指向批判性思維培養(yǎng)的ＨＰＳ教學(xué)模型構(gòu)建與實(shí)施

摘 要：批判性思維是發(fā)展物理問(wèn)題解決能力的基礎(chǔ)，生成創(chuàng)新能力的前提，ＨＰＳ教育能有效培養(yǎng)批判性思維。為凸顯批判性思維質(zhì)疑性與反思性的特點(diǎn)，以培養(yǎng)批判性思維為目標(biāo)構(gòu)建一種ＨＰＳ教學(xué)模型，并根據(jù)批判性思維的生成過(guò)程，設(shè)計(jì)了批判性思考、分析、推理、總結(jié)、評(píng)估一系列層層深入的批判性思維活動(dòng)。在教學(xué)實(shí)踐中，教師需注意鼓勵(lì)質(zhì)疑批判，挖掘批判性教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)交流與合作，有助于學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)質(zhì)疑批判的習(xí)慣，發(fā)展其批判性思維。

關(guān)鍵詞：ＨＰＳ教育；批判性思維；物理教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2024）9-0005-5

批判性思維是科學(xué)思維的重要組成部分，對(duì)其培養(yǎng)有助于發(fā)展學(xué)生的問(wèn)題解決能力、邏輯推理能力和科學(xué)探究精神?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）》提出，要“基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判”，“能從多個(gè)視角審視檢驗(yàn)結(jié)論”［１］。在教學(xué)實(shí)踐中，教師們嘗試采用互動(dòng)式對(duì)話教學(xué)［２］、決策活動(dòng)［３］、問(wèn)題解決［４］、角色扮演［４］等教學(xué)方法與模式等來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，并取得了一定的成效。然而，研究亦發(fā)現(xiàn)，在批判性思維的培養(yǎng)上，存在跨學(xué)科內(nèi)容融合不足，教學(xué)過(guò)程忽視質(zhì)疑與辨析，缺乏可操作化模式等問(wèn)題［５］。ＨＰＳ教育作為一種科學(xué)與人文相結(jié)合的教育，通過(guò)將歷史、哲學(xué)和社會(huì)學(xué)的人文思考融入到復(fù)雜的科學(xué)推理之中，可以使學(xué)生超越對(duì)知識(shí)本身的理解，學(xué)會(huì)批判地審視問(wèn)題。因此，通過(guò)精選教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，在物理教學(xué)中融入ＨＰＳ教育，是培養(yǎng)批判性思維的有效途徑。

１ 批判性思維與ＨＰＳ教育

批判性是指“基于標(biāo)準(zhǔn)的有辨識(shí)能力的判斷”［６］?！八季S”是人腦對(duì)感知經(jīng)驗(yàn)的分析綜合、抽象概括，并進(jìn)行判斷和推理的一種高級(jí)認(rèn)知過(guò)程［７］。“批判性思維”將“批判”與“思維”的要素相結(jié)合，既強(qiáng)調(diào)“批判”需要經(jīng)歷分析、抽象、推理等“思維過(guò)程”，也重視“思維”要遵循一定的“判斷標(biāo)準(zhǔn)”，即邏輯、科學(xué)、知識(shí)等方面的規(guī)范和原則?？梢?jiàn)，批判性思維既要顧及外在的技能層面，又要兼顧內(nèi)在的思維傾向。因此，批判性思維可以看作是通過(guò)有目的的、自我調(diào)節(jié)的判斷，以作出合理解釋、分析、評(píng)價(jià)和推理的一種思維技能與思維傾向。其中，批判性思維技能包括解釋、分析、評(píng)估、推理、說(shuō)明、自我調(diào)節(jié)等子維度。批判性思維傾向包含尋求真理性、思想開(kāi)放性、分析性、系統(tǒng)性、自信心、求知欲、認(rèn)知成熟度等子維度。

