基于物理核心素養(yǎng)觀念下思維型課堂的創(chuàng)設(shè)

謝長榮

摘要：針對(duì)當(dāng)前高中生上物理課被動(dòng)接受多、主動(dòng)思維少的情況，重點(diǎn)闡述教師如何對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行整合處理，營造良好的思維環(huán)境，讓學(xué)生在課堂內(nèi)能夠積極參與思考并且能有效、高效地思考，從而培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。本文嘗試探討教師在思維型課堂中如何發(fā)揮引導(dǎo)作用并且建構(gòu)相關(guān)的教堂策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);思維型課堂;問題情境;有效思維;辯證思維

引言

常常有學(xué)生向我反映，上物理課能聽懂，但做題目的時(shí)候卻不知從何下手，這種情況在物理教學(xué)中其實(shí)是非常普遍的。究其原因主要是教師在上課過程偏向于給學(xué)生“講懂”、讓學(xué)生“聽懂”，而忽視了讓學(xué)生自己去“思懂”。近年來，核心素養(yǎng)成了各學(xué)科課程建設(shè)關(guān)注的焦點(diǎn)，作為物理核心素養(yǎng)之一的科學(xué)思維更是物理教學(xué)的核心。那么，如何讓課堂成為學(xué)生主動(dòng)思維的課堂，從而培養(yǎng)學(xué)生“適應(yīng)個(gè)人終生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”[1]呢？

1.創(chuàng)設(shè)問題情境，促進(jìn)問題生成

俗話說“學(xué)起于思，思起于疑”，那疑起于什么呢？那就是問題。情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為知識(shí)是有情境的，知識(shí)構(gòu)建必須是有意義，所以問題必須以一定的情境來呈現(xiàn)，那如何創(chuàng)設(shè)有效的問題情境呢？

1.1問題情境能夠造成思維沖擊

教師創(chuàng)設(shè)的問題要有新奇性，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突和思維沖擊。比如學(xué)習(xí)《平拋運(yùn)動(dòng)》時(shí)，抓住學(xué)生愛玩游戲心態(tài)，我利用了一個(gè)飛機(jī)投彈的交互動(dòng)畫，和學(xué)生比賽投彈命中率，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情立馬被帶動(dòng)起來。再如，在學(xué)習(xí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，我提出這樣一個(gè)問題：一滴雨水從1000m高空下落，著地速度多大？為什么落到人的身體上人不會(huì)受傷？這種司空見慣的問題卻引起了學(xué)生的深思。

1.2問題情境具有體驗(yàn)性和感受性

切身的體驗(yàn)?zāi)芨玫貑拘讶藗兊乃季S，而觀察和實(shí)驗(yàn)是獲得體驗(yàn)的最好方式。比如課堂上讓學(xué)生夾書拔河來體驗(yàn)?zāi)Σ亮Φ奶攸c(diǎn);讓學(xué)生帶著靈敏測(cè)力計(jì)和鉤碼去乘坐升降電梯體驗(yàn)超失重的感覺;讓學(xué)生去觀察齒輪的傳動(dòng)獲得圓周運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn);讓學(xué)生甩動(dòng)繩球獲得向心力大小的體驗(yàn)等。

1.3問題情境能夠促進(jìn)問題生成

問題情境巧妙地把新舊知識(shí)融合在一起，讓學(xué)生覺得情境既熟悉又陌生，當(dāng)應(yīng)用舊觀念，舊知識(shí)來解決問題時(shí)會(huì)發(fā)生巨大的沖突，這會(huì)使學(xué)生對(duì)已往的知識(shí)體系產(chǎn)生懷疑，從而萌發(fā)新問題。例如在學(xué)習(xí)《電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻》的時(shí)候，我向?qū)W生展示電動(dòng)勢(shì)相等的新舊兩個(gè)電池，把它們分別連上相同的小燈泡，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度有很大的差異。這種沖突和矛盾可以很好促進(jìn)問題的生成。

