高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的思考

鄭惠芬

摘 要：高考命題改革以學(xué)生獨(dú)立思考與質(zhì)疑、科學(xué)探究與思維建模、批判性思維等關(guān)鍵能力為考查重點(diǎn)。因此，在高中物理的教學(xué)中，教師要重視學(xué)生思維能力的開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生批判性思維能力和創(chuàng)新意識(shí)，這對(duì)于教學(xué)水平的提升及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有積極的意義。文章從問(wèn)題式教學(xué)策略及批判性思維培養(yǎng)路徑提出了幾點(diǎn)思考，以期對(duì)批判性思維的教學(xué)提供有用啟示。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué)；批判性思維；問(wèn)題式教學(xué)；途徑

堅(jiān)持創(chuàng)新人才培養(yǎng)是新時(shí)代教育改革的首要任務(wù)，教育改革的核心指導(dǎo)思想就是加快高考命題改革和創(chuàng)新命題形式，重點(diǎn)考查學(xué)生獨(dú)立思考與質(zhì)疑、科學(xué)探究與思維建模、批判性思維等關(guān)鍵能力，積極引導(dǎo)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)培育。物理學(xué)科是一門(mén)重視邏輯推理的理性科學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、引導(dǎo)學(xué)生成為具有創(chuàng)新意識(shí)的理性公民方面具有重要的作用?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）指出，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、批判性思維與創(chuàng)新是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要成分[1]。因此，在物理教學(xué)中，教師要充分結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生重視對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行反思與質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，結(jié)合科學(xué)探究、科學(xué)論證等方法培養(yǎng)學(xué)生批判性思維，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新型人才。本文從批判性思維的問(wèn)題式教學(xué)培養(yǎng)策略和培養(yǎng)途徑進(jìn)行論述。

一、高中物理教學(xué)中批判性思維的培養(yǎng)策略

問(wèn)題式教學(xué)策略是目前對(duì)學(xué)生批判性思維培養(yǎng)的重要舉措之一。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出符合學(xué)生認(rèn)知的核心問(wèn)題，以問(wèn)題為導(dǎo)向，讓學(xué)生自主搜集、批判之后形成自己的觀(guān)點(diǎn)，然后進(jìn)行充分的論證和分析，并且重視師生、生生之間的討論和交流，營(yíng)造出良好的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)問(wèn)題解答效果的提升。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考和研究，培養(yǎng)批判性思維，具備較高的解決問(wèn)題的能力，才能帶著問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)和提高，促進(jìn)自主能力提升。只有以“提出問(wèn)題”為導(dǎo)向，以“分析問(wèn)題”為線(xiàn)索，以“解決問(wèn)題”為驅(qū)動(dòng)，才能將“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”貫穿于探究活動(dòng)教學(xué)的始終，引發(fā)學(xué)生的深入思考，提高解決問(wèn)題的能力[2]。

（一）巧妙設(shè)置問(wèn)題情境

問(wèn)題并不是直接拋出的，而是存在著某種技巧和變化的規(guī)律，激發(fā)出學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生更好地開(kāi)放思維。教師應(yīng)聯(lián)系日常生活的情境設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生充分聯(lián)系生活實(shí)際，建構(gòu)物理模型，才能更好地分析和解決實(shí)際問(wèn)題。

（二）以生為本，循循善誘，提出真問(wèn)題

在課堂上，學(xué)生是主體，教師所提出的問(wèn)題應(yīng)該都是經(jīng)過(guò)深思熟慮的，應(yīng)該是符合學(xué)生認(rèn)知水平的。比如：在探究物體下落快慢與質(zhì)量是否有關(guān)時(shí)，教師首先請(qǐng)學(xué)生聯(lián)系生活現(xiàn)象提出自己的觀(guān)點(diǎn)，然后從兩種觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己的觀(guān)點(diǎn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)探究。比如觀(guān)察質(zhì)量相同的一張紙片與紙片揉成的紙團(tuán)同時(shí)釋放，一張紙片揉成的紙團(tuán)與兩張粘在一起的紙片同時(shí)釋放及一串鑰匙串和紙團(tuán)同時(shí)釋放，觀(guān)察不同質(zhì)量同時(shí)釋放的落地情況，這個(gè)過(guò)程可以看到，誰(shuí)先落地與質(zhì)量沒(méi)有直接關(guān)系。教師拋出原始問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考并產(chǎn)生認(rèn)知沖突后提出真問(wèn)題，物體下落快慢可能受哪些因素影響？在消除這些影響因素的情況下，兩物體運(yùn)動(dòng)情況如何？如何消除這些影響因素？消除了以后如何去證明物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)？能否還原伽利略實(shí)驗(yàn)？能否創(chuàng)新伽利略實(shí)驗(yàn)？能否利用信息技術(shù)手段將瞬時(shí)的、不可觀(guān)察的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可視化？原始問(wèn)題通常是比較復(fù)雜的，也是開(kāi)放性的問(wèn)題，在學(xué)生解決原始問(wèn)題的環(huán)節(jié)，會(huì)面臨著大量的信息，并且沒(méi)有現(xiàn)成的答案可以參考，所以要重視信息和數(shù)據(jù)的收集，在獲得的信息中進(jìn)行思考、分析，研究問(wèn)題的解決辦法，再形成自己的觀(guān)點(diǎn)。這個(gè)過(guò)程思維是發(fā)散的，對(duì)于培養(yǎng)批判性思維也是有益的。

