基于高階思維視域下初中物理教學(xué)的“問題串”設(shè)計(jì)

翁其松 林龍

摘 ? 要：從高階思維的能力培養(yǎng)與“問題串”之間的關(guān)系，提出了“問題串”設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，通過“問題串”設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生回答，從而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)從低階思維向高階思維的遷移，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：原始問題;課堂設(shè)計(jì);創(chuàng)造教育

從國(guó)家的“十四五”規(guī)劃中，感覺到創(chuàng)新已經(jīng)成為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，全文多次提及“新”字，不僅有科技創(chuàng)新、數(shù)字創(chuàng)新、金融創(chuàng)新，以及新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新型基礎(chǔ)建設(shè)，創(chuàng)新成為“十四五”規(guī)劃的主旋律。做為教育工作者，如何緊跟國(guó)家的政策，這是一個(gè)重要的教育方向。如何讓我們所教出來的學(xué)生具備有創(chuàng)新的思維與創(chuàng)新的能力，在平時(shí)的教學(xué)中顯得十分重要，為此，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)與落實(shí)高階思維已經(jīng)迫在眉睫，本文從“問題串”設(shè)計(jì)的角度，來剖析對(duì)高階思維有何促進(jìn)作用。

1 ?“問題串”的設(shè)計(jì)為培養(yǎng)高階思維打開一扇窗戶

學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)只有低階思維活動(dòng)，則無法踐行以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，如何做到低、高階思維的相互結(jié)合與延伸是非常重要的。初中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，許多教師過于重視學(xué)科知識(shí)的傳承，對(duì)學(xué)生思維層次培養(yǎng)考慮不足，教師“一言談”現(xiàn)象較為嚴(yán)重，造成學(xué)生思維固化，沒有主動(dòng)地參與知識(shí)建構(gòu)的意識(shí)，缺乏對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探究習(xí)慣的養(yǎng)成，遇到?jīng)]有做過的題型，大部分學(xué)生感覺到恐慌，大都是因?yàn)樘幱诘碗A思維“記憶、理解、應(yīng)用”的層面。如何更好地發(fā)展學(xué)生的高階思維，在初中物理的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于“問題串”的設(shè)計(jì)，顯得十分的重要。只有與學(xué)科核心素養(yǎng)和課堂教學(xué)目標(biāo)緊密相關(guān)，且合乎學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的“問題串”，才能引導(dǎo)學(xué)生參與高階思維的活動(dòng)，從而在“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”三個(gè)層次的思維上得以長(zhǎng)足的發(fā)展。

所謂有效的“問題串”是指基于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和學(xué)生的生情，去精心設(shè)計(jì)的數(shù)個(gè)問題的組合，并通過這數(shù)個(gè)問題的有效組合，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)向主動(dòng)，從驗(yàn)證到探究，從接受到質(zhì)疑的思維的轉(zhuǎn)變，完成從低階思維到高階思維的提升，同時(shí)有效地完成教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到提升學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

所以，零散的單個(gè)問題很難讓學(xué)生進(jìn)入高階思維的狀態(tài)[ 1 ]，合理使用問題串成為發(fā)展初中生高階思維的關(guān)鍵手段。故此，在初中物理課堂教學(xué)中，問題串的設(shè)計(jì)嚴(yán)禁僅僅是許多單個(gè)問題甲乙丙丁的羅列，而是將這些單個(gè)問題通過一定的關(guān)聯(lián)，組成一個(gè)問題群，最后根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，提煉成問題串，形成一個(gè)整體。

2 ?初中物理課堂教學(xué)問題串的設(shè)計(jì)

2.1 ?通過創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)計(jì)問題串，奠定了培養(yǎng)高階思維的基礎(chǔ)

情境的創(chuàng)設(shè)成了初中物理教學(xué)中的常見教學(xué)手段，良好的情境能讓教學(xué)變得更加直觀，可以直接展示物理現(xiàn)象的本質(zhì)，拓展了視野，甚至與學(xué)生的固有認(rèn)知相沖突，激發(fā)學(xué)生的探究的欲望，從而降低了理解與記憶的難度，減少了進(jìn)行低階思維的時(shí)間，讓高階思維培養(yǎng)成了一種可能，豐富了學(xué)生的思維空間，奠定了培養(yǎng)高階思維的基礎(chǔ)。

如，在講到串并聯(lián)電路特點(diǎn)時(shí)，許多教師直接將結(jié)論告知學(xué)生，學(xué)生就機(jī)械地記憶“串聯(lián)電路電流處處相等、并聯(lián)電路各支路上的電壓相等”的結(jié)論，此時(shí)，學(xué)生僅僅是使用了低階思維。如果教師這樣創(chuàng)設(shè)情境：將不同規(guī)格的燈泡串聯(lián)起來，通電后，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮暗不一樣。此時(shí)，教師問：這兩盞燈亮度不一樣，那通過亮度大的這盞燈的電流大，還是通過亮度暗的這盞燈的電流大？此時(shí)，絕大部分學(xué)生會(huì)下意識(shí)地回答：通過亮度大的燈電流大。此時(shí)，教師可表示質(zhì)疑，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，歸納出串聯(lián)電路處處電流相等的結(jié)論。接著，教師再把這兩盞不同的燈泡并聯(lián)起來，再問學(xué)生：這兩盞燈泡亮度不一樣，亮的哪盞燈的兩端電壓大，還是暗的那盞燈的兩端電壓大呢？此時(shí)，再次引導(dǎo)學(xué)生思考，通過探究，生成結(jié)論。這樣通過情境的創(chuàng)設(shè)設(shè)計(jì)出的“問題串”，更能讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從低階思維向高階思維的過渡。

