高中物理思維型課堂的構(gòu)建策略

摘? 要? 思維型教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)的有效途徑。針對目前高中物理課堂教學(xué)中存在的低效甚至無效教學(xué)的現(xiàn)象，探討在物理教學(xué)中構(gòu)建思維型課堂，提高教學(xué)有效性的策略，具有十分重要的現(xiàn)實意義。教師應(yīng)通過激發(fā)學(xué)習(xí)動機，實施概念教學(xué)以及實驗教學(xué)，讓學(xué)生積極主動地參與課堂教學(xué)，完成物理知識與思維能力的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞? 思維型課堂；深度學(xué)習(xí)；核心素養(yǎng)；教學(xué)有效性

中圖分類號? G633.7

文獻標識碼? A

文章編號? 2095-5995（2023）06-0066-03

一、激發(fā)學(xué)習(xí)動力，引領(lǐng)深度學(xué)習(xí)

思維型課堂教學(xué)是由林崇德和胡衛(wèi)平先生基于思維結(jié)構(gòu)提出的智力理論，經(jīng)實踐證明可以有效提升學(xué)生的思維能力和知識學(xué)習(xí)水平，提高課堂教學(xué)的有效性。[1]思維型課堂教學(xué)強調(diào)學(xué)生的思維活動是課堂教學(xué)的核心，雖然沒有固定的教學(xué)模式，但遵循了“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體”、動機激發(fā)、認知沖突、自主構(gòu)建、應(yīng)用遷移等基本原理。教育的核心在于喚醒學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)成績?nèi)Q于他們的內(nèi)在動機，而內(nèi)在動機的形成源于需求和情境的影響。思維型課堂要求創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，設(shè)置適當?shù)膯栴}情境，利用誘因使已形成的需求由潛在狀態(tài)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機，使其產(chǎn)生強烈的求知欲。[2]

（一）實施啟發(fā)式教學(xué)，喚醒學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動機

中國古代教育家孔子在《論語》中說“不憤不啟，不悱不發(fā)”，提出了啟發(fā)式教學(xué)的概念雛形。古希臘思想家蘇格拉底則通過“問答法”啟發(fā)學(xué)生獨立思考以探求真理。現(xiàn)代的啟發(fā)式教學(xué)思想在辯證唯物主義認識論指導(dǎo)下，批判繼承了過去的教學(xué)理論思想，并融入了現(xiàn)代心理學(xué)和教育學(xué)理論的發(fā)展。

啟發(fā)式教學(xué)善于在教學(xué)活動中喚醒學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力。[3]啟發(fā)式教學(xué)順應(yīng)了學(xué)生認知規(guī)律的發(fā)展要求，將“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”和諧地統(tǒng)一起來。啟發(fā)式教學(xué)要求教師充當導(dǎo)演的角色，學(xué)生則是主演，在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生由不知到知，由知之不多到知之較多的方向發(fā)展。恰當?shù)膯栴}情境的創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機和求知欲望。啟發(fā)式教學(xué)要求教師善于引導(dǎo)學(xué)生，給予他們動手實踐、口頭表達和思維思考的機會，讓他們在自由的討論交流中激蕩和碰撞思維的火花。

（二）利用認知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機

皮亞杰的認知發(fā)展理論認為：“個體的認知發(fā)展是在認知不平衡時通過同化或順應(yīng)兩種方式來達到認知平衡的，認知不平衡有助于學(xué)生建構(gòu)自己的知識體系”。當發(fā)生認知沖突時，學(xué)習(xí)者會“心求通而未能，口言語而不得”，這種狀態(tài)會刺激學(xué)習(xí)者迅速打開“自我系統(tǒng)”這一學(xué)習(xí)的大門，并進一步激發(fā)學(xué)生主動思考和建構(gòu)能力。[4]

例如，在學(xué)習(xí)位移概念時，教師可以結(jié)合實例分析列車從北京到重慶的空間位置變化，問學(xué)生：“是否還可以用初中學(xué)過的路程描述準確？”這樣引發(fā)學(xué)生的思考，甚至迷惑，然后引出“位移”概念，通過對比分析，學(xué)生對位移的“矢量性”理解會更加深刻。

