在教学实践中对高中生高阶思维的培养探究——以必修一“力的分解”一课为例

王若玉

(江苏省南京大学附属中学 210008)

由于素质教育深化普及的难度过大，当前的教学模式仍无法脱离应试教育，一些教师由于面临着强大的升学压力，仍然采用传统填鸭式的教学方法，只注重学习结论和解题套路，而忽略讲解题目背后的逻辑思路.这不可避免地导致了学生的思维能力无法得到有效训练.但在课堂之外，学生却能够对网络上不断涌现的新鲜事物无师自通，并极易沉迷于网络游戏.但我们也应该看到，进行网络游戏也是需要思维能力的，受此启发，笔者也尝试基于自身经验与认知，将游戏中的闯关策略应用于高中物理的课堂教学之中，以期促进学生高阶思维进步发展.

一、致力于培养“高阶思维”的高中物理实验教学方案

笔者将自身研究理论和研究经验进行了系统而有机的结合，在遵循新型课程标准要求的基础上，充分关注学生发展特点，设计了类似于游戏的闯关策略.虽然学生是在真实的生活场景当中进行课堂学习，但教师则根据具体场景示例或模拟实验.在这一过程中，教师应以教学过程中遇到的难题为出发点，将相关思维进阶问题融入到具体常识中，并力求进一步发展，激励学生们自发地参与到教学活动当中.与此同时，学生的学习进度就像游戏中的任务线，随着任务难度的提升，学生的高阶思维也在任务不断完成中持续提升;

二、运用策略，进行具体高阶思维发展案例探讨

笔者本人曾经组织过以本文策略为主的实验课，现通过案例描述来具体展现：

1.设迷题引入新课，用比赛实验闯关

教师本人在课前准备贴近生活的问题,激发学生的自身代入感,使学生能够亲身体验现实的学习过程.这一目标的实现程度很大程度上取决于教学情境设计的是否足够真实且具有趣味性，因为只有生动的课堂才能引发学生学习兴趣.而比赛实验的方式更容易集中学生的精力，可以充分调动学生的积极性，使他们全身心来投入到课程当中来,加深对知识点的主观思考，这能够为之后高阶思维的构建提供必须的思维基础.

教师在课前对相关问题进行提问，可以引导学生对现象背后原理的思考.我在“力的分解”这一课中提出的问题是“研究顺风行船和逆风行船风对速度影响”,在课前,我提出问题,并准备道具,尽我所能组织了一次逆风行船的比赛:有物理实验室的器材光滑导轨、小车、一块PVC的板子、功率不太大的吹风机、在上下前后同等风力吹风,观察它是顺风还是逆风运动.在课外活动中,我组织同学们先猜想后讨论,最后进行比赛来验证自己的猜测.通过这种课程设计，可以使学生切身体会到自身的主体地位,因此能够调动学生的积极性，更容易激发他们的感性形象思维,便能够顺理成章地引导他们对背后现象进行认真推敲.

先猜想后讨论，如果结果不一致，会引起他们强烈的兴趣，激发他们的认知冲突.通过不断探索与发现，最后找到答案.能够培养训练他们的批判性思维以及创新性思维能力.

2.引导学生探究力的分解规律，根据规律来揭示实验原理

在课堂开始后，由于经过前面的准备，学生们的积极性被充分调动出来.针对遗留的问题，我们可以进行教师和学生的合作，也可以进行学生与学生的合作.一般较难的思维任务可以考虑合作方式.从问题入手，探究力的分解规律，再根据规律真正地解释谜底.