2.2 ?通過知識(shí)點(diǎn)的遞進(jìn)，設(shè)計(jì)問題串，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用高階思維進(jìn)行探尋問題的本質(zhì)

許多教師在教學(xué)中對(duì)一些難題的教學(xué)感到困惑，有些難題的講解令教師費(fèi)盡心思，也很難讓學(xué)生聽明白，常常會(huì)有心有余而力不足的現(xiàn)象。為此，將難題進(jìn)行拆解，或改變題干的已知條件，讓題目變得淺顯易懂，接著再改變已知條件，在原來的基礎(chǔ)上，讓題目難一點(diǎn)，接著再對(duì)題目進(jìn)行更改，最后變回原來的難題。把難題進(jìn)行多步驟的改造，讓學(xué)生在循序漸進(jìn)探究中獲得解決問題的成就感，樹立了信心，同時(shí)也逐漸實(shí)現(xiàn)了探究問題的本質(zhì)，符合高階思維的認(rèn)識(shí)規(guī)律。

如，小明同學(xué)針對(duì)電路中電阻的電功率與電流的關(guān)系，進(jìn)行探究，電路如圖1甲。圖1乙是滑片P從最右端向最左端移動(dòng)過程中，R1的U-I圖像[ 2 ]. 求：

（1）R1的阻值;

（2）電路消耗的最大電功率;

（3）當(dāng)R2消耗的電功率為0.5 W時(shí)，R2的阻值。

此題的第1小題相對(duì)簡(jiǎn)單，但剩下的兩個(gè)小題都不簡(jiǎn)單，這些涉及到學(xué)生從圖像中獲取信息和對(duì)信息進(jìn)行加工的能力。第3小題的計(jì)算是比較復(fù)雜的計(jì)算，對(duì)所求出來R2的阻值，要進(jìn)行合理的甄別與篩選，屬于較高的要求，所以本道題目得分率很低。為此，將這道題目進(jìn)行了變形，用問題串的形式，讓問題循序漸進(jìn)，最后達(dá)到探尋問題的本質(zhì)。

改造1：（題干不變）求：（1）R1的阻值;（2）通過電路的最大電流;（3）當(dāng)電路通過最小電流時(shí)，R2的阻值;（4）當(dāng)電路消耗功率最小時(shí)，R2的阻值;（5）當(dāng)R2=50 Ω，電路消耗的功率。

改造1的第2小題與第3小題是引導(dǎo)學(xué)生讀出圖像中所蘊(yùn)含的電流最大值與最小值，而不是如原題一樣要直接獲取圖像信息并同時(shí)處理信息，降低了做題的難度，更符合知識(shí)建構(gòu)的認(rèn)知規(guī)律。第4小題是啟發(fā)學(xué)生電路的消耗的功率最小時(shí)，所通過的電流也是最小。第5小題又對(duì)電流進(jìn)行了再次判斷，進(jìn)一步加深對(duì)題目的理解。

改造2：如圖2的電路，電源電壓為6 V，R1=10 Ω，R2的最大阻值為50 Ω.求：

（1）電路的最大功率;（2）電路的最小功率;（3）滑片從最左端移動(dòng)到最右端的過程中，滑動(dòng)變阻器的最大功率。

改造2是在原題的基礎(chǔ)上移去電表，讓電路圖變得更直觀，此時(shí)對(duì)電路消耗的功率與滑動(dòng)變阻器的功率進(jìn)行分析，更為容易。有了這些問題串的鋪墊，再回到原題的講解，原來難以理解的問題都變得迎刃而解了。

2.3 ?通過知識(shí)的關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)問題串，建構(gòu)高階思維的知識(shí)體系

教師在章節(jié)復(fù)習(xí)或期中、期末復(fù)習(xí)時(shí)，將各節(jié)的知識(shí)進(jìn)行甲乙丙丁的羅列，如同開中藥鋪一樣，沒有把各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效地關(guān)聯(lián)，教師傳授與學(xué)生接受的知識(shí)是零散的，無法進(jìn)行縱橫比較，橫豎關(guān)聯(lián)，無法將已學(xué)過的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，這些知識(shí)如同撒在地上的珍珠，需要用一根線把這些“珍珠”串起來，成為美麗的珍珠串。設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的問題串，就如同這根線，讓知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，從而達(dá)到建構(gòu)知識(shí)體系的，形成章節(jié)知識(shí)的“思維導(dǎo)圖”。

