物理教學(xué)中發(fā)展學(xué)生批判性思維的思考

李晶晶

海南師范大學(xué)教師教育學(xué)院，?？?571158

習(xí)近平總書記在2021年12月24日發(fā)布了中華人民共和國主席令第一〇三號，宣布《中華人民共和國科學(xué)技術(shù)進步法》自2022年1月1日起施行。進步法總則的第九條規(guī)定“學(xué)校及其他教育機構(gòu)應(yīng)當堅持理論聯(lián)系實際，注重培養(yǎng)受教育者的獨立思考能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和批判性思維，以及追求真理、崇尚創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)精神……”。在科學(xué)教育中強調(diào)批判性思維是有跡可循的，早在2016年《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中就明確地把“理性思維、批判質(zhì)疑”作為科學(xué)精神的基本要點之一。作為一門基礎(chǔ)的科學(xué)學(xué)科，物理學(xué)科已經(jīng)把“批判質(zhì)疑”納入到學(xué)科核心素養(yǎng)體系中，意在培養(yǎng)在面對科學(xué)問題時能夠理性思考、作出正確判斷的社會公民。

已有的文獻表明批判性思維是可以被習(xí)得的，各個學(xué)科都可以并且應(yīng)該為提升學(xué)生的批判性思維貢獻力量。梅可匹克（McPeck）認為：批判性思維在特定學(xué)科領(lǐng)域有其特定的慣例和方法，不同的學(xué)科領(lǐng)域能夠為批判性思維提供不同的內(nèi)核。物理學(xué)科的科學(xué)屬性更強調(diào)批判性思維中理性、推理、邏輯的一面，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、塑造理性公民等方面有著別的學(xué)科不可替代的作用。在物理教育中要充分意識到批判性思維對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展科學(xué)的價值觀、幫助學(xué)生成長為理性公民的作用；并充分利用物理學(xué)科特點、緊扣科學(xué)本質(zhì)、利用科學(xué)探究、設(shè)計社會性科學(xué)議題等方法發(fā)展學(xué)生的批判性思維。

1 批判性思維促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展

科學(xué)研究的使命就是不斷地探索未知，科學(xué)家對科學(xué)理論始終保持著清醒的判斷。杜威曾說過：“沒有對科學(xué)假說進行主動、持續(xù)和細致的理性反思，我們就不能表示接受或者反對它，而是要延遲判斷?！迸行运季S指向開放的思想、公正的評價，可以幫助學(xué)生在面對科學(xué)問題時保持冷靜的頭腦、謹慎的判斷，更重要的是促進學(xué)生誠實地面對自己，認識到自己在解決問題過程中的認知偏向，從而提升科學(xué)素養(yǎng)。

1.1 批判性思維是解決科學(xué)問題的基礎(chǔ)

物理學(xué)習(xí)的過程就是學(xué)會解決科學(xué)問題的過程，而批判性思維是解決科學(xué)問題必不可少的工具。2011年，美國國家研究理事會（NRC）頒布的《K-12年級科學(xué)教育框架：實踐、跨學(xué)科概念和核心概念》（以下簡稱“框架”）成為科學(xué)教育的新標準，框架把科學(xué)問題解決分為3個維度，分別是調(diào)查研究、評價和構(gòu)建科學(xué)解釋（圖1）。

圖1 科學(xué)問題解決的3個維度

由圖1可以看出，科學(xué)問題解決的3個維度離不開收集數(shù)據(jù)、批判、分析、推理、推測、提出解決方案等基本技能，而這些都與批判性思維有關(guān)聯(lián)。從問題的確定到方法的選擇，從數(shù)據(jù)的處理到結(jié)論的評價，可以說批判性思維貫穿了科學(xué)問題解決的始末。離開了批判性思維，科學(xué)問題解決甚至無從談起。中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程其實是科學(xué)家探索物理知識歷程的濃縮，學(xué)生同樣要經(jīng)歷從調(diào)查研究到評價再到構(gòu)建解決方案的全部過程，自然也需要有批判性思維的加持。