ＨＰＳ教育是一種以科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)為基礎(chǔ)的跨學(xué)科科學(xué)教育形式，ＨＰＳ教育強(qiáng)調(diào)教育應(yīng)該超越科學(xué)本身，把科學(xué)視為一種文化現(xiàn)象，探究科學(xué)與社會(huì)、歷史和人類文化之間的互動(dòng)關(guān)系。開(kāi)展ＨＰＳ教學(xué)要重構(gòu)科學(xué)知識(shí)體系，從科學(xué)史、哲學(xué)與社會(huì)學(xué)角度來(lái)重組與整合自然科學(xué)的內(nèi)容［８］，可以以相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)史為背景，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)知識(shí)發(fā)展的歷史脈絡(luò)，拓展思考，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中能夠自主構(gòu)建知識(shí)框架?？茖W(xué)哲學(xué)內(nèi)容的滲透往往需要以科學(xué)史為依托，在其中提煉出科學(xué)家對(duì)不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)論，從而梳理出邏輯推理方法，凸顯追求真理、不畏權(quán)威的科學(xué)精神?？茖W(xué)社會(huì)學(xué)內(nèi)容可以置于科學(xué)史中進(jìn)行分析，或是結(jié)合當(dāng)下熱議的科學(xué)社會(huì)學(xué)問(wèn)題引發(fā)思考與討論，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展的相互作用，深化對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，培養(yǎng)其科學(xué)精神和人文精神。

批判性思維的培養(yǎng)要經(jīng)歷拓展思考、合理假設(shè)、理性推理等過(guò)程。因此，ＨＰＳ教育可以通過(guò)融入科學(xué)史、介紹科學(xué)社會(huì)學(xué)內(nèi)容以實(shí)現(xiàn)學(xué)生批判性的拓展思考，即引導(dǎo)學(xué)生深究知識(shí)由來(lái)的“因”、思考知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)社會(huì)的“果”來(lái)拓寬學(xué)生的思維廣度。同時(shí)，在追溯知識(shí)發(fā)展過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)哲學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑以提出合理假設(shè)，并通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理以驗(yàn)證假設(shè)，從而使物理課堂更富有挑戰(zhàn)性和思考性，有利于發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)的批判性思考能力。所以，ＨＰＳ教育融入物理教學(xué)有助于學(xué)生更加深入、全面地理解科學(xué)知識(shí)，發(fā)展批判性思維和分析能力，使他們成為具備科學(xué)素養(yǎng)和批判性思維能力的終身學(xué)習(xí)者。

２ ＨＰＳ教育培養(yǎng)批判性思維的模型構(gòu)建

批判性思維的生成是一種有目的的自我調(diào)節(jié)的判斷過(guò)程，是對(duì)觀點(diǎn)作出解釋、分析、判斷、推理的過(guò)程。運(yùn)用ＨＰＳ教育培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，需要體現(xiàn)兩種特性：一是質(zhì)疑性，即能夠?qū)茖W(xué)觀點(diǎn)和相應(yīng)理論加以質(zhì)疑，學(xué)會(huì)提出問(wèn)題，發(fā)展獨(dú)立思考和批判性思維的能力；二是反思性，即對(duì)科學(xué)發(fā)展的歷史和科學(xué)知識(shí)的生成過(guò)程進(jìn)行反思，以更好地理解科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程，從中獲得科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。所以，融入ＨＰＳ教育的物理課堂要對(duì)如上兩種特性予以回應(yīng)，即在內(nèi)容上要指向反思性與質(zhì)疑性，要善于挖掘引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑、反思的要素；在教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)上，要注重激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑觀點(diǎn)、提出假設(shè)并形成自己的觀點(diǎn)，同時(shí)要不斷引導(dǎo)學(xué)生反思?xì)v史、反思自身，以領(lǐng)悟科學(xué)方法與精神。為此，教學(xué)模型建構(gòu)如圖1所示。