2.引導(dǎo)思維探究，注重有效思維

有了很好的問題，如果沒有有效思維過程，則學(xué)生的思維無法得到很好的發(fā)展。那么怎樣讓學(xué)生去有效地思考問題呢？

2.1讓學(xué)生經(jīng)歷核心思維全過程，構(gòu)建系統(tǒng)的科學(xué)思維方法

一個(gè)物理問題從提出到解決通常要經(jīng)過猜想、建模、實(shí)驗(yàn)、論證、質(zhì)疑、創(chuàng)新等過程，這些是物理科學(xué)思維的基本要素。教師要引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷解決問題的各個(gè)思維環(huán)節(jié)，產(chǎn)生整體性的認(rèn)知，從而知道問題的“來龍去脈”，逐漸掌握隱藏在問題背后的思維方法。在此過程中教師一定要學(xué)會(huì)等待，不要包辦代替。以《自由落體運(yùn)動(dòng)》為例，為了探究自由落體的性質(zhì)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行以下引導(dǎo)：①、你認(rèn)為自由落體是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？說出你的猜想;②、分組討論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案，解釋你的實(shí)驗(yàn)方案;③、根據(jù)桌面上所提供的儀器，請(qǐng)學(xué)生代表操作示范，說出操作注意事項(xiàng);④、分組討論數(shù)據(jù)記錄的方法及分析數(shù)據(jù)的方法;⑤、思考從數(shù)據(jù)分析能夠得到什么結(jié)論。經(jīng)常讓學(xué)生經(jīng)歷解決問題全過程的思考，可以很好地提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。

2.2遵循最適度的啟發(fā)原則，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

教師可以替代學(xué)生說，替代學(xué)生想，但不能替代學(xué)生思維。要讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，教師只能適度啟發(fā)，不能越俎代庖。

在啟發(fā)時(shí)機(jī)上，孔子曰：“不憤不悱，不啟不發(fā)”。當(dāng)學(xué)生處于心求通而未得，口欲言而弗能的狀態(tài)下啟發(fā)效果最好。教師要善于觀察和揣摩學(xué)生，抓住課堂教學(xué)中一閃即逝的良機(jī)，鋪設(shè)疑問，創(chuàng)設(shè)有效的問題情境來激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心。上面研究自由落體性質(zhì)的教學(xué)案例中，在講臺(tái)桌上放上一個(gè)小鋁球和一個(gè)小鋼球，有的學(xué)生挑了小鋼球，有的學(xué)生挑了小鋁球，教師并不作評(píng)價(jià)和提示，等實(shí)驗(yàn)做完后再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)正確的做法，這種延時(shí)評(píng)價(jià)往往會(huì)給學(xué)生帶來更多的體驗(yàn)性，從而印象深刻。

在啟發(fā)的程度上，遵循適度啟發(fā)原則。啟發(fā)過多，思維容易被打斷，思考不夠深入，思維變得“碎片化”;啟發(fā)過少，學(xué)生思路不通，可能會(huì)放棄探究或產(chǎn)生畏難和消極情緒。要根據(jù)問題的需要，設(shè)置恰當(dāng)?shù)呐_(tái)階，建造思維腳手架。比如在《探究加速度與合力和質(zhì)量關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)中，為了讓學(xué)生理解小車合外力等于沙桶重力需要滿足兩個(gè)條件：即平衡摩擦力和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。我讓學(xué)生經(jīng)歷從最簡(jiǎn)單到復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，依次分析圖1、圖2、圖3三種實(shí)驗(yàn)方案，提出相關(guān)問題進(jìn)行引導(dǎo)啟發(fā)，使學(xué)生順利地理解圖3的原理。在此基礎(chǔ)上給出創(chuàng)新方案，如增加氣墊導(dǎo)軌和傳感器，分析實(shí)驗(yàn)條件的變化，會(huì)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解更進(jìn)一步。

2.3引導(dǎo)學(xué)生自我反思及交流，讓知識(shí)內(nèi)化于心。

有些學(xué)生對(duì)講解的問題聽明白也理解了，但遺忘得很快，這是為什么呢？原因在于學(xué)生雖弄懂了問題如何解決，但問題為什么要這樣解決卻并不清楚。更重要的是，學(xué)生建立起來的知識(shí)體系暫時(shí)是以外部邏輯（比如通過教師的講解）來維系的，是不牢靠的。一旦失去該外部邏輯的支撐，則建立的知識(shí)體系就會(huì)立馬分崩離析以至于變得模糊以致被遺忘，所以，新建構(gòu)的知識(shí)體系一定要用學(xué)生自我的意識(shí)進(jìn)行重建構(gòu)。用自我邏輯對(duì)新建構(gòu)的知識(shí)體系反復(fù)梳理、取舍、優(yōu)化、取代原來的外部邏輯，才能把知識(shí)完全轉(zhuǎn)為自己的東西，才能讓新知識(shí)在頭腦中生根發(fā)芽。這種過程就是反思，如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思呢？

