物理核心素养导向下的批判性思维教学模型构建

【摘 要】通过分析批判性思维内涵与特征，在梳理物理学科核心素养与批判性思维的内在联系基础上，建构了素养导向的批判性思维的教学模型，围绕“感知、质疑、假设、推理、判断”思维活动过程组织教学活动与学习活动，以发挥批判性思维对学生认知成长的驱动和深化效应。

【关键词】核心素养;批判性思维;教学模型

【中图分类号】G633.7  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2021）45-0007-05

【作者简介】汪明，江苏省常州高级中学（江苏常州，213000）副校長，正高级教师，江苏省特级教师，全国优秀教师。

教育本身必然包含优秀思维品质的培育。目前世界范围内基础教育课程改革理念皆是着力发展核心素养，按照经济合作与发展组织（OECD）的界定，素养不只是知识与技能，它是在特定情境中个体通过利用和调动心理社会资源（包括技能和态度）以满足复杂需要的能力。综观欧盟、经合组织（OECD）、美国、澳大利亚等组织和国家的素养框架，批判性思维始终被认为是个体面向21世纪的核心素养之一。培养批判性思维已经成了世界各国应对世界变化与发展的共识。作为教育实践者，我们一直在思考与尝试建构一个核心素养导向的批判性思维教学模型，以期发展学生的创新精神与实践能力。

一、批判性的内涵与特征

明确概念的基本内涵是建构理论体系的基本前提。梳理批判性思维的核心内涵，是我们建构批判性思维教学实践模式与策略的基础性工作。对于批判性思维的概念，国内外学者给出过许多的定义，“critical thinking”一词在国内亦有多样翻译（批判性思维、审辩式思维、思辨能力等），体现了众多学者对其内涵理解的差异。如果从词源角度考察，英文中的“critical”（批判）一词源于希腊语的两个词根：一个是kriticos（有眼力的判断），另一个是kriterion（标准）。至20世纪90年代，理查德·保罗指出：批判性思维，就是通过一定的标准评价思维，进而改善思维。批判性思维是积极地熟练地解析、应用、分析、综合、评估支配那些信念和行为的信息的过程，信息通过观察、实验、反省、推理或沟通收集而产生。据此，可以认为，批判性思维的基本含义就是运用恰当的评价标准，进行有意识的思考，最终作出有充分根据的判断。

美国哲学学会（American Philosophical Association）在20世纪90年代召集美国、加拿大众多知名的哲学家与教育家，运用专家调查法，对批判性思维的内涵进行了长期研究，提取出众多专家对于批判性思维内涵所持有的共识。他们的研究报告将批判性思维能力界定为“由认知能力与情感特质两个维度构成的整体”，由此建构了由“技能”和“情感”两个维度构成的批判性思维模型（见表1）。

该模型的亮点在于对批判性思维涉及的主要思维技能进行了较好的分类，并对其内涵作了详细论述，有利于将其作为课程目标设定、教学目标拟定、教学活动设计的指南，以便教学活动能够促进学生批判性思维能力的发展。

二、批判性思维与物理学科核心素养

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，物理学科核心素养主要包括“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任”四个方面。实现批判性思维与物理核心素养的融合，物理课堂正好提供了良好的教育载体。学生在教学互动过程中进行观察与实践，从中创生观念、发展思维，获得诠释、分析、评估和推论等批判性思维技能，正是发展学生核心素养的重要举措，也是适应世界教育改革发展趋势的迫切需要。

1.批判性思维与“物理观念”。

“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华。物理观念包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。批判性思维的一个重要特征就是对“信什么”和“干什么”进行判断，这种判断需要有分析和评价，批判性思维的分析和评价需要做到清楚、准确、相关、有深度，并具有严格的逻辑性。而物理观念正是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础，它要求学生不仅要理解和掌握物理知识，而且要将所学习的大量具体知识围绕学科核心概念整合内化，在此基础上形成对物质世界的整体思考和系统认识。显然，学生在形成物理观念过程中，孕育了对批判性思维的培养，物理观念是学生头脑中形成的对世界的正确认识，描述的是具备物理核心素养的学生特征，也是对物理课程进行批判性思考的结果。

