浅析高中物理教学中如何培养学生的高阶思维能力的研究

摘 要：人类社会已经进入到了新的发展纪元，在以知识经济为主导的5G信息时代，日新月异的科学技术以及知识体系，不仅为人们的日常生活和学习提供了前所未有的发展机遇，同时，也对于新时期复合型人才的培育提出了更加严格的要求。高阶思维能力是考查学生认知水平以及对于知识应用水平的重要标杆。本文就高中阶段的物理课堂如何培养学生高阶思维能力的方法进行了探究，以供参考。

关键词：高中物理教学;高阶思维能力;培养策略

科学技术及通信技术的推动，使得人类文明进入了崭新的发展空间，而当前随着经济全球化进程的不断加快，人类地球村之间的内在联系更加紧密，国与国之间的经济、文化，以及政治交流和相互往来更加频繁，而在这样的发展背景下，市场中对于人才培育的高阶思维能力就提出了更加严格的要求。尤其是在素质教育的发展背景下，教育部门提倡不同学科在教育课堂中更加要注重對于学生个人能力以及综合素质方面的培养，这也与中国社会未来的发展以及市场对于人才的需求不谋而合。对于高中阶段的物理课堂来说，高阶思维能力是能够体现出学生对于物理现象认知水平，以及对物理原理的拓展应用能力的重要标杆，而该阶段学生在学习过程中的高阶思维能力培养，也是高中阶段物理教学过程中的核心出发点。高阶思维能力中包含了全方位、多角度的发散性思维体系，其中包括了学生对于物理知识的反思、对于所学物理原理的高层次认知、对于不合理物理现象的批判性认知、对于基于物理原理条件下的创造性认知、对于物理原理应用的合理性认知，以及对物理知识的分析认知思维。

一、高阶思维能力的概念

对于高阶思维能力的定义和界限至今都没有一种准确的说法，尤其是不同国家、不同行业的学者，在面对具有差异性的学习文化背景，以及对于高阶思维的研究理论依据过程中均存在着较大的区别。在学术界对于高阶思维能力的理解可谓是百花齐放。高阶思维能力的英文写法为“High order thinking”，在学术界中，我们经常将高阶思维这一学术词语简化为“HOTS”，而当前，如果想要将高阶思维能力的内涵价值进行准确的定位，通过综合不同学术界学者的观点我们可以将高阶思维能力大致概括为分析性思维、对于知识的质疑思维、学习过后的反思思维、对于知识更高层次的理解思维、合理性思维、对于知识体系的创造性思维这几个方面的内容。

二、高中阶段物理教学课堂中学生高阶思维能力的培育现状

在教学领域中的高阶思维主要以上世纪90年代布鲁姆等其他学者所提出的观念，以及对高阶思维能力的认知结果为代表，将高阶思维能力从人类认知由低层次到高层次发展分为六个思维层次。他们依次为知道、理解、应用、分析、评价，以及创造。其中前三项是对于知识的认知、理解，以及对知识的应用，被认为是较低层次的思维阶段，而后三项是对于知识的分析、评价，以及再创造则属于较高层次的思维阶段。较低层次的思维阶段主要是指学生在学习的过程中对于知识的认知水平还处在基础阶段，在完成较低阶段的思维能力培育时，需要让学生首先对事物进行简单的了解，通过实际性的知识学习从而完成对知识的简单迁移和应用。而较高阶段的思维能力则是实现了第一阶段思维能力培育的跨越，较高阶段的思维能力培育不仅仅是要求学生学会对知识的简单记忆，以及不同知识的组合和检索能力，而是表现为对于知识高层次的理解，更加注重学生在学习过程中的综合性能力发散，强调学生在学习过后对于知识的拓展，以及延伸发展能力。例如：学生在学习过程中能够具备自身的想法，对于信息以及相关知识提出批判性的评价，同时，在学习的过程中，还具有自我学习的节奏，能够将知识全方位地拓展和应用在解决问题的过程中实现，对于不同知识的组合性应用，能够更好地具备对于知识的拓展以及创造性发展思维。我国著名业内专家钟志贤认为，高阶思维能力其实就是学生在已经具备较高认知水平的基础条件下对于信息的应用，以及创新等反馈能力。高阶思维能力主要是由学生对问题的解答、对事物的决策，以及对信息的批判性思维和拓展创造性思维能力而构成。而高阶思维与低阶思维的关键性区别就在于，低阶思维是指学生已经知道在解决问题时应该如何操作，在这种情况下，学生面临的问题仅仅需要其对已经到手的知识进行分析以及应用。而高阶思维能力则强调学生能够以一种全新的思维方式，将可以收集到的信息以及学习原理利用起来，从而去解决一个未知的难题或任务。由此可见，高阶思维能力包含了学生在解决问题过程中对于信息不断地收集分析、整合概括，以及对于信息的批判性认知和拓展创造能力。拥有高阶思维能力的人群在对信息进行应用时，已经不仅仅是对信息简单地记忆和组合，而是通过一种更高层次的行为能力和认知水平，实现对这些信息的批判性认知，以及拓展性研究[1]。