（三）把握關(guān)聯(lián)，形成問(wèn)題鏈

對(duì)教材的習(xí)題或?qū)嶒?yàn)的學(xué)習(xí)，可以通過(guò)變式拓展或增加設(shè)問(wèn)等方式形成問(wèn)題鏈。比如：探究加速度與合外力關(guān)系時(shí)，可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題鏈：水平桌面一個(gè)物體用一個(gè)水平力拉，力越大時(shí)，加速度越大還是越??？如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的觀(guān)點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，用什么儀器可以測(cè)加速度？什么儀器可以測(cè)量拉力？如果沒(méi)有儀器測(cè)量力的話(huà)，那力要如何來(lái)計(jì)算？物體要在哪里運(yùn)動(dòng)才能保證做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)？觀(guān)察以下器材，根據(jù)需要選擇你認(rèn)為需要的器材？如何安裝實(shí)驗(yàn)裝置？對(duì)物體受力分析？繩子拉力是物體所受的合外力嗎？如何平衡摩擦力？如何判斷已經(jīng)平衡了摩擦力？不平衡摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？什么情況下，繩子拉力近似等于沙桶的重力？如果合力可以直接測(cè)量，那還需不需要滿(mǎn)足沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量這個(gè)條件？如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？等等。學(xué)生在一個(gè)接一個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)下，思考并解決問(wèn)題，不斷對(duì)知識(shí)建構(gòu)重組，促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)。

二、高中物理教學(xué)中提高批判性思維能力的途徑

（一）通過(guò)物理概念辨析培養(yǎng)批判性思維

物理概念是在大量的觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用分析、綜合、抽象和概括等邏輯方法，把一些事物共同的、本質(zhì)的特征集中起來(lái)，并加以概括而形成的，它是物理現(xiàn)象和物理過(guò)程本質(zhì)屬性的抽象反映[3]。物理概念的生成過(guò)程就是科學(xué)思維活動(dòng)變化發(fā)展的過(guò)程。正確理解物理概念是學(xué)好物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是抓住物理問(wèn)題實(shí)質(zhì)的關(guān)鍵。教師教學(xué)過(guò)程中以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生知識(shí)水平和認(rèn)知特點(diǎn)，可通過(guò)分類(lèi)法、比較法、對(duì)比法、歸類(lèi)法等進(jìn)行批判性思維的培養(yǎng)。按描述物理概念的方法劃分，定義物理概念有直接定義法、比值定義法、乘積定義法、差值定義法、和值定義法、極限思維定義法和函數(shù)定義法[4]。以比值定義法和乘積定義法為例，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同種方法或不同方法定義的物理量進(jìn)行比較，并遷移聯(lián)系已學(xué)過(guò)的物理量，通過(guò)思維導(dǎo)圖等方式比較、歸納分析相似定義的異同。如磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義都是用比值定義法，按教材順序，學(xué)生先學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度后學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此在磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)時(shí)，教師不急著對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度下定義，而是通過(guò)回顧電場(chǎng)強(qiáng)度知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自主對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行定義，然后教師再與學(xué)生一起交流、討論、辨析，最終得到定義式，要注意不同教材對(duì)同一物理量的定義可能會(huì)有不同，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，最后教師解釋定義是人為規(guī)定的，可以從不同視角對(duì)同一本質(zhì)屬性做出不同描述。乘積定義法有功、重力勢(shì)能等。同理，在學(xué)習(xí)電勢(shì)能時(shí)，教師也可引導(dǎo)學(xué)生將其與重力勢(shì)能進(jìn)行比較，歸納出如果是保守力做功的話(huà)，勢(shì)能變化與路徑無(wú)關(guān)，并得到保守力做的功等于對(duì)應(yīng)勢(shì)能的減少量。將批判性思維引入概念教學(xué)，不僅能加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解，也有助于提高學(xué)生思辨和歸納能力。

