芻議在高中物理課中提升學(xué)生的批判性思維品質(zhì)

顧愷

摘 要：要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，首先要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。如何在高中物理課堂中滲透對(duì)學(xué)生批判性思維品質(zhì)的培養(yǎng)是值得每一位教師深思的。本文通過例舉一些案例，談在高中物理課堂中提升學(xué)生的批判性思維品質(zhì)的可行做法。

關(guān)鍵詞：提升批判性思維品質(zhì)；教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）2-0016-3

《普通高中課程方案（實(shí)驗(yàn)）》[1]在培養(yǎng)目標(biāo)中特別強(qiáng)調(diào)使學(xué)生具有終身學(xué)習(xí)的愿望和能力，學(xué)會(huì)收集、判斷和處理信息，具有初步的科學(xué)與人文素養(yǎng)、環(huán)境意識(shí)、創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》[2]在課程性質(zhì)中指出“高中物理旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！笨茖W(xué)素養(yǎng)是人的基本素養(yǎng)中的核心素養(yǎng)，尤以科學(xué)精神為核心。質(zhì)疑和批判則是科學(xué)精神的精髓，主要表現(xiàn)為批判性思維。批判性思維是創(chuàng)新思維與創(chuàng)造力的必備條件，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，首先要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。

1 借助物理學(xué)史，提升學(xué)生的質(zhì)疑能力

學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是對(duì)人類文化發(fā)展過程的一種認(rèn)知意義上的重演，數(shù)學(xué)家波利亞說：“在教育一個(gè)科學(xué)分支（或一個(gè)理論、一個(gè)概念時(shí)）我們應(yīng)該讓孩子重蹈人類思想發(fā)展中的那種關(guān)鍵步子，當(dāng)然我們不應(yīng)該讓他們重蹈過去的無數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，而僅僅是重蹈關(guān)鍵性的步子?！迸行运季S的一個(gè)重要表現(xiàn)是科學(xué)的質(zhì)疑態(tài)度，不盲從教師、書本，不迷信權(quán)威，在物理學(xué)發(fā)展歷程中批判性思維得到了很好體現(xiàn)。

案例1 “伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究”

首先，介紹背景：近兩千年來，人們都相信亞里士多德的斷言——“重物比輕物落得快”。直到伽利略對(duì)此產(chǎn)生質(zhì)疑。

師：假定大石頭的下落速度是8 m/s，小石頭的下落速度為4 m/s。當(dāng)我們把兩塊石頭捆綁在一起時(shí)，大石頭會(huì)怎樣？

生：大石頭被小石頭拖著會(huì)變慢。

師：但是，兩石頭綁在一起，總的重量比大石頭還要重，因此應(yīng)該變快才是?。?/p>

通過重現(xiàn)伽利略的思維分析過程，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到亞里士多德的觀點(diǎn)——“重物下落快”是錯(cuò)誤的。

伽利略斷言輕、重物體從同一高度同時(shí)下落，將會(huì)同時(shí)落地。為了證實(shí)自己的觀點(diǎn)，他利用斜面“沖淡”重力的辦法做了著名的滾球?qū)嶒?yàn)，并用“水鐘”來測(cè)量時(shí)間證實(shí)不同輕重的滾球在同一斜面頂端滾到底端用時(shí)相等，與斜面的傾角無關(guān)。由此，進(jìn)一步猜想自由落體是斜面的極端情形，從而推翻了亞里士多德的謬論，建立了科學(xué)的落體定律。