批判性思维是教育和学习的产物，也是一种思维习惯和能力素养。批判性思维要求学生在接受已有的观点之前必须进行审查和质疑，通过批判来了解它们是否符合事实。如果在物理观念教学中，教师善于联系生活实际，创设各种生活实践情境，让学生自由发表观点，寻求相关证据，敢于面对偏见，勇于坚持己见，让学生在学习物理学概念与知识的同时，将概念的内涵和外延都表述清楚，将物理知识整合、内化、提炼、升华成学生自己的物理观念，让学生初步具有现代物理的物质观念、运动和相互作用观念、能量观念等，能用这些观念描述自然界的图景，并能用其解释自然现象和解决实际问题，那么也就自然地形成了学生的批判性思维能力。

2.批判性思维与“科学思维”。

“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。它是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。不难看出，物理学科核心素养中对科学思维的定义包含了分析综合、推理论证，基于事实证据和科学推理，对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正等。这些都是批判性思维技能所强调的。

物理教育的过程其实就是提升学生科学思维品质的过程，批判性思维要求能够基于事实进行科学推理，强调不盲目接受，也不盲目否定，并能对不同观点和结论提出质疑，结合论据进行科学论证和修正结论，这些都与科学思维相契合，可见批判性思维技能正是提升科学思维不可或缺的工具。此外，在物理学科问题解决的过程中，无论是推论还是综合，都需进行主动思考，以客观的态度对外界冗余信息加以厘清、辨别和验证。这种理性、虚心的态度与心灵特质，正符合批判性思维强调的气质倾向，也正是科学精神的价值体现。

3.批判性思维与“科学探究”。

“科学探究”是物理学科核心素养的主要内容之一，中学物理教学中的科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。其涉及问题猜想、假设推理、设计实验、采集数据和分析、问题处理和交流解释等认知阶段和过程，反映了科学探究是以科学知识经验为中介，体现为应用归纳、演绎、类比和问题解决等思维策略，对多变量因果系统进行信息加工过程，而这些都离不开批判性思维技能中的分析、推理、评价、解释等诸要素。事实上，科学探究因涉及推理、决策与评价等，因而和批判性思维有着不可分割的联系，正是这些要素将科学探究和批判性思维紧密地联系在了一起。

此外，科学探究还包含了很多批判性思维的内容，例如：“运用批判思维和逻辑思维进行假设，思考替代性解释”;“运用批判性思维对第一手事件和现象以及二手资料进行分析，以判断它们的可靠性”;“根据对科学的理解，运用批判性思维解释证据，根据逻辑推理决定选择何种模型”;等等。科学探究还要求：辨别或提出一个问题的能力;从可靠的信息源中搜索并筛选信息的能力;在实验设计时用到的推理能力，包括计划控制变量，以及做书面或口头报告需要的策略与战术;等等。这些都涉及批判性思维技能方面。由此看来，科学探究的过程离不开批判性思维的参与，两者在技能方面有着很多的交叉重叠，在探究的过程中融合批判性思维的培育会有事半功倍的效果。

4.批判性思维与“科学态度与责任”。

“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素。物理学与社会生活及生产实践联系紧密，物理学文明推动着现代技术的发展，极大地改善了人类的生活，但也会带来如温室效应、能源危机等系列问题。因此，学生需要保持一种质疑批判的精神，不迷信、不盲从，遵循科学研究范式，关心人类文明福祉，对所学的科学知识和科技成果始终保持严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度，在求证的过程中始终坚持证据导向，遵守道德规范，保护自然环境，明确社会责任感。这些也都属于批判性思维的内容。

三、素养导向的批判性思维教学模型

基于上述分析，笔者构建了 “素养导向的批判性思维教学模型”（见图1）。中间虚线框描述了培育学科核心素养时批判性思维活动的一般过程;左侧虚线框与右侧虚线框分别对应的是教学过程与学习过程。分述如下。

1.感知。

學科核心素养培育强调真实性的学习问题情境，要求学习发生在一个相对复杂的真实环境中。复杂环境能够最大化地促使学习者感知与内化知识，从而促进知识的有效迁移。因此，素养导向的批判性思维教学模型，始于真实问题创设和学生元认知感知。通过创设与学习主题相关的情境，教师激发学生的学习兴趣。学生在情境的体验与启发下，激活相关的生活经验和知识储备。在教师的引导下，学生逐渐建立学习的心向和任务期待。