（三）結(jié)合生活實例，誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機

唯物辯證法認為，事物的發(fā)展既受內(nèi)因的影響，也受外因的作用。

對學(xué)生來說，教師、教材和教學(xué)環(huán)境是外因，而頭腦中的認知沖突是內(nèi)因?？梢哉f，沒有認知沖突就沒有學(xué)習(xí)的發(fā)生，更不可能有思維的發(fā)展。因此，只有實現(xiàn)內(nèi)外動機互相補充和相輔相成，才能促使學(xué)生的學(xué)習(xí)動機得以激發(fā)。中學(xué)生對未知事物充滿著好奇，一旦對某門學(xué)科產(chǎn)生興趣，學(xué)生就會產(chǎn)生一探究竟的愿望，主動去探究，因此，教師可以利用學(xué)生的好奇心理，結(jié)合生活實例的分析探究，引導(dǎo)他們投入探究活動、激發(fā)探究興趣、誘發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機。

例如，在學(xué)習(xí)“位移”概念時，教師可以結(jié)合生活實例問學(xué)生這樣一個問題：出租車司機是按路程收費還是按位移收費？學(xué)習(xí)“慣性”概念時，教師可以問：松落的鋤頭為什么倒過來在地上磕幾下就能把鋤頭牢牢地固定在柄上？乘坐公共汽車時，為什么在汽車剛開始啟動或急剎車時乘客的身體會晃動？教師結(jié)合生活中常見的素材，引導(dǎo)學(xué)生在輕松活躍的氛圍中探討物理現(xiàn)象、研究物理規(guī)律，提升課堂教學(xué)效率。

二、強化概念教學(xué)，塑造學(xué)生思維品質(zhì)

目前，物理課堂教學(xué)普遍存在思維培養(yǎng)不足的問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏深度思維，物理思維品質(zhì)的發(fā)展水平不高。而思維能力是所有核心素養(yǎng)中最為重要的能力，深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的最大區(qū)別在于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思維能力是否得到培養(yǎng)和提升。

（一）設(shè)計恰當?shù)乃季S培養(yǎng)目標

在教學(xué)設(shè)計時，教師通常更關(guān)注“傳授多少知識、練了多少題目”，而對于學(xué)生經(jīng)歷知識生成過程、體驗探究的樂趣及研究發(fā)現(xiàn)規(guī)律所用的思維方法及研究方法往往考慮較少。長此以往，學(xué)生會被訓(xùn)練成“做題的機器”，而思維能力的發(fā)展將受到限制。因此，在設(shè)計教學(xué)目標時，教師就該從關(guān)注知識傳授轉(zhuǎn)向關(guān)注思維成長，為學(xué)生未來發(fā)展制定合理的思維培養(yǎng)目標。

例如，學(xué)習(xí)“自由落體運動”時，教學(xué)目標就要有思維培養(yǎng)目標：了解伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法，體會基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論進行質(zhì)疑分析和判斷的研究方法，以及歸謬法推翻亞里士多德觀點的思維方法。[5]這樣的教學(xué)目標可以很好地將思維能力的培養(yǎng)與學(xué)科知識融為一體。

（二）將思維培養(yǎng)融入教學(xué)活動中

思維型課堂需要借助豐富而開放的課堂活動，讓學(xué)生在課堂中展示個性，展示自我。教學(xué)活動應(yīng)具有豐富性、開放性和延伸性，通過這些活動鍛煉思維、開發(fā)潛能。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)問題情景，適時而教，因為教與學(xué)的方式?jīng)Q定了課堂活動的設(shè)計和效果，因此，豐富而開放的教學(xué)活動設(shè)計是構(gòu)建思維型課堂教學(xué)的必要條件。教師可以充分利用教材上的“問題？”、插圖、演示、“實驗”“做一做”“思考與討論”“拓展學(xué)習(xí)”“練習(xí)與應(yīng)用”等環(huán)節(jié)，組織開放的探究式學(xué)習(xí)和討論式學(xué)習(xí)。[6]