首先，从当前高中阶段学生的思维发展能力来看，大多数学生在学习的过程中，缺乏对于高阶思维能力的应用。在解决问题时，对于问题的认知以及思维层次水平均停留在较低的层次和阶段，缺乏对于知识的深度认知，以及对于知识的创新拓展能力。其次，当前在高中阶段的班级教学中，根据学生学习能力的划分，也可以呈现出高阶思维能力的差异性。如果我们将同一班级内的学生按照学习能力进行划分，可以划分为学困生、中等生、良好生以及优秀生这四个等级，而处在不同等级的学生，在解决物理问题时，相应的思维能力以及对于知识的运用方式也会表现出较大的差异性。除此之外，高中阶段的学生在进行物理问题解决，以及物理实验操作的过程中，对于实践技能的高阶应用以及思维方式的高阶能力，也存在着明显的差异。再次，由于高中阶段的学生面临着高考的压力，对于物理知识的学习均集中在高一阶段和高二阶段，到达高三阶段时更加注重成绩方面的提升，因此在高三阶段班级内部，学生在高阶思维能力方面的差异性并不显著。最后，男生和女生在不同的学习阶段，学习思维能力方面也具有一定的差异性。女生在学习过程中更加倾向于形象性的思维，而男生的抽象思维要比女生更有优势。

三、影响高中阶段学生高阶思维培育形成的重要因素

（一）应试教育思维的禁锢

在培养高中阶段学生高阶思维能力的教育工作中，很多教师受到了应试教育思维的禁锢，尤其是在面临着高三阶段高考压力，使教师更加倾向于帮助学生提升卷面成绩，并且将更多的课堂时间集中在了对于物理知识的单方面讲解上，因此忽视了对于学生高阶思维能力的培养，不注重对于学生问题解决能力，以及探究能力的提升。除此之外，教师在教学工作中还缺乏对于学生高阶思维能力的科学培育方式，尤其是在新课程改革之后创新型的教学方式不断涌现出来，但是很多高中阶段的物理教师对于创新教育手段的应用存在着形式化、表面化的问题，在对这些创新教育手段的实践应用中，无法有效地激发学生对于问题的主动性思考，以及对于知识的拓展性创造。

（二）教师设置的物理问题无法引导学生的思维

物理专业课程本身就是一门逻辑性较强并且实践应用性较强的学科，该学科的教学与生活中的实践问题之间具有密不可分的联系。而问题提出的本质就是在于人们对于问题的解决，以及对于问题的思考结果，这一思考过程也是人类对于自身思维进行控制以及塑造的过程。在传统的物理教学课堂中，教师所设置的物理教学问题通常来说较为单一，这种单调性的问题只注重学生对于单方面知识的应用，却忽视了对于学生的发散性思维培育，不注重物理问题与生活实践之间的内在联系，从而无法拉近学生与物理知识之间的距离，无法很好地实现学生解决问题过程中对于所学知识的迁移和应用。单纯物理问题的设置让学生解决问题的过程只能单方面地寻求答案，无法开展多层次的思维活动，这也在一定程度上阻碍了学生高阶思维能力的培育。

（三）学习环境的构建影响学生的自我发展

多元化的教学环境构建能够提供给学生充足的学习机会，同时，宽松开放的教学氛围，也能够使学生在接受知识的过程中思维更加活跃和发散。因此，在物理课堂教学过程中，教师需要将多元化的教学资源，以及现代化教学技术应用起来，帮助学生构建出更加具有层次性，以及宽松而活泼的学习氛围，使得学生的大脑能够在这样的环境下更加放松，从而有效地激发学生思维的活跃性，诱发学生对物理问题的思考。但是在高中阶段的物理教学工作中，较少有物理教师能够做到这样的教学活动开展形式，这也在一定程度上影响了学生的学习活力，尤其是学生对于物理知识的学习兴趣也会显著地降低，而在这样的教学环境下，更是阻碍了对学生高阶思维能力的发展和培育。

