质疑创新的过程，如自由落体定律、牛顿第一定律等，都是物理学家在质疑、猜想、实验验证之后形成的。在目前的高中课堂中，学生和教师将注意力都集中在物理知识的掌握环节，教师的教学方式十分单一，在课堂中学生的质疑创新能力难以得到提升。在平时的课堂教学中，教师应该创设质疑情境，营造开放的教学环境，使学生在情境中发现问题，鼓励学生进行质疑，激发学生的求知欲。在质疑之后，教师需要主动进行引导，解决相应的问题，从而提高学生的创新能力。与问题情境不同，质疑情境的主体是学生，由学生主动提出问题，教师在这个过程中只是起到了引导作用。通过教师的引导，学生能够主动发现物理现象中与自己认知相矛盾或者之前结论相矛盾的方面，进而思考并提出自己的疑问，再主动探索如何解释相应的物理现象。而问题情境是由教师主导的一种情境模式，主要由教师提出问题，学生根据教师提出的问题被动地进行思考。
例如，在牛顿第一定律的学习过程中，教师可以设置情境，将一个小车放在桌子上，用手轻轻推着小车，小车会运动；当手离开小车时，小车就会停止运动。教师可以向学生提问：“我用手推小车，小车会动；手不推小车，小车就不会运动。从这个实验中，我们能够知道力与运动之间存在什么关系？”很多学生会根据刚才的实验得出这样的结论：物体只有受到力才会发生运动。这时候，教师再用力推一下小车，小车会运动一段距离再停下来，引导学生观察实验现象。学生会根据实验现象思考自己之前一个问题的答案是否正确，引发学生的认知冲突：刚才教师的手只在一瞬间接触了小车，在小车运动的过程中，小车并没有受到力，那为什么小车还在运动呢？从而自己进行质疑，思考力与运动之间到底应该是什么关系。然后教师引导学生进行伽利略的理想斜面实验，从实验中让学生体会力与运动之间的关系，并自己进行总结。像这样创设质疑情境，通过学生的质疑能够激发其主动探究的热情，从而提高学生自主思维和创新的能力。