高中物理教學(xué)現(xiàn)在面臨課時(shí)少、教學(xué)內(nèi)容不減、壓力巨大的困境。教師通常關(guān)注于知識(shí)的教學(xué)與訓(xùn)練，課堂上有關(guān)于物理學(xué)史方面的介紹會(huì)大大減少，筆者認(rèn)為這是不可取的。正如楊振寧所說：“很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成一種印象，以為物理學(xué)就是一些演算。演算是物理學(xué)的一部分，但不是最重要的部分，物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的。絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源。”物理學(xué)家的思維活動(dòng)也是一種寶貴的教學(xué)資源。它不僅有助于學(xué)生加深對(duì)物理知識(shí)的本質(zhì)的理解，而且也為培養(yǎng)他們的科學(xué)思維方式提供了極好的素材和范例。如果教師在教學(xué)中能關(guān)注物理定理、定律得出的過程，并把物理學(xué)家質(zhì)疑探究的思維過程呈現(xiàn)給學(xué)生，時(shí)間久了學(xué)生也就自然而然地這樣做，就會(huì)形成提出問題的習(xí)慣，并逐漸學(xué)會(huì)怎樣提出問題。這樣就教會(huì)學(xué)生思考，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2 課堂巧妙設(shè)疑，提升學(xué)生批判性分析的能力

李政道說：“求學(xué)問，須學(xué)問； 只學(xué)答，非學(xué)問?！痹诮虒W(xué)中充分利用各種情景激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，啟發(fā)學(xué)生的思維，鼓勵(lì)學(xué)生提出更多的問題，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的目的，促進(jìn)提高教學(xué)效率。

案例2 在進(jìn)行“閉合電路歐姆定律”教學(xué)時(shí)，以如下的實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)。

如圖1所示，E1為新電池，電動(dòng)勢(shì)為3 V，E2為舊電池，電動(dòng)勢(shì)為9 V，L為額定電壓為2.5 V的小燈泡，開關(guān)S置于何處時(shí)，小燈泡L會(huì)被燒壞？

由于學(xué)生的思維定勢(shì)都認(rèn)為S接2時(shí)小燈泡將被燒壞，接著我們就一起做了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果是先將開關(guān)撥到1位置時(shí)小燈泡很亮，然后把開關(guān)S撥到2位置時(shí)神奇的現(xiàn)象出現(xiàn)了：小燈泡不僅沒有燒壞，反而變得暗了。這大大出乎學(xué)生的意料，大家都好奇地問：為什么接電動(dòng)勢(shì)大的電源，電壓高了，小燈泡卻變暗了？于是我們展開了以下的問答。

師：小燈泡的亮暗由什么因素決定？

生：由小燈泡的實(shí)際功率決定。

師：小燈泡的實(shí)際功率和什么因素有關(guān)？

生：和流過小燈泡的電流有關(guān)。

師：小燈泡變暗了，說明……

生：流過小燈泡的電流減小了。

師：為什么會(huì)是這樣？

學(xué)生很自然地想到電源有內(nèi)阻，造成電路中的電流不同、電源的輸出功率不同，電動(dòng)勢(shì)大并不一定代表輸出功率大，從而加深了對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解。

案例3 在“互感和自感”教學(xué)中，課前可以做一個(gè)“千人震”趣味小實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)需用一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5 V的新干電池、幾根導(dǎo)線、開關(guān)和一個(gè)用于日光燈上的鎮(zhèn)流器。幾位做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的同學(xué)手拉手聯(lián)成一串，另一位同學(xué)將電池、鎮(zhèn)流器、開關(guān)用導(dǎo)線將它們和首、尾兩位同學(xué)兩個(gè)空著的手相連，如圖2所示。讓學(xué)生體驗(yàn)在接通或斷開開關(guān)時(shí)有無感覺。

參與的學(xué)生會(huì)感覺到在開關(guān)接通和斷開的瞬間有明顯觸電的感覺。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果超乎學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)，他們無不驚奇地問：一節(jié)1.5 V的干電池怎會(huì)有如此大的威力，使這么多同學(xué)同時(shí)受到電擊？產(chǎn)生疑問的同時(shí)學(xué)生的求知欲被激發(fā)，這樣就自然引入課題，加深了學(xué)生對(duì)自感現(xiàn)象本質(zhì)的理解。這也應(yīng)驗(yàn)了布魯巴克（美）“最精湛的教學(xué)藝術(shù)，遵循的最高準(zhǔn)則，就是學(xué)生自己提問題”的說法。