例如，在“向心加速度”這部分教材內(nèi)容的“思考與討論”環(huán)節(jié)中，教師可以先制作演示自行車大小齒輪同時轉(zhuǎn)動的動畫或慢視頻，讓學(xué)生仔細觀察、思考和討論，從而得出“同一輪上不同點角速度相等”和“由鏈條連接的不同輪上的線速度相等”的結(jié)論。然后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考和討論“向心加速度與半徑成正比”以及“向心加速度與半徑成反比”的條件。

（三）將思維教學(xué)融入問題解決過程中

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”教師的作用是通過引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生積極主動地參與思維活動，從而促使學(xué)生進行高質(zhì)量的自主學(xué)習(xí)。思維型課堂強調(diào)師生互動、生生合作、共同解決問題，具有更大的開放性，有利于激發(fā)學(xué)生的主體意識和參與意識。

例如，“自由落體運動”教學(xué)中，教師可以設(shè)計以下問題引領(lǐng)學(xué)生思考：

（1）取一片紙和一片金屬片，從相同的高度同時釋放，觀察到什么現(xiàn)象？（重的金屬片先落地，輕的紙片后落地，是否“重的物體下落快、輕的物體下落慢”？）

（2）再取大小一樣的兩片紙（輕重一樣），然后把一個團成紙團，讓它們從相同高度同時釋放，它們同時落地嗎？（紙團先落地，紙片后落地，影響因素是什么？）

（3）教師演示“牛頓管”實驗，發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？（在真空環(huán)境下，沒有空氣阻力的影響，輕重不同的金屬片與羽毛下落快慢相同，可見，平時觀察到的現(xiàn)象里空氣阻力的影響是主要因素）。

教師逐步引導(dǎo)學(xué)生深入思考，得出普遍結(jié)論：在只有重力作用時，物體從靜止開始下落的運動都具有相同的運動規(guī)律——自由落體。

通過巧妙設(shè)計問題引導(dǎo)學(xué)生思考和運用物理規(guī)律進行思考、分析、交流和討論，有助于發(fā)展學(xué)生的物理思維能力。

三、實施實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)

物理實驗是物理教學(xué)的基本手段，具有特殊的育人功能：它不僅能為學(xué)生提供物理的感性材料、驗證物理規(guī)律，還蘊含著科學(xué)的思維方法。高中物理實驗使用了比較法、等效替代法、控制變量法等研究方法，對學(xué)生的批判性思維、發(fā)散性思維和創(chuàng)新性思維的發(fā)展至關(guān)重要。

（一）重視實驗觀察力的培養(yǎng)，培養(yǎng)物理思維

蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基曾說：“觀察是智慧的最重要的源泉?！庇^察是科學(xué)研究的源頭，也是新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明的起點。目前多個學(xué)科的課程標準都強調(diào)了觀察對學(xué)生學(xué)習(xí)的重要性。物理學(xué)是以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此在平時教學(xué)中，教師應(yīng)高度重視學(xué)生實驗觀察力的培養(yǎng)。在物理學(xué)史上，許多重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是物理學(xué)家通過敏銳的觀察力發(fā)現(xiàn)的，例如哥白尼的日心說、開普勒的行星運動定律、奧斯特電流的磁效應(yīng)、倫琴的X射線發(fā)現(xiàn)等。實驗觀察能力涉及人的感官感知能力和對儀器的調(diào)控能力。在實驗觀察過程中，感官感知和大腦思維相互交織。教師在實驗中應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生觀察的選擇性、深刻性、準確性、速度和分辨能力等方面的能力。

