基础教育课程改革深化的重要举措是着力学科核心素养的培养,物理学科承载着培养学生科学创新思维素养的使命。非线性思维作为科学创新的突破口在现代科学发明发现中有着十分重要的作用,因此,发展非线性思维对培养学生的创新思维素养的重要性不言而喻。本文首先通过研究界定非线性思维的含义,分析归纳其特点,建立了非线性思维品质的立体概念。在此基础上,本文设计了非线性思维品质的观察量表,通过问卷调查的方式诊断了高中生非线性思维品质的现状,并提出了培养高中生非线性思维品质原则、途径与方法。根据以上研究内容,本文进一步从物理课堂教学内容中选择设计与建议以及课内外四个教学内容进行实践初探。最终,本文得到了以下几个方面的研究结论:首先从整体上来看,高中生物理思维品质尤其是非线性思维品质现状不容乐观,所以在高中阶段针对学生非线性思维品质的培养是必要且刻不容缓的。其次,教师在培养学生非线性思维品质时,应遵循综合性、适切性、差异性和渗透性四大原则,并可参考本文提出的三大途径与方法。最后,本文挑选了人教版高中物理必修教材中部分可以进行课堂渗透的内容,提出一些教学的设想,给出了培养意图,并基于本人的实践经历,整理了四个主要的实践内容,从数据和反馈来看均显示实践效果较好,可供一线教师借鉴。