以物理实验培养学生高阶思维能力

张敬兰

物理是一门以观察和实验为基础的自然学科，物理实验对于提高物理教学质量，培养学生的高阶思维，全面落实培养科学素养的目标，具有其他教学内容和形式所不能替代的作用。那么在教学过程中，如何通过实验有效培养学生的高阶思维能力呢？设疑激趣，培养高阶思维能力

兴趣是最好的老师，学生如果对学习的内容产生了兴趣，学习过程对他们来说就不再是一种负担，而是一种享受，正所谓“知之者，不如好之者;好之者，不如乐之者”。恰到好处的情境设置，能点燃学生的求知欲望和学习思维的兴奋点，调动学生学习的主动性，让学生于不知不觉中， 自然地进入学习探究状态。例如在《光的折射》一节的教学中，首先让学生做了这样一个实验：在一个玻璃槽中装水，水中插上一个塑料泡沫片，在塑料泡沫片上粘贴一条用塑料纸剪成的鱼，让同学们各用一根钢丝猛刺水中的鱼，但是没有一个学生能刺到水中的鱼。之后让学生小组讨论、猜想他们没有叉到鱼的原因，课堂气氛一下活跃起来，学生们展开想象的翅膀，踊跃回答。“因为我们手的准确程度不够”“别我们看到的鱼不是鱼的真实位置”……教师并不急于作答，而是引导学生们挑选桌上老师事先准备的器材验证自己的猜想。当学生看到插入水中的筷子、刻度尺等好像向上折断了，马上明白了他们所看到的鱼实际上是在真实鱼的上方。许多学生又提出，为什么会出现这种现象？这样的引入，很快地集中了学生的注意力，为接下来用实验研究光的折射规律创造了良好的氛围，如此自然地把学生带入一个学习的境地，点燃学生的求知兴奋点，使学生要知、愿知、易知，从而潜移默化地培养了学生如何收集和处理信息、获取新知识的能力，促进了学生高阶思维的发展。

自主探究，提高高阶思维能力

目前在我们传统的课堂上，教与学的形式决定了大多数情况下仍是以“满堂灌”为主，学生只是被动接受知识，而不是主动探究、积极建构的学习，以至于多数教学依旧局限在低阶思维的层次上。“教学更重要的是要教科学研究的过程和方法。”所以要想把教学过程变成“教学合一”的过程，就一定要让学生“动”起来。《浮力―阿基米德原理》一节的教学为了让学生明确物体在液体中受到的浮力大小跟哪些因素有关，鼓励学生以小组为单位设计实验方案。有的小组利用向水中加盐的方法使沉入水中的鸡蛋浮了起来，验证出浮力的大小与液体的密度有关;有的小组利用“称重法”验证出浮力的大小与物体排开液体的体积有关，小组成员团结协作，各小组相互质疑，相互纠错，相互补充，教师巡回指导，适时点拨，最终设计出一套完整的可以实施的实验方案。学生依据实验方案进行实验、观察、记录数据、交流分析归纳得出结论。在“交流与评估”环节，学生积极分享实验中遇到的问题及解决方法，交流在实验中的新发现，相互取长补短，查漏补缺。评估是对实验过程的反思，学生从评估中汲取经验教训，有利于学生养成严谨的科学态度和勇于探求新知识的进取精神，有利于提高学生的批评性思维。教师在整堂课上担当的角色是指导者、合作者，学生在教师的指导下，经历了一个从提出问题、假设猜想、设计实验到进行实验、分析論证、交流合作的探究全过程，锻炼了学生实验、观察、质疑、相互协作能力，以及搜集和处理信息能力、分析和解决问题能力。最终促进学生对知识的自主构建和深度理解，有效培养了学生的高阶思维能力。

课外延展，提升高阶思维能力

物理是一门与生活实际紧密相连的学科。课外小实验可以拉近物理与生活的距离，是课堂教学的延伸和补充，学生通过课外实验，可以大大丰富感性认识，深化与活化己掌握的物理知识并融会贯通，既有利于学生个性的发展和智力开发，又有利于学生思维从低阶思维向高阶思维的转化。在教学过程中，我会根据教学进度规划学生的课外小实验，基本保证每周一个课外小实验，让学生使用身边唾手可得的物品进行实验。并利用及时评价督促学生认真完成实验，同时通过交流评估给学生提供一个交流学习的平台。如在交流自制万花筒的时候，我特意让学生交流万花筒里的小镜子是如何准备的，有的同学是直接买的，有的同学是在玻璃店找到的边角料，还有同学是在家长指导下，将棉线沾上煤油绑在需要切割的镜面上，燃烧棉线，然后轻松地切割出需要的小镜子.这些方法都为下周制作潜望镜提供了便利。为了激发学生的创新意识，我还会不定期举行一些物理创新实验比赛，鼓励学生根据课本知识进行小发明、小创作，学生的积极性非常高，制作出了不少优秀作品。这些创新实验比赛，最大限度地启发了学生的学习主动性和创造性，学生的创新意识被唤起，创新思维得到发展，高阶思维得到提升。

时代的发展离不开具有高阶思维的人才，培养学生高阶思维，任重道远。物理实验是培养学生高阶思维能力的一种有效途径。教师要根据不同的教学内容，采取相应的教学策略，设计相应的教学实验，开启学生智慧，挖掘学生潜能，促使学生深度学习，为学生的高阶思维培养插上翅膀，是一项重要的任务，“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，我们应该不负使命，担负起自己的责任。

（作者单位：山东省威海市城里中学）