（二）通過(guò)物理規(guī)律教學(xué)培養(yǎng)批判性思維

物理規(guī)律是建立在物理概念基礎(chǔ)上更深層次的物理知識(shí)，反映了物理概念間的聯(lián)系，也反映了一定條件下物理過(guò)程所遵循的規(guī)律[5]。物理規(guī)律通常又分為物理定律、物理定理、物理定則、物理公式和物理方程等。在物理規(guī)律教學(xué)中，要明確規(guī)律的適用范圍、適用條件等。比如：學(xué)生學(xué)習(xí)了恒力做功的表達(dá)式，在教學(xué)過(guò)程中，教師巧妙設(shè)置問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生探究欲望，如舉例物體從拋出到回到拋出點(diǎn)的過(guò)程，阻力大小不變，求阻力做功。有的學(xué)生根據(jù)整個(gè)過(guò)程位移為零，代入做功表達(dá)式得到阻力做功為零。教師先請(qǐng)幾個(gè)學(xué)生對(duì)不同結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)偻ㄟ^(guò)小組交流、辯論的形式，最后得到正確結(jié)果。學(xué)生經(jīng)歷反思、解釋、比較，厘清物理概念之間的聯(lián)系[6]，反思物理規(guī)律的適用條件和范圍，加深對(duì)物理規(guī)律應(yīng)用的理解，從而更好地解決實(shí)際問(wèn)題。

（三）通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)批判性思維

高中物理實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)器材固定，教學(xué)思路大同小異。很多教師甚至沒(méi)有安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)，先對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行解說(shuō)，然后播放教材配套的實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行演示，再通過(guò)幾道習(xí)題加以鞏固，這樣就完成了該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。學(xué)生必須先了解實(shí)驗(yàn)原理，然后才能理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)該實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)思維固化，一旦創(chuàng)新試題情境，分析時(shí)就會(huì)遇到障礙，這樣的教學(xué)很不利于批判性思維的培養(yǎng)。從近幾年高考物理試題分析發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)試題情境，全面考查學(xué)生探究能力是近幾年高考命題的趨勢(shì)。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生批判性思維顯得非常重要。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多問(wèn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生反思。通過(guò)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)不僅限于高考要求的必做實(shí)驗(yàn)，習(xí)題也可實(shí)驗(yàn)化，生活中常見(jiàn)物品的工作原理也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，比如探究電子秤的原理。教師發(fā)問(wèn)，電子秤可以測(cè)哪些物理量？沒(méi)有物體的話(huà)，電子秤有沒(méi)有示數(shù)？手對(duì)電子秤的壓力越大，示數(shù)越大，那壓力與電子秤的示數(shù)有什么關(guān)系？商店的電子臺(tái)秤如果沒(méi)有水平放置，這個(gè)秤是準(zhǔn)的嗎？如何利用身邊的物品對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行探究？需要哪些器材？如何去證明自己的思路是對(duì)的？實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何整理？實(shí)驗(yàn)有什么需要改進(jìn)的地方？學(xué)生通過(guò)一系列問(wèn)題清單，思考、設(shè)計(jì)和進(jìn)行探究，分析和解釋數(shù)據(jù)，通過(guò)批判性和邏輯性建立證據(jù)和解釋之間的關(guān)系，對(duì)個(gè)別數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)疑、討論、交流，并提出改進(jìn)方案。對(duì)相似性物品的原理，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)遷移進(jìn)行聯(lián)系，比如常見(jiàn)的家用烘焙秤、手提式電子秤等。教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以通過(guò)多設(shè)問(wèn)、設(shè)置問(wèn)題清單，創(chuàng)新性設(shè)置實(shí)驗(yàn)情境，創(chuàng)新設(shè)問(wèn)方式，引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行批判性思維的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行“深層次學(xué)習(xí)”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題能力[7]。