四、高中阶段物理教学课程中学生高阶思维能力的培养策略

（一）采用多元化的教学方式，设计更加科学化的教学方案

高中阶段的物理教师想要帮助学生更快地发展自身的高阶思维能力，就必须将启发性的教育思想，以及教育原则贯穿到整个物理教学过程中，使教学的方式能够更加多元化，并且设置出相对科学的教学方案。首先，物理教师应该从自身的教学方式中找到问题，切实考察自身的教学方式是否与学生的认知能力以及学习水平高度匹配，尽可能地以班级学生的学习特征作为出发点，从而设计出能够帮助学生实现高阶思维能力拓展的教学方案，一步步引导学生在这样的教学活动中形成高阶思维能力。与此同时，教师还应该进行教学反思，及时调整教学模式以及方法，通过将教学方式中的薄弱点实现优化，为学生营造更加活跃的教学环境。在设置教学方案时，首先，必须在明确本堂课程教学目的的基础条件下，才能够不断丰富教学内容，使得教学内容的构建更加全面。其次，还应该找到本堂教学内容的重要切入点，实现对该节课程的画龙点睛，注重对于教材内容的深度挖掘[2]。

（二）鼓励学生对学习中的问题进行质疑，不断帮助学生训练高阶思维能力

在物理课堂教学中，想要切实帮助学生从低阶思维不断向高阶思维发展，就应该鼓励学生对当下学习的知识进行质疑，同时，不断探索解决问题的正确答案，这样才能够启发学生的辩证性思维，还能让学生在学习的过程中实现对知识更深层次的探索。只有学生在问题中产生了质疑，教师才能够得到学生对于知识学习的反馈，以便教师找到调整教学方案的切入点，切实提升本堂物理教学课程的有效性。因此，高中阶段的物理教育工作者应该在设置问题时采用循序渐进的方式，引导学生学会质疑，并且鼓励学生提出问题，从而促使学生实现对物理问题的深入探索[3]。

例如：在学习牛顿第三定律时，定律内容中讲述了两个物体之间的作用力以及反作用力的特性，当学生已经基本了解牛顿第三定律的内容时，教师就可以让学生提出自己的疑问。这时有学生就会提出自己对于牛顿第三定律的质疑：牛顿第三定律中所说的两个物体之间的作用力以及反作用力，总是方向相反、大小相等并且作用在同一水平线上是在任何情况下都能够成立的吗？ 那么，按照這样的推理，如果处在同一水平线上，并且方向相反、大小相等的力就是一对作用力与反作用力吗？当学生提出问题时，教师首先应该鼓励学生对牛顿第三定律提出的质疑，然后为学生答疑解惑，同时，引导学生解决学生所提出的问题，在这一过程中，潜移默化地锻炼学生的高阶思维能力。

（三）积极转变教学观念，运用多元化的教学方法

想要在物理课堂中切实提升学生的高阶思维能力，首先，必须要明确学生才是学习的主体，只有积极地转变物理课堂中教师与学生之间的地位，才能帮助学生更好地在探索物理知识的道路上实现自我价值。在传统的教育模式下，学生主要作为课堂中知识的被动接受者，按部就班地接纳教师所传递的理论知识，即使是物理课堂中的实验操作环节，也都是在教师统一规划好的情况下才能够进行，这也在一定程度上为学生的高阶思维发展树立起了阻碍的高墙。因此，在新的教育教学工作中，物理教师应该突破传统教学观念的禁锢，尽可能地采用引导式、开放式的教学方式，让学生更加主动地参与到问题的解答以及设计环节中。

结束语

综上所述，高阶思维能力的培养对于学生拓宽未来的发展道路，实现人生价值具有重要意义，因此高中物理教师应该在课堂中设计更加科学、合理的教学方案，一步步引导学生在探索物理知识的道路上实现对物理问题的质疑和物理知识的创新，从而帮助学生打通学会高阶思维方式的道路。

参考文献

[1]王靖，崔鑫.深度学习动机、策略与高阶思维能力关系模型构建研究[J].远程教育杂志，2018：41-52.

[2]马云秀.通过科学探究培养高阶思维能力：以“机械能守恒定律”一课教学为例[J].物理教师，2018：16-18，22.

[3]吕俊君.通过“一题多解”提升学生的高阶思维能力[J].物理教师，2020：90-92，94.

作者简介：游颖曦（1982— ），女，汉族，福建龙岩人，福建省龙岩第一中学，中学一级，本科，理学学士。研究方向：中学物理教学。