該教學(xué)模型立足批判性思維的培養(yǎng)，通過(guò)優(yōu)選物理教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)流程中設(shè)計(jì)了６個(gè)層層遞進(jìn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，分別是：“演示現(xiàn)象—提出觀點(diǎn)”“講授歷史—認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)”“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—檢驗(yàn)觀點(diǎn)”“梳理歷史—總結(jié)方法、領(lǐng)悟精神”“聯(lián)系社會(huì)背景—評(píng)價(jià)觀點(diǎn)”“總結(jié)與評(píng)價(jià)”。其中，環(huán)節(jié)三是在環(huán)節(jié)二的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)觀點(diǎn)、明晰信息，理清觀點(diǎn)和證據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且這兩個(gè)環(huán)節(jié)形成一個(gè)循環(huán)，直至觀點(diǎn)被確證。各教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，逐步深入，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生觀點(diǎn)的升級(jí)與知識(shí)框架的生成。

３ ＨＰＳ教學(xué)模型在“牛頓第一定律”教學(xué)中的實(shí)踐

應(yīng)用ＨＰＳ教學(xué)模型培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，首先，需要以科學(xué)史為主線創(chuàng)設(shè)相關(guān)物理情境，使學(xué)生能夠在環(huán)節(jié)一與環(huán)節(jié)二中生成與認(rèn)識(shí)不同的觀點(diǎn)，并通過(guò)環(huán)節(jié)三的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)不斷更新觀點(diǎn)。其次，需要在環(huán)節(jié)四與環(huán)節(jié)五中梳理觀點(diǎn)發(fā)展不同時(shí)期所處的社會(huì)背景，以及各科學(xué)家所持的哲學(xué)觀點(diǎn)，使學(xué)生能從科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)三個(gè)方面認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)，從而自主構(gòu)建知識(shí)框架，生成批判性思維。

３．１ 演示現(xiàn)象—提出觀點(diǎn)

教師活動(dòng)：呈現(xiàn)一塊靜止的小木塊，并組織學(xué)生思考如何使靜止的木塊運(yùn)動(dòng)，以及物體運(yùn)動(dòng)所需要的條件。

學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作與觀察現(xiàn)象，學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象，提出觀點(diǎn)。

【設(shè)計(jì)意圖】 演示現(xiàn)象以創(chuàng)設(shè)物理情境，提出“物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的批判性思考，通過(guò)分析現(xiàn)象、展開(kāi)討論，最后提出合理的假設(shè)或解釋。鼓勵(lì)學(xué)生相信自己的觀點(diǎn)，包容他人的觀點(diǎn)，以提升學(xué)生思想的開(kāi)放性，但不對(duì)學(xué)生的觀點(diǎn)作出評(píng)價(jià)，使學(xué)生保持質(zhì)疑，尋求真理。

３．２ 學(xué)習(xí)歷史—認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)

對(duì)于“物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一問(wèn)題，按照時(shí)間順序，亞里士多德是最早對(duì)其作出回答的科學(xué)家，伽利略又在亞里士多德的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并推翻其觀點(diǎn)，學(xué)生對(duì)該問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與歷史發(fā)展同步。因此，需要先介紹亞里士多德的觀點(diǎn)，并引導(dǎo)學(xué)生分析其不足，以引出伽利略的觀點(diǎn)。

３．２．１ 亞里士多德的觀點(diǎn)

教師活動(dòng)：介紹亞里士多德在歷史上的地位，并向?qū)W生講述其提出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一觀點(diǎn)的過(guò)程，以及這一論斷長(zhǎng)期統(tǒng)治人類的思想的歷史故事，引起學(xué)生對(duì)權(quán)威的質(zhì)疑。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)習(xí)歷史，進(jìn)行小組討論與交流，并初步提出自己的觀點(diǎn)及論據(jù)。

３．２．２ 伽利略的觀點(diǎn)

教師活動(dòng)：講述伽利略質(zhì)疑并推翻亞里士多德觀點(diǎn)的科學(xué)史故事，介紹伽利略的觀點(diǎn)，即“摩擦力阻礙了物體的運(yùn)動(dòng)，如果沒(méi)有摩擦力，物體就會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去”。

學(xué)生活動(dòng)：從歷史故事中領(lǐng)悟伽利略的批判精神，同時(shí)對(duì)自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)進(jìn)行修正，以生成新的觀點(diǎn)。

