高中物理教学中培养学生批判性思维的思考

郑惠芬

摘 要：高考命题改革以学生独立思考与质疑、科学探究与思维建模、批判性思维等关键能力为考查重点。因此，在高中物理的教学中，教师要重视学生思维能力的开发，通过对学生批判性思维的培养，增强学生批判性思维能力和创新意识，这对于教学水平的提升及创新人才的培养具有积极的意义。文章从问题式教学策略及批判性思维培养路径提出了几点思考，以期对批判性思维的教学提供有用启示。

关键词：高中物理教学；批判性思维；问题式教学；途径

坚持创新人才培养是新时代教育改革的首要任务，教育改革的核心指导思想就是加快高考命题改革和创新命题形式，重点考查学生独立思考与质疑、科学探究与思维建模、批判性思维等关键能力，积极引导创新人才的培养培育。物理学科是一门重视逻辑推理的理性科学，在培养学生批判性思维、引导学生成为具有创新意识的理性公民方面具有重要的作用。《普通高中物理课程标准》（2017年版）指出，学会学习、批判性思维与创新是学生发展核心素养的重要成分[1]。因此，在物理教学中，教师要充分结合物理学科的特点，有意识地引导学生重视对现象进行反思与质疑，发现问题，结合科学探究、科学論证等方法培养学生批判性思维，发展学生核心素养，培养与时俱进的创新型人才。本文从批判性思维的问题式教学培养策略和培养途径进行论述。

一、高中物理教学中批判性思维的培养策略

问题式教学策略是目前对学生批判性思维培养的重要举措之一。教师根据教学内容提出符合学生认知的核心问题，以问题为导向，让学生自主搜集、批判之后形成自己的观点，然后进行充分的论证和分析，并且重视师生、生生之间的讨论和交流，营造出良好的学习氛围，促进问题解答效果的提升。通过引导学生思考和研究，培养批判性思维，具备较高的解决问题的能力，才能带着问题来学习和提高，促进自主能力提升。只有以“提出问题”为导向，以“分析问题”为线索，以“解决问题”为驱动，才能将“基于问题的学习”贯穿于探究活动教学的始终，引发学生的深入思考，提高解决问题的能力[2]。

（一）巧妙设置问题情境

问题并不是直接抛出的，而是存在着某种技巧和变化的规律，激发出学生的求知欲，让学生更好地开放思维。教师应联系日常生活的情境设置问题，让学生充分联系生活实际，建构物理模型，才能更好地分析和解决实际问题。

（二）以生为本，循循善诱，提出真问题

在课堂上，学生是主体，教师所提出的问题应该都是经过深思熟虑的，应该是符合学生认知水平的。比如：在探究物体下落快慢与质量是否有关时，教师首先请学生联系生活现象提出自己的观点，然后从两种观点出发，请学生根据自己的观点设置实验探究。比如观察质量相同的一张纸片与纸片揉成的纸团同时释放，一张纸片揉成的纸团与两张粘在一起的纸片同时释放及一串钥匙串和纸团同时释放，观察不同质量同时释放的落地情况，这个过程可以看到，谁先落地与质量没有直接关系。教师抛出原始问题引发学生思考并产生认知冲突后提出真问题，物体下落快慢可能受哪些因素影响？在消除这些影响因素的情况下，两物体运动情况如何？如何消除这些影响因素？消除了以后如何去证明物体运动的性质？能否还原伽利略实验？能否创新伽利略实验？能否利用信息技术手段将瞬时的、不可观察的运动过程可视化？原始问题通常是比较复杂的，也是开放性的问题，在学生解决原始问题的环节，会面临着大量的信息，并且没有现成的答案可以参考，所以要重视信息和数据的收集，在获得的信息中进行思考、分析，研究问题的解决办法，再形成自己的观点。这个过程思维是发散的，对于培养批判性思维也是有益的。

（三）把握关联，形成问题链

对教材的习题或实验的学习，可以通过变式拓展或增加设问等方式形成问题链。比如：探究加速度与合外力关系时，可以设计以下问题链：水平桌面一个物体用一个水平力拉，力越大时，加速度越大还是越小？如何用实验验证自己的观点？实验的时候，用什么仪器可以测加速度？什么仪器可以测量拉力？如果没有仪器测量力的话，那力要如何来计算？物体要在哪里运动才能保证做直线运动？观察以下器材，根据需要选择你认为需要的器材？如何安装实验装置？对物体受力分析？绳子拉力是物体所受的合外力吗？如何平衡摩擦力？如何判断已经平衡了摩擦力？不平衡摩擦力对实验有何影响？什么情况下，绳子拉力近似等于沙桶的重力？如果合力可以直接测量，那还需不需要满足沙桶质量远远小于小车质量这个条件？如何处理实验数据？等等。学生在一个接一个问题的引导下，思考并解决问题，不断对知识建构重组，促进了深度学习。