2.质疑。

通过情境的体验与暗示，学习者聚焦情境中所凸显出的真实问题，通过相关信息的梳理、比较，逐步提炼关键问题或根本问题。学生通过相关资料的梳理，对问题的各个方面（前提、目的、立场等）的性质进行分析，由此获得对问题的深刻理解，从而明确解决问题所需的进一步信息与相应的方法。此时，教师提供含有学习主题相关概念和原理的材料，进行学习问题驱动和探究项目设计，学生由此进入新的知识学习。这种学习以解决特定问题为目标，因而是有意义的深度学习，为培育学生批判性思维奠基。

3.假设。

教师呈现有关概念与原理，学生努力建立新学知识与已有知识之间的内在关联。教师通过提供相关的巩固练习或变式练习，促进学生经由不断反复的“假设—验证”过程，将新学知识融入已有的认知结构，或是形成一定的能力。学生通过分析、整合与问题相关的各类知识和信息，初步提出解答问题方案的各种主张。这一过程中，批判性思维技能的应用是关键，通过认知理解，学生能够获得对知识、问题或现象更为深刻和丰富的认识，获得经验的增长和见识的拓展。

4.推理。

在推理阶段，学生循序渐进地展开其所设想的问题解决方案或方法，以推断假设方案是否合理、理解是否准确、知识是否充实，进而形成科学的认识。学生的方案假设不一定正确，教师需要引导学生合理地使用演绎、归纳等论证方式对之加以验证。借助教师的有效反馈，学生不断修正、改进，进而形成更为理性的认识。经过这样的验证推理过程，知识逐渐融入学生已有的认知系统，已有认知结构获得拓展深化或改组升级，批判性思维也由此获得长足的进步。推理的过程应由学生在教师的指导下自主地完成，以便切身体会到批判性思维技能所带来的积极体验和认知生长。

5.判断。

经由以上思维操作所学会的知识，仅仅是观念形态的。通过创设运用知识解决问题的真实情景，学生在运用知识做事的过程中巩固、检验所学知识，对知识的各方面属性（基本内涵、使用条件、文化立场等）作出合理的判断。批判性思维非常强调理性表达。因此，教师需要通过恰当的评价标准，引导学生公开表达所达成的判断和结论，接受同伴的质疑和建议，并通过自身的持续反思，形成更为合理、全面、客观的认识，进而达成知识的深度建构。评价与反思贯穿所有思维发展环节，学生对自身思维过程的监控和调整也贯穿学习始终。实际上，对学生发展核心素养的培育过程往往是迂回往复、逐步深入的，本文所构建的教学模型，遵循了基于理解和问题解决的教学范式，是以问题导航和任务驱动方式来开展探究，它符合核心素养培养对课堂教学所提出的要求。

当下，发展学生核心素养成为课程改革的基本价值追求，培养创新性人才逐步成为学校教育的一个重要目标。由此来培育学生的批判性思维能力已成为课堂变革的必然选择。批判性思维培育过程中所蕴含的批判质疑、问题解决、沟通协作等关键要素，均是学生适应未来社会所应具备的核心素养。未来将该模型与物理学科教学相结合，提升物理知识建构、迁移与运用水平，以实证研究来验证学生学习物理和思维发展的质量效益，将是进一步研究的方向。

【参考文献】

[1]林崇德.思维心理学研究的几点回顾[J].北京师范大学学报（社会科学版），2006 （5）：35-42.

[2]何玲，黎加厚.促进学生深度学习[J]. 现代教学，2005 （5）：29-30.

[3]皮連生.智育心理学[M].北京：人民教育出版社，1996.

[4]WATANABE. The Toulmin ModelProblems Concerning its Elements and the Layout of its Connections[J]. Science of Reading，2016，58（1）：1-16.

[5]American Institutes for Research.Does Deeper Learning Improve Student Outcomes？ Results From the Study of Deeper Learning： Opportunities and Outcomes [EB/OL].https：//www.air.org/sites/default/files/Deeper-Learning-Summary-Updated-August-2016.

[6]OECD.Definition and Selection of Key Competencies-Executive Summary[EB/OL].[2005-10-13] http：//www.deseco.admin.ch/bfs/deseco/en/index/02.html.

[7]PAUL R，ELDER L.Critical Thinking： Learn the Tools the Best Thinkers Use [M]. New Jersey：Pearson Hall，2005.