2017年颁布的新版《普通高中物理课程标准》中提出的高中物理核心素养是学生在高中物理课堂学习中应当逐步形成的能力、品质和修养,也是教师在课堂教学活动开展过程中时刻围绕的教学目标。“科学思维”是高中物理核心素养中的一个重要维度,而“科学推理”和“科学论证”又是这一维度下的两大重要组成部分,因此对其实质内涵和培养方案的研究至关重要。学习心理学能够剖析学习的内部机制,为与学生学习过程相符的教学活动的设计与开展提供基础和支撑,因此,学习心理学能够为“科学推理”、“科学论证”的教学研究提供一定的方向。本研究关注高中物理核心素养“科学思维”维度下“科学推理”与“科学论证”两大要素的内在实质和培养方案,主要工作如下:1、高中物理“科学推理”与“科学论证”教学现状的调查研究:对一线教师进行访谈,从认识与理解、课堂设计、教学情况三个主要维度及其他方面进行调查,了解“科学推理”与“科学论证”的课堂教学现状。2、“科学思维”素养下“科学推理”与“科学论证”的内在实质界定:对该维度下的科学推理、科学论证与高中物理核心素养其他维度下存在的推理和论证进行区分,对“科学推理”与“科学论证”的联系与区别进行讨论,探讨界定“科学推理”与“科学论证”的内在实质。3、“科学推理”与“科学论证”的培养方案研究:从“科学推理”与“科学论证”的内在实质出发从学习心理学角度对其教学进行思考,总结形成基于教学任务分析制定培养方案的基本模式,并形成多个案例。4、“科学推理”与“科学论证”培养方案的教学实验研究:选取多个案例开展实际教学实验,编制能够反映推理与论证教学目标的测试题,在教学干预后对学生进行测试,将测试结果与未接受教学干预的同水平学生的测试结果进行对比,检验培养方案的可行性及教学效果。本研究采用的主要研究方法有:文献研究法、访谈法、实证研究法、定性分析法、定量分析法。本研究的结论如下:1、一线教师对“科学推理”与“科学论证”有一定的认识和理解,但对两者的区分界限认识较为模糊;一线教师普遍非常重视“科学推理”与“科学论证”的课堂教学,对课堂上推理与论证过程的完整呈现非常重视。2、“科学思维”维度下的“科学推理”与“科学论证”主要指的是由理论分析途径获得结论过程中的推理与论证。其中,“科学推理”是从所要研究的问题出发,从问题内容及前提条件中涉及的已知正确的陈述或判断经过推究整理的逻辑过程来推出新的判断即结论的过程;“科学论证”是对某一已有的论题根据已知正确的论据证明其正确性,或者先对某一所要研究的问题提出假设后,再以该假设为论题寻找证据证明其正确性来接近或得到结论的过程。3、基于教学任务分析制定“科学推理”、“科学论证”培养方案的基本模式的步骤为:通过写图式、定内容确定所要获得的主要结论;确定获得结论的主要途径为理论分析途径;在确定具体的研究问题和研究对象后详细分析问题的解决步骤,以此为依据确定问题解决所需要的必要技能,根据学生对必要技能的掌握情况设计对必要技能进行补充或巩固的教学活动,确定选择出必要技能的方法即解决问题的策略,根据策略设计教学语言和活动来形成培养方案。4、教学实验结果显示,基于教学任务分析形成的培养方案在推理与论证的整体过程、推理与论证的依据和对所得到的结论规律的理解上都能产生显著的教学效果。