二、高中物理教学中提高批判性思维能力的途径

（一）通过物理概念辨析培养批判性思维

物理概念是在大量的观察和实验的基础上，运用分析、综合、抽象和概括等逻辑方法，把一些事物共同的、本质的特征集中起来，并加以概括而形成的，它是物理现象和物理过程本质属性的抽象反映[3]。物理概念的生成过程就是科学思维活动变化发展的过程。正确理解物理概念是学好物理学的基础，也是抓住物理问题实质的关键。教师教学过程中以课程标准为依据，结合学生知识水平和认知特点，可通过分类法、比较法、对比法、归类法等进行批判性思维的培养。按描述物理概念的方法划分，定义物理概念有直接定义法、比值定义法、乘积定义法、差值定义法、和值定义法、极限思维定义法和函数定义法[4]。以比值定义法和乘积定义法为例，教师引导学生对同种方法或不同方法定义的物理量进行比较，并迁移联系已学过的物理量，通过思维导图等方式比较、归纳分析相似定义的异同。如磁感应强度和电场强度的定义都是用比值定义法，按教材顺序，学生先学习电场强度后学习磁感应强度，因此在磁感应强度教学时，教师不急着对磁感应强度下定义，而是通过回顾电场强度知识，引导学生自主对磁感应强度进行定义，然后教师再与学生一起交流、讨论、辨析，最终得到定义式，要注意不同教材对同一物理量的定义可能会有不同，引发学生认知冲突，最后教师解释定义是人为规定的，可以从不同视角对同一本质属性做出不同描述。乘积定义法有功、重力势能等。同理，在学习电势能时，教师也可引导学生将其与重力势能进行比较，归纳出如果是保守力做功的话，势能变化与路径无关，并得到保守力做的功等于对应势能的减少量。将批判性思维引入概念教学，不仅能加深学生对物理概念的理解，也有助于提高学生思辨和归纳能力。

（二）通过物理规律教学培养批判性思维

物理规律是建立在物理概念基础上更深层次的物理知识，反映了物理概念间的联系，也反映了一定条件下物理过程所遵循的规律[5]。物理规律通常又分为物理定律、物理定理、物理定则、物理公式和物理方程等。在物理规律教学中，要明确规律的适用范围、适用条件等。比如：学生学习了恒力做功的表达式，在教学过程中，教师巧妙设置问题情境，激发学生探究欲望，如举例物体从抛出到回到抛出点的过程，阻力大小不变，求阻力做功。有的学生根据整个过程位移为零，代入做功表达式得到阻力做功为零。教师先请几个学生对不同结果进行解释，再通过小组交流、辩论的形式，最后得到正确结果。学生经历反思、解释、比较，厘清物理概念之间的联系[6]，反思物理规律的适用条件和范围，加深对物理规律应用的理解，从而更好地解决实际问题。

（三）通过物理实验教学培养批判性思维

高中物理实验多以验证性实验为主，实验器材固定，教学思路大同小异。很多教师甚至没有安排学生实验，先对实验原理和实验过程进行解说，然后播放教材配套的实验视频进行演示，再通过几道习题加以巩固，这样就完成了该实验的教学。学生必须先了解实验原理，然后才能理解实验过程，对该实验的学习思维固化，一旦创新试题情境，分析时就会遇到障碍，这样的教学很不利于批判性思维的培养。从近几年高考物理试题分析发现，创新实验试题情境，全面考查学生探究能力是近几年高考命题的趋势。因此在实验教学中培养学生批判性思维显得非常重要。教师在实验教学中，多问问题，引导学生反思。通过常规的实验教学，引导学生自主创新。实验不仅限于高考要求的必做实验，习题也可实验化，生活中常见物品的工作原理也可以通过实验探究，比如探究电子秤的原理。教师发问，电子秤可以测哪些物理量？没有物体的话，电子秤有没有示数？手对电子秤的压力越大，示数越大，那压力与电子秤的示数有什么关系？商店的电子台秤如果没有水平放置，这个秤是准的吗？如何利用身边的物品对实验原理进行探究？需要哪些器材？如何去证明自己的思路是对的？实验数据如何整理？实验有什么需要改进的地方？学生通过一系列问题清单，思考、设计和进行探究，分析和解释数据，通过批判性和逻辑性建立证据和解释之间的关系，对个别数据进行质疑、讨论、交流，并提出改进方案。对相似性物品的原理，引导学生通过迁移进行联系，比如常见的家用烘焙秤、手提式电子秤等。教师在物理实验教学中，可以通过多设问、设置问题清单，创新性设置实验情境，创新设问方式，引导学生自主创新实验等进行批判性思维的培养，促进学生进行“深层次学习”，提高学生学习能力和解决问题能力[7]。

