高中物理批判性思維的培養(yǎng)案例探析

支延長

摘? 要：培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維是時代發(fā)展的必然選擇。批判性思維是對原有觀點(diǎn)、視角和表達(dá)方式等的重新“檢驗(yàn)”和“再思考”，從而對“做什么”和“相信什么”做出合理的決策。學(xué)生利用批判性思維，對已經(jīng)認(rèn)知的事物進(jìn)行辨認(rèn)和質(zhì)疑，并利用收集的信息和掌握的知識與技能進(jìn)行探究和分析，實(shí)現(xiàn)去偽存真，因此，在高中物理課堂教學(xué)中滲透對學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué);核心素養(yǎng);思維品質(zhì)

當(dāng)前，人們正處于一個信息爆炸的時代，每天互聯(lián)網(wǎng)能迅速地給生活、學(xué)習(xí)和工作中遇到的任何一個問題提供無數(shù)個魚龍混雜的答案。時代發(fā)展給人們獲得消息提供了多種途徑，但同時也必然要人們選擇“什么樣的消息是真的”“什么樣的消息是有用的”。這種對已經(jīng)認(rèn)知的事物進(jìn)行辨認(rèn)和質(zhì)疑，并利用收集的信息和已掌握的知識和技能進(jìn)行分析后，實(shí)現(xiàn)去偽存真，正是運(yùn)用了批判性思維。

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)之一是科學(xué)思維?？茖W(xué)思維中包括質(zhì)疑創(chuàng)新，批判性思維是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的最佳方式之一，它是創(chuàng)新力、創(chuàng)造力的源泉，是學(xué)生具備終身學(xué)習(xí)能力的基本思維品質(zhì)。批判性思維是一種心理傾向，是一種技能。在高中階段物理學(xué)教學(xué)過程中，如果教師有意識地在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)踐中引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑、獨(dú)立思考、嚴(yán)謹(jǐn)推理，對學(xué)生全面提高科學(xué)素養(yǎng)、更好應(yīng)對現(xiàn)在和未來社會的挑戰(zhàn)具有重要的意義。

目前高中物理教學(xué)的現(xiàn)狀是：一方面，教師習(xí)慣于“滿堂灌”的教學(xué)方式，習(xí)慣于給學(xué)生“標(biāo)準(zhǔn)答案”，忽視了對學(xué)生批判性思維能力的培養(yǎng)。另一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)上被動接受、死記硬背，對權(quán)威、教材“人云亦云”式的盲信盲從，判斷問題靠經(jīng)驗(yàn)和直覺。教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生的對待習(xí)題中的錯誤，不是先進(jìn)行反思，而是邊對答案邊訂正，以致“屢挫屢犯”，這恰恰就是缺乏思維批判性的表現(xiàn)。

筆者以《自由落體運(yùn)動》的教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)自我批判性思維的傾向和能力。在以往的教學(xué)中，對于批判性思維的滲透往往落實(shí)在物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容上，即伽利略對亞里士多德理論的質(zhì)疑批判上。但是這個內(nèi)容學(xué)生早已耳熟能詳，從思維活動來說，這一部分內(nèi)容對他們來說僅僅停留在“記憶”層次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到更深的分析、綜合、判斷層面，失去了培養(yǎng)批判性思維的意義。本研究將以《自由落體運(yùn)動》為例談一談筆者的做法。

一、巧用素材，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維傾向

培養(yǎng)學(xué)生批判性思維傾向就是培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和批判視角。課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維的主要平臺，挖掘適合的素材是培養(yǎng)批判性思維能力的沃土。教師圍繞課堂教學(xué)的素材包括：學(xué)生的前概念，高中物理教材、課堂偶發(fā)生成等。

（一）學(xué)生的前概念

學(xué)生學(xué)習(xí)新的物理知識之前，他們的頭腦中并不是“一張白紙”，初中學(xué)習(xí)的物理知識、生活中觀察現(xiàn)象后形成的經(jīng)驗(yàn)，會在學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的過程中不斷地影響學(xué)生的判斷。這就形成了各種形式、層次的原有概念，這種概念稱之為“前概念”。前概念有正確的也有錯誤的，學(xué)生的前概念不但不能回避，而且應(yīng)該得到足夠的重視，因?yàn)檫@正是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維傾向的良好時機(jī)。例如《自由落體運(yùn)動》這一課中，學(xué)生的前概念其實(shí)非常的矛盾，一部分學(xué)生有“重”的鐵片和“輕”的羽毛先后著地的經(jīng)驗(yàn)，另一方面早已熟悉著名的“比薩斜塔”兩個小球同時著地，能夠認(rèn)識到物體質(zhì)量并不是影響其下落快慢的因素。但是即便如此，他們對這一問題的認(rèn)識也僅僅是記憶而非理解，所以實(shí)際問題的分析中，對于羽毛為什么比鐵球落得慢這一問題的分析，學(xué)生很容易得到錯誤結(jié)論。批判性思維并不僅僅體現(xiàn)在對外界觀點(diǎn)的質(zhì)疑批判上，對自己錯誤前概念的批判修正也是重要一環(huán)。通過對影響物體下落快慢因素的討論，學(xué)生能闡述自己觀點(diǎn)，傾聽他人觀點(diǎn)，逐漸發(fā)現(xiàn)自己思維中的漏洞，不斷思考修正，形成最后的結(jié)論。所以前概念的矛盾處，也是進(jìn)行學(xué)生批判性思維傾向培養(yǎng)的優(yōu)良素材。