1.2 批判性思維有利于提升學(xué)生作出理性的判斷

基礎(chǔ)教育階段的物理學(xué)科教學(xué)目的不僅僅在于使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的物理知識，更深層次的意義是培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。今天，信息社會的飛速發(fā)展使得人們獲取信息的途徑越來越多，并越來越便捷，由此帶來的突出問題是很多人盲目地相信收集到的一切信息，從而造成盲從或偏信。產(chǎn)生這個問題的根源就在于很多人缺乏批判性思維，很少思考內(nèi)容的可信度，無法對信息進行求證和評估，并判斷信息真?zhèn)?，常常是照單全收，而不會加以選擇。批判性思維可以幫助人們了解數(shù)據(jù)、證據(jù)和結(jié)論之間的關(guān)系，學(xué)會選擇相關(guān)信息，能分析和整合不同來源的信息，判斷相關(guān)數(shù)據(jù)的局限性，找到支持或反駁假設(shè)的證據(jù)，學(xué)會進行科學(xué)的推理，最終作出理性的判斷。

需要特別說明的是，在物理學(xué)習(xí)中的批判性思考并不意味著質(zhì)疑所有數(shù)據(jù)、證據(jù)和專家，而是要求學(xué)生學(xué)會根據(jù)一定的評價標準去分析數(shù)據(jù)和證據(jù)，評估它們的真實性、可靠性、有效性及它們對結(jié)論的支持程度，不人云亦云，也不被偏見所左右。即便遇到可能會涉及到挑戰(zhàn)自己或小集體的利益時，批判性思考者也往往能夠從大局出發(fā)，克服自我中心價值觀，作出理性的決定。只有能夠通過批判性思維作出理性判斷的人才算真正具備了物理核心素養(yǎng)的人。

1.3 批判性思維有助于科學(xué)價值觀的形成

公民的成長是從“自然人”到“社會人”的過程，21世紀的中國公民應(yīng)該既有參與社會科學(xué)問題討論的意愿，又同時具備進行批判性思考的能力；在面對科學(xué)問題時能夠作出理性的判斷和有價值的決定，擺脫以自我為中心的態(tài)度，并能夠與他人互動。這就需要在物理教育中關(guān)注批判性思維的社會維度，強調(diào)物理學(xué)科和社會的融合，使學(xué)生最終成長為有社會責任的理性公民。

批判性思維是“根據(jù)理智標準，對認識和實踐中的思考、推理和論證進行多方面反思的分析、評價和判斷的活動”。批判性思維激勵學(xué)生要敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，對任何意見都保持謹慎的態(tài)度，堅持分析、判斷和檢驗，能夠辨別觀點是否清晰、有能力考查證據(jù)的來源，能夠判別證據(jù)的準確性、是否有失偏頗等。在掌握充分證據(jù)的基礎(chǔ)上進行合理推理，能判斷推理過程是否合乎邏輯規(guī)范，能科學(xué)地解釋論證過程，保證結(jié)論的客觀、公正。這就促使學(xué)生必須具有一定的科學(xué)理性，有獨立思考的能力，不迷信權(quán)威，不盲從大眾，實事求是，敢于開拓和進取。同時，批判性思維幫助學(xué)生理解科學(xué)的社會屬性，為科學(xué)知識注入一定的價值取向，促進學(xué)生深層次地理解科學(xué)、社會、技術(shù)和環(huán)境的關(guān)系，關(guān)注社會，學(xué)會反思自我、避免偏見，這正是物理教育希望賦予學(xué)生的科學(xué)價值觀。

2 物理課堂教學(xué)中提升學(xué)生批判性思維的方法

教會學(xué)生批判性思維本質(zhì)上是教會學(xué)生掌握一種非語言的程序性知識。在物理學(xué)科教學(xué)中，我們可能不需要告訴學(xué)生批判性思維是什么、它的基本技能有哪些、氣質(zhì)傾向包含哪些內(nèi)容。我們需要做的是利用物理學(xué)科知識的特殊性，尋找方法把批判性思維貫穿到學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程中去。