在教學(xué)中我們能讓學(xué)生的新、舊知識(shí)產(chǎn)生沖突，讓學(xué)生用已有的經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)去判斷已知的觀點(diǎn)是否合乎邏輯，去發(fā)現(xiàn)真理，這是批判性思維的意義和價(jià)值所在。

3 注意錯(cuò)解分析，完善學(xué)生的批判性思維品質(zhì)

高中物理教學(xué)最終還是要對(duì)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行考查，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握是用分?jǐn)?shù)進(jìn)行衡量的。教師在習(xí)題教學(xué)中利用學(xué)生的解題錯(cuò)解，可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，完善學(xué)生的批判性思維品質(zhì)。

案例4 一輛汽車在平直公路上以54 km/h的速度行駛，看到前方有障礙物，開始剎車，做加速度為3 m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)，分別求出開始剎車后3 s和8 s內(nèi)汽車的位移是多少？

高一的學(xué)生剛學(xué)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)，往往還沿用初中時(shí)的套公式的方法解題，很快解出結(jié)果。但是，問題緊接著出現(xiàn)了：剎車3 s內(nèi)位移比剎車8 s內(nèi)位移要多，這違背了他們的生活常識(shí)。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考問題出在：沒有討論剎車停住的時(shí)間，只是機(jī)械地帶公式解題，實(shí)際上汽車在開始剎車5 s后就停止不動(dòng)了，也就是剎車后8 s的位移和剎車后5 s的位移相同。

通過這樣的問題設(shè)置，使學(xué)生在高中初始階段養(yǎng)成思考質(zhì)疑的習(xí)慣，促使學(xué)生不斷地完善批判性思維品質(zhì)。

學(xué)生覺得物理難學(xué)，在對(duì)物理概念規(guī)律的學(xué)習(xí)和使用中缺乏辨析能力，不善于辨別正誤，遇到問題，難以做出正確的判斷。在教學(xué)中，教師可以有針對(duì)性地選擇題目，讓學(xué)生反復(fù)辨析比較，以完善學(xué)生的批判性思維品質(zhì)。

案例5 電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)通過的電流是I，兩端的電壓是U，則其輸出功率是（ ）

A.IU B.I2R

C.IU-I2R D.U2/R

這是在《恒定電流》這章里學(xué)生很容易出錯(cuò)的問題，學(xué)生易選A、B或D中的任何一個(gè)。主要原因是不注意物理公式的來龍去脈及適用范圍，缺乏從能量轉(zhuǎn)化角度研究電功與電熱的意識(shí)與能力。沒有充分認(rèn)識(shí)到P=IU是計(jì)算電功率的普適公式，P=I2R是計(jì)算熱功率的普適公式。在純電阻電路中，由于電功全部都轉(zhuǎn)化為電熱，故IU=I2R，既電功率等于熱功率。又由部分電路歐姆定律I=U/R，故電功率（熱功率）還可寫成P=U2/R 。而在非純電阻電路中，由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可知：電功大于電熱，故不難得出IU>I2R，且輸出功率P=IU-I2R。本題中電路為非純電阻電路，所以選C。

蘇霍姆林斯基：“任何一種教育現(xiàn)象，孩子在其中越少感到教育的意圖，它的教育效果就越大……把教育意圖隱蔽起來，是教育藝術(shù)十分重要的因素之一?！苯處熗ㄟ^各種方法在教學(xué)中滲透批判性思維品質(zhì)的培養(yǎng)，學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中就會(huì)慢慢養(yǎng)成批判性思維的習(xí)慣，長此以往學(xué)生的批判性思維品質(zhì)也會(huì)得到完善。

在信息大爆炸的時(shí)代，面對(duì)撲面而來的海量信息，學(xué)生就必須學(xué)會(huì)有選擇地獲取，如果離開了批判性思維，學(xué)生將被這海量信息淹沒，被似是而非的信息迷惑，被錯(cuò)誤的信息誤導(dǎo)。正因?yàn)檫@樣，我們?cè)诟咧形锢碚n堂中一定要注意滲透批判性思維品質(zhì)的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析處理問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中課程方案（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003.

（欄目編輯 趙保鋼）