在教學(xué)實踐中對高中生高階思維的培養(yǎng)探究
——以必修一“力的分解”一課為例

王若玉

(江蘇省南京大學(xué)附屬中學(xué) 210008)

由于素質(zhì)教育深化普及的難度過大，當(dāng)前的教學(xué)模式仍無法脫離應(yīng)試教育，一些教師由于面臨著強(qiáng)大的升學(xué)壓力，仍然采用傳統(tǒng)填鴨式的教學(xué)方法，只注重學(xué)習(xí)結(jié)論和解題套路，而忽略講解題目背后的邏輯思路.這不可避免地導(dǎo)致了學(xué)生的思維能力無法得到有效訓(xùn)練.但在課堂之外，學(xué)生卻能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)上不斷涌現(xiàn)的新鮮事物無師自通，并極易沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲.但我們也應(yīng)該看到，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)游戲也是需要思維能力的，受此啟發(fā)，筆者也嘗試基于自身經(jīng)驗與認(rèn)知，將游戲中的闖關(guān)策略應(yīng)用于高中物理的課堂教學(xué)之中，以期促進(jìn)學(xué)生高階思維進(jìn)步發(fā)展.

一、致力于培養(yǎng)“高階思維”的高中物理實驗教學(xué)方案

筆者將自身研究理論和研究經(jīng)驗進(jìn)行了系統(tǒng)而有機(jī)的結(jié)合，在遵循新型課程標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，充分關(guān)注學(xué)生發(fā)展特點，設(shè)計了類似于游戲的闖關(guān)策略.雖然學(xué)生是在真實的生活場景當(dāng)中進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)，但教師則根據(jù)具體場景示例或模擬實驗.在這一過程中，教師應(yīng)以教學(xué)過程中遇到的難題為出發(fā)點，將相關(guān)思維進(jìn)階問題融入到具體常識中，并力求進(jìn)一步發(fā)展，激勵學(xué)生們自發(fā)地參與到教學(xué)活動當(dāng)中.與此同時，學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度就像游戲中的任務(wù)線，隨著任務(wù)難度的提升，學(xué)生的高階思維也在任務(wù)不斷完成中持續(xù)提升;

二、運用策略，進(jìn)行具體高階思維發(fā)展案例探討

筆者本人曾經(jīng)組織過以本文策略為主的實驗課，現(xiàn)通過案例描述來具體展現(xiàn)：

1.設(shè)迷題引入新課，用比賽實驗闖關(guān)

教師本人在課前準(zhǔn)備貼近生活的問題,激發(fā)學(xué)生的自身代入感,使學(xué)生能夠親身體驗現(xiàn)實的學(xué)習(xí)過程.這一目標(biāo)的實現(xiàn)程度很大程度上取決于教學(xué)情境設(shè)計的是否足夠真實且具有趣味性，因為只有生動的課堂才能引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.而比賽實驗的方式更容易集中學(xué)生的精力，可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使他們?nèi)硇膩硗度氲秸n程當(dāng)中來,加深對知識點的主觀思考，這能夠為之后高階思維的構(gòu)建提供必須的思維基礎(chǔ).

教師在課前對相關(guān)問題進(jìn)行提問，可以引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象背后原理的思考.我在“力的分解”這一課中提出的問題是“研究順風(fēng)行船和逆風(fēng)行船風(fēng)對速度影響”,在課前,我提出問題,并準(zhǔn)備道具,盡我所能組織了一次逆風(fēng)行船的比賽:有物理實驗室的器材光滑導(dǎo)軌、小車、一塊PVC的板子、功率不太大的吹風(fēng)機(jī)、在上下前后同等風(fēng)力吹風(fēng),觀察它是順風(fēng)還是逆風(fēng)運動.在課外活動中,我組織同學(xué)們先猜想后討論,最后進(jìn)行比賽來驗證自己的猜測.通過這種課程設(shè)計，可以使學(xué)生切身體會到自身的主體地位,因此能夠調(diào)動學(xué)生的積極性，更容易激發(fā)他們的感性形象思維,便能夠順理成章地引導(dǎo)他們對背后現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真推敲.

先猜想后討論，如果結(jié)果不一致，會引起他們強(qiáng)烈的興趣，激發(fā)他們的認(rèn)知沖突.通過不斷探索與發(fā)現(xiàn)，最后找到答案.能夠培養(yǎng)訓(xùn)練他們的批判性思維以及創(chuàng)新性思維能力.

2.引導(dǎo)學(xué)生探究力的分解規(guī)律，根據(jù)規(guī)律來揭示實驗原理

在課堂開始后，由于經(jīng)過前面的準(zhǔn)備，學(xué)生們的積極性被充分調(diào)動出來.針對遺留的問題，我們可以進(jìn)行教師和學(xué)生的合作，也可以進(jìn)行學(xué)生與學(xué)生的合作.一般較難的思維任務(wù)可以考慮合作方式.從問題入手，探究力的分解規(guī)律，再根據(jù)規(guī)律真正地解釋謎底.