2.1 物理學(xué)史助力學(xué)生批判性思維的發(fā)展

物理教育領(lǐng)域發(fā)展學(xué)生批判性思維的困惑之一在于很多人認為物理學(xué)強調(diào)以實驗和事實為依據(jù)，大量事實證明基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的物理知識是正確的。但科學(xué)本質(zhì)觀首先要向?qū)W生表明的就是“科學(xué)知識是暫時的和持久的”。雖然學(xué)生目前在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識已經(jīng)被證明是正確的，但物理學(xué)的發(fā)展史本就是一本生動的教材，它以諸多的案例告訴我們科學(xué)知識具有可證偽性，很多科學(xué)知識與我們的常識是違背的，即使科學(xué)家在研究問題的過程中也難免會出現(xiàn)錯誤。

科學(xué)知識暫時的準確性和確定的暫時性特點為批判性思維的發(fā)展提供肥沃的土壤。在學(xué)習(xí)物理學(xué)的過程中，學(xué)生會逐漸了解到物理學(xué)科的大廈是在不斷的質(zhì)疑中發(fā)展起來的。如果沒有伽利略對運動學(xué)問題解釋的質(zhì)疑，也許物理學(xué)發(fā)展的進程會變得緩慢；如果沒有哥白尼對地心說的質(zhì)疑，也許人們很難撕開天體運動的神秘面紗；如果沒有盧瑟福對經(jīng)典原子模型的質(zhì)疑，人們對原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認識也許要晚幾年；如果沒有愛因斯坦對傳統(tǒng)時空觀的質(zhì)疑，相對論不知何時才能問世……這些中學(xué)物理學(xué)習(xí)內(nèi)容都告訴學(xué)生：科學(xué)知識不是恒定不變的、無可爭議的，即使現(xiàn)在被認為是正確的科學(xué)知識，也許隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將來有一天可能都會被推翻或修正，對現(xiàn)有知識的質(zhì)疑是科學(xué)發(fā)展的推動劑。即便是科學(xué)家的觀點也會受到所處環(huán)境的制約，因此不迷信權(quán)威，學(xué)會自省和反思是非常重要的。學(xué)校物理教育可以物理學(xué)史為突破口，梳理科學(xué)與社會的關(guān)系，讓學(xué)生了解物理學(xué)的演進過程，激發(fā)批判性思維的動機；同時啟發(fā)學(xué)生開闊心胸，能理性地看待自己或他人的錯誤。此外，物理學(xué)家在解釋自然界的過程中需要用到分析、推理、比較、評價等科學(xué)的研究方法和思維，這些都為在科學(xué)教學(xué)中進行批判性思維的培養(yǎng)創(chuàng)造了良好的條件。

2.2 科學(xué)探究是發(fā)展批判性思維的路徑之一

雖然“科學(xué)探究”的原意是指科學(xué)家在解決科學(xué)問題時用到的科學(xué)方法和途徑，但它早已滲透到了我國的基礎(chǔ)教育領(lǐng)域?？茖W(xué)探究作為解決科學(xué)問題的方法之一，其在自然科學(xué)教育領(lǐng)域受到了廣泛的重視，并在物理課程標準中被作為推薦的教學(xué)方法之一，要求在物理教學(xué)中進行滲透?！读x務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》要求學(xué)生“有判斷實驗數(shù)據(jù)是否合理、有效的意識”“具有收集數(shù)據(jù)的能力、分析和處理數(shù)據(jù)的能力、解釋數(shù)據(jù)的能力、表達和交流的能力”“能對實驗進行反思，提出改進意見”“對實驗方案、實驗探究過程和結(jié)果等進行評估和交流”等，仔細分析會發(fā)現(xiàn)這些都蘊含著對批判性思維技能的要求。事實上，科學(xué)探究因涉及到分析、推理、決策、反思和評估而與批判性思維有著不可分割的聯(lián)系。科學(xué)探究要求學(xué)習(xí)者具有辨別或提出問題的能力；有從可靠的信息源中搜索并篩選信息的能力；具備在實驗設(shè)計時用到的推理能力、分析能力以及書面或口頭報告時需要的策略與戰(zhàn)術(shù)，交流時需要具備的反思和評估能力等。這些與Ennis在批判性思維分類中提到的批判性思維技能基本完全對應(yīng)（澄清——對應(yīng)科學(xué)探究中的提出問題、明確問題；推論——對應(yīng)科學(xué)探究中的科學(xué)推理；做出行動——對應(yīng)科學(xué)探究中的實踐和交流討論等）。由此看來，批判性思維是學(xué)生進行科學(xué)探究的強大助力，在探究的過程中瞄準批判性思維的培養(yǎng)會有一舉兩得的功效。