（二）教材章節(jié)的巧編排

教材的編寫中其實(shí)也滲透著批判性思維的痕跡。從教材編排上來看，本節(jié)內(nèi)容安排在勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律之后，是勻變速直線運(yùn)動在一定條件下的特例，是理論知識與實(shí)際生活相聯(lián)系的一個實(shí)例，在學(xué)習(xí)中要求學(xué)生能夠克服概念障礙，運(yùn)用所學(xué)知識理性分析實(shí)際問題，從而提高學(xué)生的批判性思維能力。

二、立足物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維

物理實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練批判性思維，培養(yǎng)科學(xué)學(xué)習(xí)方法最有力的工具和載體。培養(yǎng)批判性思維技能是指學(xué)生運(yùn)用各種學(xué)科知識和科學(xué)思維方法，善于發(fā)現(xiàn)并提出問題，全面、客觀公正地分析問題并創(chuàng)造性地解決問題的能力。批判性的思維過程應(yīng)該包括質(zhì)疑、評估、探究、自我校準(zhǔn)等環(huán)節(jié)。在課堂生成之前，教師應(yīng)該有意識地預(yù)設(shè)一些環(huán)節(jié)和步驟，在生成的過程中有意識地培養(yǎng)學(xué)生批判性思維技能。

（一）利用實(shí)驗(yàn)放大沖突，鼓勵質(zhì)疑

在課堂引入階段，筆者首先將伽利略“兩個鐵球同時著地”的用兩個實(shí)心金屬球在課堂上展示，繼而在用牛頓管（錢羽管）演示在不抽真空條件下的羽毛和硬幣的下落，其結(jié)果截然不同。這樣做的目的是為了重新喚起學(xué)生對自由落體現(xiàn)象的前概念，將沖突直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，鼓勵學(xué)生公開表達(dá)對這兩次試驗(yàn)的看法和評價。

（二）利用實(shí)驗(yàn)有效討論，引領(lǐng)評估

兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要給學(xué)生足夠的時間進(jìn)行思考和評估，教師應(yīng)對思考的方向和內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)。此時的評估并不是急于讓學(xué)生對“前概念”進(jìn)行錯與對的判斷，而應(yīng)該通過其他的方式將學(xué)生“前概念”引導(dǎo)深入。在對自由落體運(yùn)動性質(zhì)的研究中，讓學(xué)生首先提出自己的大膽猜想，然后自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證，體驗(yàn)“猜想-驗(yàn)證”的科學(xué)研究方法。在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)上，鼓勵學(xué)生提出自己想法，彼此交流點(diǎn)評，最終形成合理方案。

（三）利用實(shí)驗(yàn)論證探究，實(shí)現(xiàn)自我評估

批判性思維品質(zhì)并不僅在于質(zhì)疑和形成自己的觀點(diǎn)，還包括了運(yùn)用科學(xué)的知識和方法對觀點(diǎn)進(jìn)行論證，學(xué)生需要圍繞新的觀點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論上的論證。大多數(shù)學(xué)生經(jīng)過評估后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“同時著地”與“不同時著地”的關(guān)鍵性因素是空氣阻力。將牛頓管抽成真空后重新觀察羽毛和硬幣是否同時落下的實(shí)驗(yàn)將對“同時著地”的真理起到?jīng)Q定性的作用，而空氣阻力這一干擾判斷的事實(shí)也被確定出來。

對物理問題的驗(yàn)證不能只停留在定性的認(rèn)識，能否將問題的論證上升到定量的分析將是培養(yǎng)學(xué)生批判性技能的關(guān)鍵步驟。在不計(jì)空氣阻力的前提下，能否在數(shù)據(jù)上得到“同時著地”也將對學(xué)生深刻理解自由落體運(yùn)動起到重要影響。在課堂上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從驗(yàn)證物體運(yùn)動性質(zhì)的角度來證明自由落體運(yùn)動的運(yùn)動特點(diǎn)，用DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）驗(yàn)證兩個物體下落過程中的加速度近似相等，運(yùn)動性質(zhì)均為初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，從而進(jìn)一步得到自由落體運(yùn)動的運(yùn)動特點(diǎn)。在物理學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生不僅要質(zhì)疑，更應(yīng)該根據(jù)質(zhì)疑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論論證的科學(xué)精神，在此過程中實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)的提高。

在物理教學(xué)實(shí)踐中，提升學(xué)生的批判性思維的品質(zhì)，離不開教師有意識地引導(dǎo)與訓(xùn)練，然而批判性思維能力的培養(yǎng)卻非一蹴而就，它需要在一個漫長的過程中以“潤物細(xì)無聲”的方式慢慢滲透。這絕非一個人、一節(jié)課、一門學(xué)科可以做到的，需要全社會的重視，需要教育模式的慢慢變革，最終形成系統(tǒng)的批判性思維教學(xué)體系。

（責(zé)任編輯：鄒宇銘）

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