【設(shè)計(jì)意圖】 教師介紹不同的觀點(diǎn)之間的矛盾，調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行批判性分析，以認(rèn)識(shí)與評(píng)估各觀點(diǎn)的合理性、適用性，并給出證據(jù)。學(xué)生經(jīng)歷了“懷疑—批判—更正”的過(guò)程，從而能用批判的眼光去看待科學(xué)實(shí)踐。本環(huán)節(jié)學(xué)生對(duì)觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)升級(jí)，同時(shí)認(rèn)識(shí)到權(quán)威不是不可推翻的，科學(xué)觀點(diǎn)也不是一成不變的。

３．３ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—檢驗(yàn)觀點(diǎn)

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究摩擦力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響。

３．３．１ 學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

學(xué)生活動(dòng)：提出“物體停止運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖?，如果沒(méi)有摩擦力，物體就會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去”的實(shí)驗(yàn)假設(shè)，設(shè)計(jì)并進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，即使小車以同一初速度在粗糙程度不同的平面運(yùn)動(dòng)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表１），以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假設(shè)。

３．３．２ 教師演示歷史實(shí)驗(yàn)

教師活動(dòng)：介紹伽利略驗(yàn)證“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一觀點(diǎn)的科學(xué)史故事，并演示伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考小球所到達(dá)的最高點(diǎn)低于其釋放點(diǎn)的原因，并設(shè)想小球與滑軌接觸面完全光滑時(shí)可能發(fā)生的現(xiàn)象。

學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)觀察現(xiàn)象與討論交流，從逐步深入的問(wèn)題中梳理證據(jù)、加深認(rèn)知，推理出“接觸面完全光滑時(shí)不存在摩擦力，小球能到達(dá)的最大高度等于釋放點(diǎn)的高度”這一結(jié)論。

教師活動(dòng)：逐步減少實(shí)驗(yàn)的干擾因素，以引入伽利略的理想實(shí)驗(yàn)（圖２），引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)習(xí)理想實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行小組交流與討論，作出“運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持”的結(jié)論。

【設(shè)計(jì)意圖】 教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的系統(tǒng)性與分析性思維，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，以培養(yǎng)其解釋、說(shuō)明的批判性思維技能。學(xué)生經(jīng)歷批判性推理的思維活動(dòng)，系統(tǒng)性地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以作出推論，并且充分論證和說(shuō)明結(jié)論的合理性。教師演示伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，打開(kāi)學(xué)生的思路。這一環(huán)節(jié)學(xué)生對(duì)觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)再次升級(jí)，一方面，在理性認(rèn)識(shí)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)推理結(jié)論、驗(yàn)證觀點(diǎn)，提升批判性思維技能；另一方面，在感性認(rèn)識(shí)上，養(yǎng)成不畏權(quán)威的自信心和尋求真理的科學(xué)態(tài)度，以提升批判性思維傾向。

３．４ 梳理歷史—總結(jié)方法、領(lǐng)悟精神

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生分析伽利略觀點(diǎn)的不足之處，介紹笛卡爾與牛頓的觀點(diǎn)以及他們提出自己觀點(diǎn)的科學(xué)史故事，幫助學(xué)生梳理歷史脈絡(luò)。

學(xué)生活動(dòng)：理清觀點(diǎn)發(fā)展的歷史過(guò)程，學(xué)習(xí)各種邏輯推理方法（表2），并思考自己提出觀點(diǎn)使用的科學(xué)方法。學(xué)習(xí)科學(xué)家追求真理的精神，反思權(quán)威觀點(diǎn)對(duì)自身觀點(diǎn)的影響。

【設(shè)計(jì)意圖】 學(xué)生梳理牛頓第一定律的發(fā)展歷史，進(jìn)行批判性總結(jié)與反思，領(lǐng)悟批判性思維對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重要意義。學(xué)習(xí)科學(xué)家使用的邏輯推理方法，以提升批判性思維的分析、推論技能。這一環(huán)節(jié)融入科學(xué)哲學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能從橫、縱兩個(gè)方向總體認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)，形成全面的認(rèn)知框架。