Daisy“渴望”去了解濒危的野生动物，对藏羚羊的生存现状“难过”，“放松”是源于大象的幽默，“高兴”是因为看到大象生存状态的改善，最后看到雨林中微妙的自然链，她“惊奇不已”。通过梳理这条情感线，前两遍的文章阅读浑然变成一体，有了关联意义，学生的情感也得到了极大程度的调动。

这节课的前提是学生已经充分掌握力的合成，并且能够运用力的合成平行四边形法则，除此之外还了解到力的分解同样也符合平行四边形法则.在此阶段可以师生合作，探究一些较难的原理性问题，比如说对重力的分解:通过道具的演示来展示重力的效果，我在课堂上运用了桶装水与海绵，通过海绵的形变提出问题，学生们立即注意到海绵被压扁了.这个现象真的能证明桶装水的重力产生了垂直与平行斜面的两个效果么？提出问题让学生探究如何分解重力.

之后再从定性到定量分析，从感性到抽象过渡，由生活走向真正的物理学理论，这样科学的思维引入方式能够有效地帮助学生们的思维认知发展.

首先，定性分析完毕后进行定量分析会引起学生的质疑，这进一步引起了学生的学习兴趣.再者，学生通过对实验内容进行分析，判断，综合完成设计实验验证理论.这样同样能促进思维的发展，开放性的，在想如何构建其他定量实验，这可以帮助提高创造性思维能力.

在这之后，再次回到课前的引入情境，综合提出高阶思维适应的问题:风对帆的力的方向如何？风力既然垂直于帆的方向，为什么船不沿风力方向前进呢？紧接着重构课前实验的实验器材，反复进行实验，由学生们分组讨论并得出结果.经历了这一阶段的思维进阶，学生们的问题会逐步得到验证解决.他要在一定程度上促进了整体与局部辩证思维和批判性思维的发展，在实验过程中不断寻求答案.通过这一系列的实验，学生求解问题的能力与创造性思维就得到了一定程度的发展.

3.自主研究生活里塔吊问题中力的分解模型

教师应该在课后布置自主探究的任务，由于新课标要求同学要有自主，有个性的学习能力，笔者选取了教材中对学生的思维难度要求比较低的内容：分析塔吊的力学原理.在课后能够自主建模，自主探究.

这方面问题的提出前提是学生必须拥有按照力的效果来分解的这一概念.能明确并应用力的合成方法与分解的平行四边形法则.在这项任务之下，学生们能够通过自主建模与自主体验，分析真实的生产情境，这就能培养学生的问题解决和高阶思维能力.在这个基础上，我们还可以提出进一步的要求与倡导：要求同学们展示自己拍照的建筑物中的塔吊图片并对其建立力学模型，并在实验室中合理利用器材重现力学模型；按照力的效果来做出力的分解示意图；通过控制变量法来探究实验室中的塔吊模型力学规律.

用相对简单的内容来让学生具体的进行一次完整的实验，学生的思维会在这一过程中经历从低到高的阶段训练.一方面，学生的感性形象思维被激发，建模能力得到发展；另一方面，他们的问题求解能力与创造性思维同样得到发展.

4.课后拓展对比实验引导

由于对比是高阶思维应用的重要体现，所以对比实验是一种重要的教学方法.教师应该充分利用对比效果反差大的物理现象规律，从而通过对比策略对学生产生很大的学习效益.这一节后学生们就可以灵活地运用力的分解来研究生活生产中的实际问题，进而树立正确的物理观念，最终促进学生对问题的求解能力与批判性思维能力的发展.

本实验闯关策略以自身认知理论为指导，以实际教学案例为基础，以新课标大纲为导向，结合学生的最近发展区.设计了很多难题分布在课前课后与课中，笔者认为教师应该根据真正的生活情境进行教学，让学生成为学习的主人，全身心的参与到学习过程中来.学生在不断提高的问题难度下逐层拔高自己的思维深度.在实际教学中可以根据学生的个人发展水平来决定一次提出问题的难度与数量.让学生的心智，身体和环境三者紧密地结合在一起.促进学生的合作交流能力的发展，为实现学生全身心投入学习不断努力，让学生树立正确的物理学观念，提高科学思维水平和实践探究能力，养成正确的科学态度与责任意识！