（四）通过物理习题教学培养批判性思维

习题教学是培养批判性思维的优良途径。教师通过对解题思路、解题步骤、解题方法等引导学生有效解题。首先，先引导学生思考研究对象、研究过程、画运动示意图，找多过程的连接桥梁等，学生为主体，教师起到穿针引线的作用。其次，在习题讲授中设置层次性问题链，每个问题都是下一个问题的垫脚石，环环相扣，将学生零散的思维进行凝聚和重组。最后，教师可通过对教材习题或高考试题进行改编拓展，提高学生应变能力，同时可通过适当设置错误设问、错误的解题步骤或错误的数据等引发学生认知冲突，从而引导学生思考、反思，结合物理知识在真实的问题情境或学习探索情境构建正确的物理模型，从而正确解决物理问题，达到发展学生发散思维的目的，促进批判性思维的培养。

（五）通过物理学史教学培养批判性思维

在物理学史发展的进程中就有不少批判性思维的素材。物理学史的教学能让人更深刻地了解到物理规律的演变发展的过程，尤其是科学家的思维活动发展变化的过程往往就是我们学生学习物理所经历的过程。回顾历史，有助于我们了解科学家的探究方法，学习他们的科学精神。因此教师在教学时要充分利用物理学史，通过不同科学家对同一个问题不同观点的探讨引导学生进行讨论与交流，条件合适的话，可结合实验进行科学探究与验证。比如关于物体下落快慢是否与质量有关？力是不是维持物理运动的原因？原子结构模型、光的粒子性和波动性等相关物理学史都是进行批判性思维培养的好素材。学生经历物理问题的发展过程才能更好地认识到事物之间的规律，不断地探索和发展，不仅促进思维能力的提高，同时也可以培养学生的科学探索精神，提高自身能力和素质。

三、批判性思维教学建议

高中物理课堂是充满理性与逻辑的思维培养课堂，这与物理教学的目标存在着直接的关系，要重视学生科学精神和探索精神方面的培养，养成良好的学习习惯，才能实现提升与发展。对于批判性思维来说，其培养的时间比较长，短时间内难以产生效果，所以应该从长远出发，制订合理的规划，并且在课堂中潜移默化地影响，才能更好地提高学生的思维能力，知识水平也会得到提升，为学生的长远发展做出贡献。发展学生批判性思维，建议教师在教学中做到以下几点：

1.教师要先提高自己的批判性思维。教师起到引导的作用，首先自己要通过多培训、多学习，认真研究教材和课程标准，了解批判性思维的教学目标，提高物理学科核心素养。

2.教师要充分备课，关注学情，提前设置好符合学生认知的问题链，并预测学生可能给出的答案及解答对策。对习题的变式、改编与拓展要符合政治性、适标性、时代性、情境性、系统性、科学性、校本性、层次性等。

3.教师要创建师生互动、生生互动的课堂。教学课堂，学生是主体，通过师生互动、生生互动，激发学生学习兴趣，鼓励学生勇敢提出问题并讨论。但教师要注意对课堂的把控，根据不同学生的心理特点，设置问题情境，引导学生有效提问并质疑，创建和谐、活泼、有效的课堂氛围[8]。

结束语

通过长期坚持批判性思维的有效教学途径，学生的科学思维和核心素养将得到发展，学生的物理学习将得到真正的进步。这将对学生其他思维能力的提高产生积极影响，让学生从中受益无穷。所以培养学生批判性思维能力的教学研究仍旧是教育工作者需要关注的课题。

参考文献

[1]廖伯琴.基于普通高中物理课程标准（2017年版）的修订版高中物理教材解读[J].福建教育，2020（19）：28-33.

[2]王玉红.深度学习视阈下问题式教学策略[J].基础教育课程，2020（13）：46-52.

[3]許国良.遵循“学”的规律优化物理概念教学[J].江苏教育，2017（43）：56-58.

[4]周长春.物理教学中的感悟：悟什么怎么悟[J].物理教学探讨，2020，38（10）：73-80.

[5]索育.新课程实施中高中物理规律教学研究[D].济南：山东师范大学，2006.

[6]李晶晶.物理学科领域中学生批判性思维能力培养研究[D].上海：华东师范大学，2019.

[7]华桦，高矿.在高中物理实验复习中培养学生的批判性思维能力[J].湖南中学物理，2019，34（4）：67-69，81.

[8]李晶晶.物理教学中发展学生批判性思维的思考[J].物理教学探讨，2022，40（8）：1-4.