３．５ 聯(lián)系社會(huì)背景—評(píng)價(jià)觀點(diǎn)

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考亞里士多德觀點(diǎn)的價(jià)值與意義，在理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行人文分析，介紹不同科學(xué)家所處的時(shí)代背景及不同科學(xué)家所持的哲學(xué)思想，使學(xué)生養(yǎng)成辯證看待問(wèn)題的態(tài)度與習(xí)慣。

學(xué)生活動(dòng)：進(jìn)行小組討論，聯(lián)系社會(huì)背景對(duì)不同科學(xué)家的觀點(diǎn)作出評(píng)價(jià)。

【設(shè)計(jì)意圖】 結(jié)合科學(xué)社會(huì)學(xué)內(nèi)容，從人文的角度激發(fā)學(xué)生的批判性思考，學(xué)生通過(guò)批判性評(píng)估多角度地認(rèn)識(shí)到社會(huì)背景對(duì)科學(xué)發(fā)展的局限性和推動(dòng)作用，從而辯證地看待錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，以提升認(rèn)知成熟度。或是結(jié)合當(dāng)今社會(huì)背景展開(kāi)討論或辯論，如探討科學(xué)發(fā)展對(duì)社會(huì)變革的推動(dòng)作用，以及科學(xué)倫理和社會(huì)責(zé)任等問(wèn)題，進(jìn)而批判地認(rèn)識(shí)科學(xué)進(jìn)步對(duì)社會(huì)發(fā)展的正面影響和負(fù)面影響。

３．６ 總結(jié)與評(píng)價(jià)

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過(guò)程中觀點(diǎn)的變化，提出牛頓第一定律在實(shí)際中的應(yīng)用、該觀點(diǎn)的局限與不足等問(wèn)題，使學(xué)生對(duì)牛頓第一定律進(jìn)行更加深入的思考。

學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合自身觀點(diǎn)的變化反思自己的思維過(guò)程，并在組間交流經(jīng)驗(yàn)，討論自己對(duì)于牛頓第一定律的看法。

【設(shè)計(jì)意圖】 這一環(huán)節(jié)的主要目的在于讓學(xué)生反思自己的思維過(guò)程以及學(xué)習(xí)過(guò)程中自己觀點(diǎn)的生成、改變與完善的過(guò)程，并進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，以發(fā)展批判性思維的自我調(diào)節(jié)技能。同時(shí)，教師提出需要進(jìn)一步探索的問(wèn)題，讓學(xué)生養(yǎng)成追求真理的習(xí)慣以及結(jié)合物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

４ 結(jié) 語(yǔ)

批判性思維使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中不局限于現(xiàn)有結(jié)論，始終保持審慎思考，是學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理問(wèn)題、學(xué)習(xí)物理知識(shí)的重要助力，其培養(yǎng)需要在教學(xué)中凸顯質(zhì)疑性與反思性。ＨＰＳ教學(xué)模型在教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程上強(qiáng)調(diào)質(zhì)疑反思，并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的批判性思維活動(dòng)，能有效促進(jìn)批判性思維的發(fā)展。在教學(xué)過(guò)程中教師要注重以下幾點(diǎn)，以更好地發(fā)揮ＨＰＳ教學(xué)模型對(duì)批判性思維培養(yǎng)的價(jià)值：一是鼓勵(lì)質(zhì)疑批判，激發(fā)思維活動(dòng)。即激勵(lì)學(xué)生提出各種質(zhì)疑，這是教學(xué)的前提。二是挖掘教學(xué)內(nèi)容，指向批判思維。即挖掘教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含的批判性思維特質(zhì)。三是營(yíng)造民主環(huán)境，促進(jìn)交流合作。教師應(yīng)努力創(chuàng)建一種民主的互動(dòng)環(huán)境，使學(xué)生在批判性思維的引導(dǎo)下形成獨(dú)立的見(jiàn)解。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 趙保鋼）