如，復(fù)習(xí)滬科版八年級(jí)第4章“多彩的光”這一章時(shí)，可以通過知識(shí)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)問題串，從問題串的回答中，學(xué)生很好地掌握了本章的光學(xué)知識(shí)。原問題是研究光的直線傳播——小孔成像，展示如圖3所示，此時(shí)教師問題1：從圖中可以看出光是沿著直線傳播的。問題2：如果把紙片換成平面鏡，那么你們會(huì)看到什么？問題3：如果再把平面鏡換成凸透鏡，那又會(huì)怎樣？問題4：如果再把凸透鏡改為凹透鏡呢？問題5：如果再把凹透鏡換成三棱鏡呢？

上述問題串的設(shè)計(jì)將本章所關(guān)聯(lián)的知識(shí)用一道題干進(jìn)行改造，不斷地激發(fā)學(xué)生思考的欲望，用聯(lián)系的觀點(diǎn)來思考問題，培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維。問題1是針對(duì)“光在空氣中是沿直線傳播”進(jìn)行復(fù)習(xí)。問題2成為平面鏡成像的問題，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與思維的跳轉(zhuǎn)。問題3與問題4把光的折射，同時(shí)把凸透鏡和凹透鏡進(jìn)行復(fù)習(xí)。問題5是針對(duì)光的色散這個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)的。通過這個(gè)問題串，就可以建構(gòu)“多彩的光”這一章的知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)用問題串來培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

2.4 ?通過一題多變，設(shè)計(jì)問題串，讓低階思維慢慢地向高階思維進(jìn)行遷移

一題多變是物理常見的教學(xué)手段，它可以從不同的角度、不同的層面對(duì)問題進(jìn)行研究，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，提升學(xué)生的思維層面，由于題干內(nèi)容只做少許的改變，這樣可以省下讀題的時(shí)間，讓學(xué)生對(duì)問題的思考層次隨著提問的不斷深入而不斷地提高，同時(shí)提高了課堂教學(xué)效率，增加了課容量。

許多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)都有這樣一種現(xiàn)象：教師講解都能聽得懂，但是，自己去獨(dú)立完成作業(yè)或試卷卻力不從心。出現(xiàn)這種問題的原因是學(xué)生對(duì)知識(shí)僅僅停留在低階思維層面，即“記憶、理解、應(yīng)用”的層面，無法對(duì)知識(shí)的本質(zhì)進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，更無法達(dá)到創(chuàng)造的層面。一題多變恰好能暴露學(xué)生思維上的短板，能從全方位加深對(duì)知識(shí)的掌握，實(shí)現(xiàn)了從低階思維到高階思維的蛻變。

在講授滬科版九年級(jí)物理第16章“電流做功與電功率”的復(fù)習(xí)課時(shí)，可通過一題多變來設(shè)計(jì)問題串，達(dá)到教學(xué)的高效與學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透目的。如，原題：在家庭電路中，一電熱棒在正常工作下的電流為3 A，加熱8 min，則它做了多少功？接著又問電熱棒的額定功率是多少。接著進(jìn)行變式1：如果將它接在100 V的電路上，實(shí)際消耗的功率是多少？變式2：用此電熱棒將質(zhì)量為1 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃，則水吸收了多少的熱量？變式3：要使其在額定電壓下消耗1度電，需要工作多少時(shí)間？變式4：1度電可以使5 kg的水從20 ℃升高到多少攝氏度？本問題串中的原題以及變式1是運(yùn)用電功公式W=UIt與電功率公式P=W/t進(jìn)行計(jì)算，屬于低階思維中的應(yīng)用層面，變式2的計(jì)算與單位相對(duì)復(fù)雜些，通過W=cm（t2-t1）的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生的相對(duì)復(fù)雜的計(jì)算能力，變式3是對(duì)電功公式的反向運(yùn)算，且對(duì)單位進(jìn)行換算，讓思維的層面得以提升，變式4要通過W=cm（t2-t1）的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行分析判斷結(jié)果是否合乎生活中的實(shí)際情況，才能得出答案，此題最后5 kg的水都變成了171° ?C的水，不符合事實(shí)，顯然都成為水蒸氣，這屬于高階思維的范疇。

綜上所述，基于高階思維視域下初中物理教學(xué)的“問題串”設(shè)計(jì)，符合物理學(xué)科的核心素養(yǎng)中的要求，特別是對(duì)科學(xué)思維的培養(yǎng)有著一定的促進(jìn)作用，從而能幫助初中教師課堂教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變，逐步實(shí)現(xiàn)從低階思維與高階思維的遷移，讓學(xué)生高階思維能力的鍛煉與應(yīng)用成為常態(tài)[ 3 ]，更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，摒棄只注重知識(shí)的傳承的應(yīng)試教育，通過“問題串”的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，讓初中物理課堂教學(xué)綻放出高階思維的火花。

參考文獻(xiàn)：

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