（二）運用腦科學(xué)研究成果，優(yōu)化實驗設(shè)計

隨著信息技術(shù)和人工智能的發(fā)展，腦科學(xué)研究進入一個全新的階段，腦科學(xué)研究最關(guān)鍵的領(lǐng)域是塑造人腦本身，而教育的本質(zhì)就是發(fā)展和建構(gòu)我們的大腦。[7]學(xué)習(xí)的愉快和高效能否實現(xiàn)，學(xué)習(xí)的設(shè)計如何遵循大腦發(fā)育規(guī)律，學(xué)習(xí)環(huán)境和心理情緒會對大腦發(fā)展有何影響，它將給學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)帶來怎樣的影響？隨著這些問題重視、探索和逐步解答，教育的內(nèi)涵、學(xué)習(xí)的意義、潛能的發(fā)掘以及課堂的改變都變得充滿可能性和無限的能量。例如，“探究平拋運動的特點”的實驗設(shè)計如下：

（1）教師進行演示并引導(dǎo)思考。教師從斜槽的某一位置釋放金屬球，學(xué)生觀察小球離開斜槽末端后的運動軌跡有何特點？

（2）進行對比實驗以激發(fā)疑問。讓A球平拋運動，同時讓B球自由下落，觀察兩球同時落地，說明平拋運動的小球在豎直方向上做什么運動？在斜槽下面另放置一個相同的斜槽與光滑平面軌道相接，在上方斜槽釋放A的同時釋放下邊斜槽的B球，觀察A球是否會擊中B球，說明兩球在水平方向上都做什么運動？

（3）學(xué)生自行設(shè)計實驗來驗證猜想。教師提問：除了已經(jīng)進行的實驗，還有哪些實驗可以探究平拋運動特點？學(xué)生們很快想到了頻閃照相、描跡法、傳感器和計算機等方案，并最終得到滿意的結(jié)論。

上述實驗中，學(xué)生需要綜合實驗信息，理性思考事物的本質(zhì)，并按照自己的認知順序進行重組，完成“激發(fā)思維——引導(dǎo)思維——凝練思維”的過程。

（三）因地制宜自制教具，激發(fā)學(xué)生思維能力發(fā)展

自制教具可以將抽象概念形象化，更好地展示思維過程。物理學(xué)科的特點是通過觀察物理現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)問題，并尋找理論去解決問題，這是一個從抽象到形象再到抽象的思維過程。[8]自制教具的原材料大多是簡易的耗材和廢舊物品，經(jīng)濟成本很低。要制作出一個好的教具需要教師較高的智慧，包括對教學(xué)內(nèi)容和科學(xué)原理的研究和分析，以及在授課時巧妙運用教具。

例如，在演示“大氣壓強”時，教師可以隨手拿起一個桶裝水的水桶，讓一個同學(xué)上去捏一捏，剛開始學(xué)生會感覺到桶很硬，很難被壓下去。然后，教師可以點燃一團沾有乙醚的棉花團，放入桶內(nèi)，停留片刻后塞上塞子，學(xué)生們會聽到“砰”的一聲，水桶就被壓癟，這樣的實驗會讓學(xué)生的大氣壓的存在有直觀的理解。此外，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生們還可以有做一些“小發(fā)明”，如在黑暗環(huán)境下使用的裝有小燈泡的刻度尺，裝有凸透鏡的刻度尺（既可以測量長度又可以放大物體）等。這些小發(fā)明、小制作可以幫助學(xué)生開拓思維，對學(xué)生的創(chuàng)造能力培養(yǎng)非常重要。

（孟慶新，山東省泰安第一中學(xué)，山東 泰安271000）

參考文獻：

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[5]楊國川.核心素養(yǎng)在初中物理教學(xué)中的培養(yǎng)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2020（12）：24-25.

[6]田曉華.從核心素養(yǎng)視角淺談高中物理新教材的時代性[J].物理教學(xué)探討，2020（12）：20-23.

[7]徐崇文，魏耀發(fā).“腦科學(xué)”引發(fā)的課堂與學(xué)習(xí)模式改變[J].上海教育，2018（10）：26.

[8]姜冬艷.自制物理教具 觸動思維琴弦[J].教書育人，2019（22）：52.

責任編輯：劉? 源

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