（四）通過(guò)物理習(xí)題教學(xué)培養(yǎng)批判性思維

習(xí)題教學(xué)是培養(yǎng)批判性思維的優(yōu)良途徑。教師通過(guò)對(duì)解題思路、解題步驟、解題方法等引導(dǎo)學(xué)生有效解題。首先，先引導(dǎo)學(xué)生思考研究對(duì)象、研究過(guò)程、畫(huà)運(yùn)動(dòng)示意圖，找多過(guò)程的連接橋梁等，學(xué)生為主體，教師起到穿針引線(xiàn)的作用。其次，在習(xí)題講授中設(shè)置層次性問(wèn)題鏈，每個(gè)問(wèn)題都是下一個(gè)問(wèn)題的墊腳石，環(huán)環(huán)相扣，將學(xué)生零散的思維進(jìn)行凝聚和重組。最后，教師可通過(guò)對(duì)教材習(xí)題或高考試題進(jìn)行改編拓展，提高學(xué)生應(yīng)變能力，同時(shí)可通過(guò)適當(dāng)設(shè)置錯(cuò)誤設(shè)問(wèn)、錯(cuò)誤的解題步驟或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)等引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，從而引導(dǎo)學(xué)生思考、反思，結(jié)合物理知識(shí)在真實(shí)的問(wèn)題情境或?qū)W習(xí)探索情境構(gòu)建正確的物理模型，從而正確解決物理問(wèn)題，達(dá)到發(fā)展學(xué)生發(fā)散思維的目的，促進(jìn)批判性思維的培養(yǎng)。

（五）通過(guò)物理學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)批判性思維

在物理學(xué)史發(fā)展的進(jìn)程中就有不少批判性思維的素材。物理學(xué)史的教學(xué)能讓人更深刻地了解到物理規(guī)律的演變發(fā)展的過(guò)程，尤其是科學(xué)家的思維活動(dòng)發(fā)展變化的過(guò)程往往就是我們學(xué)生學(xué)習(xí)物理所經(jīng)歷的過(guò)程?；仡櫄v史，有助于我們了解科學(xué)家的探究方法，學(xué)習(xí)他們的科學(xué)精神。因此教師在教學(xué)時(shí)要充分利用物理學(xué)史，通過(guò)不同科學(xué)家對(duì)同一個(gè)問(wèn)題不同觀(guān)點(diǎn)的探討引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論與交流，條件合適的話(huà)，可結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究與驗(yàn)證。比如關(guān)于物體下落快慢是否與質(zhì)量有關(guān)？力是不是維持物理運(yùn)動(dòng)的原因？原子結(jié)構(gòu)模型、光的粒子性和波動(dòng)性等相關(guān)物理學(xué)史都是進(jìn)行批判性思維培養(yǎng)的好素材。學(xué)生經(jīng)歷物理問(wèn)題的發(fā)展過(guò)程才能更好地認(rèn)識(shí)到事物之間的規(guī)律，不斷地探索和發(fā)展，不僅促進(jìn)思維能力的提高，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神，提高自身能力和素質(zhì)。

三、批判性思維教學(xué)建議

高中物理課堂是充滿(mǎn)理性與邏輯的思維培養(yǎng)課堂，這與物理教學(xué)的目標(biāo)存在著直接的關(guān)系，要重視學(xué)生科學(xué)精神和探索精神方面的培養(yǎng)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，才能實(shí)現(xiàn)提升與發(fā)展。對(duì)于批判性思維來(lái)說(shuō)，其培養(yǎng)的時(shí)間比較長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)難以產(chǎn)生效果，所以應(yīng)該從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā)，制訂合理的規(guī)劃，并且在課堂中潛移默化地影響，才能更好地提高學(xué)生的思維能力，知識(shí)水平也會(huì)得到提升，為學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。發(fā)展學(xué)生批判性思維，建議教師在教學(xué)中做到以下幾點(diǎn)：

1.教師要先提高自己的批判性思維。教師起到引導(dǎo)的作用，首先自己要通過(guò)多培訓(xùn)、多學(xué)習(xí)，認(rèn)真研究教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，了解批判性思維的教學(xué)目標(biāo)，提高物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.教師要充分備課，關(guān)注學(xué)情，提前設(shè)置好符合學(xué)生認(rèn)知的問(wèn)題鏈，并預(yù)測(cè)學(xué)生可能給出的答案及解答對(duì)策。對(duì)習(xí)題的變式、改編與拓展要符合政治性、適標(biāo)性、時(shí)代性、情境性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、校本性、層次性等。

3.教師要?jiǎng)?chuàng)建師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的課堂。教學(xué)課堂，學(xué)生是主體，通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生勇敢提出問(wèn)題并討論。但教師要注意對(duì)課堂的把控，根據(jù)不同學(xué)生的心理特點(diǎn)，設(shè)置問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生有效提問(wèn)并質(zhì)疑，創(chuàng)建和諧、活潑、有效的課堂氛圍[8]。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)長(zhǎng)期堅(jiān)持批判性思維的有效教學(xué)途徑，學(xué)生的科學(xué)思維和核心素養(yǎng)將得到發(fā)展，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)將得到真正的進(jìn)步。這將對(duì)學(xué)生其他思維能力的提高產(chǎn)生積極影響，讓學(xué)生從中受益無(wú)窮。所以培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的教學(xué)研究仍舊是教育工作者需要關(guān)注的課題。

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