刍议在高中物理课中提升学生的批判性思维品质

顾恺

摘 要：要培养学生的创新思维与创新能力，首先要培养学生的批判性思维能力。如何在高中物理课堂中渗透对学生批判性思维品质的培养是值得每一位教师深思的。本文通过例举一些案例，谈在高中物理课堂中提升学生的批判性思维品质的可行做法。

关键词：提升批判性思维品质；教学案例

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）2-0016-3

《普通高中课程方案（实验）》[1]在培养目标中特别强调使学生具有终身学习的愿望和能力，学会收集、判断和处理信息，具有初步的科学与人文素养、环境意识、创新精神与实践能力。《普通高中物理课程标准（实验）》[2]在课程性质中指出“高中物理旨在进一步提高学生的科学素养。”科学素养是人的基本素养中的核心素养，尤以科学精神为核心。质疑和批判则是科学精神的精髓，主要表现为批判性思维。批判性思维是创新思维与创造力的必备条件，要培养学生的创新思维和创新能力，首先要培养学生的批判性思维能力。

1 借助物理学史，提升学生的质疑能力

学生学习的过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演，数学家波利亚说：“在教育一个科学分支（或一个理论、一个概念时）我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种关键步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性的步子。”批判性思维的一个重要表现是科学的质疑态度，不盲从教师、书本，不迷信权威，在物理学发展历程中批判性思维得到了很好体现。

案例1 “伽利略对自由落体运动的研究”

首先，介绍背景：近两千年来，人们都相信亚里士多德的断言——“重物比轻物落得快”。直到伽利略对此产生质疑。

师：假定大石头的下落速度是8 m/s，小石头的下落速度为4 m/s。当我们把两块石头捆绑在一起时，大石头会怎样？

生：大石头被小石头拖着会变慢。

师：但是，两石头绑在一起，总的重量比大石头还要重，因此应该变快才是啊！

通过重现伽利略的思维分析过程，引导学生认识到亚里士多德的观点——“重物下落快”是错误的。

伽利略断言轻、重物体从同一高度同时下落，将会同时落地。为了证实自己的观点，他利用斜面“冲淡”重力的办法做了著名的滚球实验，并用“水钟”来测量时间证实不同轻重的滚球在同一斜面顶端滚到底端用时相等，与斜面的倾角无关。由此，进一步猜想自由落体是斜面的极端情形，从而推翻了亚里士多德的谬论，建立了科学的落体定律。

高中物理教学现在面临课时少、教学内容不减、压力巨大的困境。教师通常关注于知识的教学与训练，课堂上有关于物理学史方面的介绍会大大减少，笔者认为这是不可取的。正如杨振宁所说：“很多学生在物理学习中形成一种印象，以为物理学就是一些演算。演算是物理学的一部分，但不是最重要的部分，物理学最重要的部分是与现象有关的。绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源。”物理学家的思维活动也是一种宝贵的教学资源。它不仅有助于学生加深对物理知识的本质的理解，而且也为培养他们的科学思维方式提供了极好的素材和范例。如果教师在教学中能关注物理定理、定律得出的过程，并把物理学家质疑探究的思维过程呈现给学生，时间久了学生也就自然而然地这样做，就会形成提出问题的习惯，并逐渐学会怎样提出问题。这样就教会学生思考，培养了学生分析问题、解决问题的能力。

2 课堂巧妙设疑，提升学生批判性分析的能力

李政道说：“求学问，须学问； 只学答，非学问。”在教学中充分利用各种情景激发学生质疑，启发学生的思维，鼓励学生提出更多的问题，从而达到培养学生批判性思维的目的，促进提高教学效率。

案例2 在进行“闭合电路欧姆定律”教学时，以如下的实验引入教学。

如图1所示，E1为新电池，电动势为3 V，E2为旧电池，电动势为9 V，L为额定电压为2.5 V的小灯泡，开关S置于何处时，小灯泡L会被烧坏？

由于学生的思维定势都认为S接2时小灯泡将被烧坏，接着我们就一起做了实验。结果是先将开关拨到1位置时小灯泡很亮，然后把开关S拨到2位置时神奇的现象出现了：小灯泡不仅没有烧坏，反而变得暗了。这大大出乎学生的意料，大家都好奇地问：为什么接电动势大的电源，电压高了，小灯泡却变暗了？于是我们展开了以下的问答。