同時，科學(xué)探究還強調(diào)不迷信權(quán)威，要學(xué)會基于證據(jù)的質(zhì)疑，這是批判性思維最重要的特質(zhì)。中學(xué)物理課堂的質(zhì)疑不同于科學(xué)家對科學(xué)問題的質(zhì)疑，它更多地表現(xiàn)在問題解決的過程中學(xué)生能夠基于事實證據(jù)進行科學(xué)推理，能在交流過程中對不同的觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑，結(jié)合論據(jù)進行科學(xué)論證、批判、檢驗和修正結(jié)論，強調(diào)不盲目接受，也不盲目否定。這里不僅僅是針對別人的觀點，在交流的過程中，對自我的審視和反思也同等重要。在科學(xué)探究的過程中需要學(xué)生進行主動思考，并以冷靜客觀的態(tài)度對外在信息加以厘清、辨別、假設(shè)及驗證，正視自己及其他人的問題，這種理性、虛心的態(tài)度與心靈特質(zhì)，正符合批判性思維強調(diào)的心胸開闊的特質(zhì)。物理課堂教學(xué)中鼓勵讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，這也是對學(xué)生批判性思維能力的強化。

2.3 社會性科學(xué)議題為批判性思維的發(fā)展提供情境

物理教育需要和真實的社會發(fā)生關(guān)聯(lián)，物理課堂上教師不僅僅要講明物理知識在社會上的用途，更應(yīng)該直面社會需求，社會性科學(xué)議題就是在這個理念下被提出的。所謂社會性科學(xué)議題，是指由于科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境之間錯綜復(fù)雜的關(guān)系所引發(fā)的一些具有爭議性的科學(xué)話題。

社會性科學(xué)議題往往不同于一般的科學(xué)問題，社會性科學(xué)議題具有更加多元的社會情境，在作出決策時除了要關(guān)注科學(xué)的數(shù)據(jù)、證據(jù)和推理之外，還必須要考慮其他維度的影響。關(guān)注社會問題可以在物理課堂中引入與物理有關(guān)的科學(xué)性社會問題。例如關(guān)于核能利用的問題，可以讓學(xué)生以科學(xué)辯論的形式討論“開發(fā)核能的利與弊”，關(guān)注這個問題不僅僅是對知識和技術(shù)的討論，更多地會涉及到倫理、安全等社會性問題。社會性科學(xué)議題綜合體現(xiàn)了“科學(xué)并不能解決所有問題，科學(xué)證據(jù)對科學(xué)現(xiàn)象的解釋并不充分”“態(tài)度和價值觀制約著科學(xué)家的決策”“每種方法都有其優(yōu)缺點，要根據(jù)解決問題的實際需要進行選擇”等科學(xué)本質(zhì)的基本觀點，為學(xué)生批判性思維的發(fā)展提供了絕佳的社會化情境。對社會性科學(xué)議題進行論證時，學(xué)生需要多角度地舉證、分析、作出判斷，這不僅可以讓學(xué)生更加靈活地掌握批判性思維技能，發(fā)展批判性思維傾向，更重要的是可以在論證的過程中對自己的決策進行自省，進而反思自己的價值觀，認識到自己的偏見，避免個人中心主義。