Daisy“渴望”去了解瀕危的野生動物，對藏羚羊的生存現(xiàn)狀“難過”，“放松”是源于大象的幽默，“高興”是因為看到大象生存狀態(tài)的改善，最后看到雨林中微妙的自然鏈，她“驚奇不已”。通過梳理這條情感線，前兩遍的文章閱讀渾然變成一體，有了關(guān)聯(lián)意義，學(xué)生的情感也得到了極大程度的調(diào)動。

這節(jié)課的前提是學(xué)生已經(jīng)充分掌握力的合成，并且能夠運用力的合成平行四邊形法則，除此之外還了解到力的分解同樣也符合平行四邊形法則.在此階段可以師生合作，探究一些較難的原理性問題，比如說對重力的分解:通過道具的演示來展示重力的效果，我在課堂上運用了桶裝水與海綿，通過海綿的形變提出問題，學(xué)生們立即注意到海綿被壓扁了.這個現(xiàn)象真的能證明桶裝水的重力產(chǎn)生了垂直與平行斜面的兩個效果么？提出問題讓學(xué)生探究如何分解重力.

之后再從定性到定量分析，從感性到抽象過渡，由生活走向真正的物理學(xué)理論，這樣科學(xué)的思維引入方式能夠有效地幫助學(xué)生們的思維認(rèn)知發(fā)展.

首先，定性分析完畢后進(jìn)行定量分析會引起學(xué)生的質(zhì)疑，這進(jìn)一步引起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.再者，學(xué)生通過對實驗內(nèi)容進(jìn)行分析，判斷，綜合完成設(shè)計實驗驗證理論.這樣同樣能促進(jìn)思維的發(fā)展，開放性的，在想如何構(gòu)建其他定量實驗，這可以幫助提高創(chuàng)造性思維能力.

在這之后，再次回到課前的引入情境，綜合提出高階思維適應(yīng)的問題:風(fēng)對帆的力的方向如何？風(fēng)力既然垂直于帆的方向，為什么船不沿風(fēng)力方向前進(jìn)呢？緊接著重構(gòu)課前實驗的實驗器材，反復(fù)進(jìn)行實驗，由學(xué)生們分組討論并得出結(jié)果.經(jīng)歷了這一階段的思維進(jìn)階，學(xué)生們的問題會逐步得到驗證解決.他要在一定程度上促進(jìn)了整體與局部辯證思維和批判性思維的發(fā)展，在實驗過程中不斷尋求答案.通過這一系列的實驗，學(xué)生求解問題的能力與創(chuàng)造性思維就得到了一定程度的發(fā)展.

3.自主研究生活里塔吊問題中力的分解模型

教師應(yīng)該在課后布置自主探究的任務(wù)，由于新課標(biāo)要求同學(xué)要有自主，有個性的學(xué)習(xí)能力，筆者選取了教材中對學(xué)生的思維難度要求比較低的內(nèi)容：分析塔吊的力學(xué)原理.在課后能夠自主建模，自主探究.

這方面問題的提出前提是學(xué)生必須擁有按照力的效果來分解的這一概念.能明確并應(yīng)用力的合成方法與分解的平行四邊形法則.在這項任務(wù)之下，學(xué)生們能夠通過自主建模與自主體驗，分析真實的生產(chǎn)情境，這就能培養(yǎng)學(xué)生的問題解決和高階思維能力.在這個基礎(chǔ)上，我們還可以提出進(jìn)一步的要求與倡導(dǎo)：要求同學(xué)們展示自己拍照的建筑物中的塔吊圖片并對其建立力學(xué)模型，并在實驗室中合理利用器材重現(xiàn)力學(xué)模型；按照力的效果來做出力的分解示意圖；通過控制變量法來探究實驗室中的塔吊模型力學(xué)規(guī)律.

用相對簡單的內(nèi)容來讓學(xué)生具體的進(jìn)行一次完整的實驗，學(xué)生的思維會在這一過程中經(jīng)歷從低到高的階段訓(xùn)練.一方面，學(xué)生的感性形象思維被激發(fā)，建模能力得到發(fā)展；另一方面，他們的問題求解能力與創(chuàng)造性思維同樣得到發(fā)展.

4.課后拓展對比實驗引導(dǎo)

由于對比是高階思維應(yīng)用的重要體現(xiàn)，所以對比實驗是一種重要的教學(xué)方法.教師應(yīng)該充分利用對比效果反差大的物理現(xiàn)象規(guī)律，從而通過對比策略對學(xué)生產(chǎn)生很大的學(xué)習(xí)效益.這一節(jié)后學(xué)生們就可以靈活地運用力的分解來研究生活生產(chǎn)中的實際問題，進(jìn)而樹立正確的物理觀念，最終促進(jìn)學(xué)生對問題的求解能力與批判性思維能力的發(fā)展.

本實驗闖關(guān)策略以自身認(rèn)知理論為指導(dǎo)，以實際教學(xué)案例為基礎(chǔ)，以新課標(biāo)大綱為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū).設(shè)計了很多難題分布在課前課后與課中，筆者認(rèn)為教師應(yīng)該根據(jù)真正的生活情境進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，全身心的參與到學(xué)習(xí)過程中來.學(xué)生在不斷提高的問題難度下逐層拔高自己的思維深度.在實際教學(xué)中可以根據(jù)學(xué)生的個人發(fā)展水平來決定一次提出問題的難度與數(shù)量.讓學(xué)生的心智，身體和環(huán)境三者緊密地結(jié)合在一起.促進(jìn)學(xué)生的合作交流能力的發(fā)展，為實現(xiàn)學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)不斷努力，讓學(xué)生樹立正確的物理學(xué)觀念，提高科學(xué)思維水平和實踐探究能力，養(yǎng)成正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識！