物理教育專家陶昌宏說：“課堂教學(xué)中老師要給學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)行表達(dá)的條件，因?yàn)檎Z言是思維的外殼[2]?！笨梢酝ㄟ^提問、討論、辯論、上臺(tái)講演、課堂小結(jié)等不同方式，針對(duì)一個(gè)概念、一段文字、一個(gè)圖像、一個(gè)題目讓師生之間、生生之間展開交流。比如讓學(xué)生說題，重點(diǎn)要求學(xué)生說清以下方面：①、我從中獲得了什么信息;②、我是怎么理解題意的，我為什么這樣理解;③、我的解題思路是什么，我為什么用這個(gè)思路;④、我為什么要用這個(gè)規(guī)律等。通過訓(xùn)練元認(rèn)知的策略，讓學(xué)生分析審問自己的思維，從而大大提高自我意識(shí)和自我監(jiān)控能力。通過別人的交流反饋以及自我意識(shí)的審問及糾正，不斷優(yōu)化和發(fā)展自己的思維體系，這是一個(gè)批判性學(xué)習(xí)的過程，也是一個(gè)知識(shí)升華的必經(jīng)之路。

孟子曰：“博學(xué)而詳說之，將以反說約也”。意思是“廣博地學(xué)習(xí)，詳盡地解說，目的在于融會(huì)貫通后返歸到簡(jiǎn)約去”。如何讓學(xué)生返歸簡(jiǎn)約呢？可以通過以下方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練：一是教學(xué)生做小結(jié)，上完一節(jié)課留下幾分鐘讓學(xué)生做課堂小結(jié)，一章結(jié)束后做個(gè)章小結(jié)等，也可以讓學(xué)生課后對(duì)筆記或習(xí)題進(jìn)行整理歸納;二是訓(xùn)練學(xué)生思維的形象化和條理化，做思維導(dǎo)圖就是一種很有效的方法。為了充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的作用，可以讓學(xué)生在課堂上就思維導(dǎo)圖進(jìn)行講解、交流，說明自己劃分的邏輯等。不同類型思維導(dǎo)圖的交流會(huì)讓學(xué)生學(xué)會(huì)多角度看問題，使思維更簡(jiǎn)約、更開放、更全面、更深刻。

總之，通過反思和交流，可以讓知識(shí)更好更快地內(nèi)化于心，在此過程中，通過對(duì)自己思維進(jìn)行監(jiān)控和診斷，學(xué)生的批判性、自主性學(xué)習(xí)能力將得到全方位的鍛煉和成長。

3.注重思想方法教育，提升思維能力

要?jiǎng)?chuàng)設(shè)思維型的課堂，培養(yǎng)學(xué)生的思想方法是十分重要的。高中物理教學(xué)中比較重要的思想方法主要有：理想化方法，等效替代法，微元法，極限法，類比法，轉(zhuǎn)換法，比值法、圖像法等，在課堂教學(xué)中要抓住各種契機(jī)對(duì)學(xué)生進(jìn)行滲透。物理思想方法教育對(duì)于啟迪思維，化難為易，提升學(xué)生思維能力非常有效。比如為了突破加速度與速度關(guān)系這一難點(diǎn)，我采用類比的思維進(jìn)行突破：用存錢和取錢代表加速度的方向，存取錢的多少代表加速度的大小，賬戶余額代表速度的大小。學(xué)生不難理解賬戶余額的增減取決于“存”還是“取”，也就能夠理解速度的增減不是由加速度大小而是由加速度與速度方向關(guān)系來決定的。

此外，辯證思維法的滲透對(duì)于思維能力培養(yǎng)也是非常有益的，它讓學(xué)生跳出僵化的思維，更快更準(zhǔn)確地把握事物本質(zhì)特征。在明白大小、內(nèi)外、上下等的相對(duì)性和對(duì)立統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)于質(zhì)點(diǎn)、整體法與隔離法、相對(duì)誤差、上下坡法等能很好地理解。比如內(nèi)外接法選擇時(shí)，常用口訣“大內(nèi)大，小外小”來幫忙學(xué)生記憶，但是要讓學(xué)生知道這里面的大和小是相對(duì)的，大電阻和小電阻是相對(duì)什么來講的，大誤差小誤差又是怎樣理解的。用辯證思維可以更好地理解概念的內(nèi)涵和外延，比如機(jī)械能守恒條件的表述是：只有重力那類力做功，就不能理解為只受重力或者其它力一定不做功。

通過物理思想方法教育，讓學(xué)生的思維品質(zhì)大大提高，為思維型課堂打下更良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，物理思想方法的教育不是一蹴而就的，需要教師引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)，去應(yīng)用，去提煉。總之，通過創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)反思及思想方法教育，促使學(xué)生想思考、深思考、會(huì)思考，讓課堂真正成為學(xué)生主體的課堂，思考的課堂。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭玉英姚建欣張玉峰.基于學(xué)生核心素養(yǎng)的物理學(xué)科能力研究[M].2017年9月第1版.北京師范大學(xué)出出版社：2-8

[2]陶昌宏.高中物理教學(xué)理論與實(shí)踐[M].2008年11月第1版.北京師范大學(xué)出出版社：141-153