师：小灯泡的亮暗由什么因素决定？

生：由小灯泡的实际功率决定。

师：小灯泡的实际功率和什么因素有关？

生：和流过小灯泡的电流有关。

师：小灯泡变暗了，说明……

生：流过小灯泡的电流减小了。

师：为什么会是这样？

学生很自然地想到电源有内阻，造成电路中的电流不同、电源的输出功率不同，电动势大并不一定代表输出功率大，从而加深了对本节课内容的理解。

案例3 在“互感和自感”教学中，课前可以做一个“千人震”趣味小实验。

实验需用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器。几位做这个实验的同学手拉手联成一串，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们和首、尾两位同学两个空着的手相连，如图2所示。让学生体验在接通或断开开关时有无感觉。

参与的学生会感觉到在开关接通和断开的瞬间有明显触电的感觉。

实验结果超乎学生的现有知识，他们无不惊奇地问：一节1.5 V的干电池怎会有如此大的威力，使这么多同学同时受到电击？产生疑问的同时学生的求知欲被激发，这样就自然引入课题，加深了学生对自感现象本质的理解。这也应验了布鲁巴克（美）“最精湛的教学艺术，遵循的最高准则，就是学生自己提问题”的说法。

在教学中我们能让学生的新、旧知识产生冲突，让学生用已有的经验和事实去判断已知的观点是否合乎逻辑，去发现真理，这是批判性思维的意义和价值所在。

3 注意错解分析，完善学生的批判性思维品质

高中物理教学最终还是要对学生所学的知识进行考查，学生对知识的掌握是用分数进行衡量的。教师在习题教学中利用学生的解题错解，可以提升学生的学习能力，完善学生的批判性思维品质。

案例4 一辆汽车在平直公路上以54 km/h的速度行驶，看到前方有障碍物，开始刹车，做加速度为3 m/s2的匀减速运动，分别求出开始刹车后3 s和8 s内汽车的位移是多少？

高一的学生刚学完匀变速直线运动，往往还沿用初中时的套公式的方法解题，很快解出结果。但是，问题紧接着出现了：刹车3 s内位移比刹车8 s内位移要多，这违背了他们的生活常识。进而引导学生思考问题出在：没有讨论刹车停住的时间，只是机械地带公式解题，实际上汽车在开始刹车5 s后就停止不动了，也就是刹车后8 s的位移和刹车后5 s的位移相同。

通过这样的问题设置，使学生在高中初始阶段养成思考质疑的习惯，促使学生不断地完善批判性思维品质。

学生觉得物理难学，在对物理概念规律的学习和使用中缺乏辨析能力，不善于辨别正误，遇到问题，难以做出正确的判断。在教学中，教师可以有针对性地选择题目，让学生反复辨析比较，以完善学生的批判性思维品质。

案例5 电动机线圈的电阻为R，当电动机工作时通过的电流是I，两端的电压是U，则其输出功率是（ ）

A.IU B.I2R

C.IU-I2R D.U2/R

这是在《恒定电流》这章里学生很容易出错的问题，学生易选A、B或D中的任何一个。主要原因是不注意物理公式的来龙去脉及适用范围，缺乏从能量转化角度研究电功与电热的意识与能力。没有充分认识到P=IU是计算电功率的普适公式，P=I2R是计算热功率的普适公式。在纯电阻电路中，由于电功全部都转化为电热，故IU=I2R，既电功率等于热功率。又由部分电路欧姆定律I=U/R，故电功率（热功率）还可写成P=U2/R 。而在非纯电阻电路中，由能的转化与守恒定律可知：电功大于电热，故不难得出IU>I2R，且输出功率P=IU-I2R。本题中电路为非纯电阻电路，所以选C。

苏霍姆林斯基：“任何一种教育现象，孩子在其中越少感到教育的意图，它的教育效果就越大……把教育意图隐蔽起来，是教育艺术十分重要的因素之一。”教师通过各种方法在教学中渗透批判性思维品质的培养，学生在平时的学习中就会慢慢养成批判性思维的习惯，长此以往学生的批判性思维品质也会得到完善。

在信息大爆炸的时代，面对扑面而来的海量信息，学生就必须学会有选择地获取，如果离开了批判性思维，学生将被这海量信息淹没，被似是而非的信息迷惑，被错误的信息误导。正因为这样，我们在高中物理课堂中一定要注意渗透批判性思维品质的培养，提高学生分析处理问题的能力。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中课程方案（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

（栏目编辑 赵保钢）