創(chuàng)客教育理念下高中物理實驗對高階思維培養(yǎng)的策略探析

文 / 蔡嫦芳

引 言

由于高中物理實驗課程具有操作性強的特點，因此物理實驗教學成為培養(yǎng)學生動手實踐能力和思維能力的有效途徑，而高階思維能力是在低階思維基礎上進行的更深層次的提升。考慮到物理知識本身具有抽象性，學生擁有高階思維能力對其分析物理現(xiàn)象、深度探究實驗內容等具有重要作用。因此，在創(chuàng)客教育理念和高中物理實驗教學融合的背景下，探究培養(yǎng)學生高階思維能力的方法具有重要意義。

一、創(chuàng)客教育理念概述

（一）創(chuàng)客教育的定義

創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化和教育的結合，基于學生興趣與項目學習的方式，使用數(shù)字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養(yǎng)跨學科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質教育[1]。由此可見，創(chuàng)客教育主張教師以學生的學習興趣為基礎，通過培養(yǎng)學生的動手實踐能力，對現(xiàn)有的教學方法進行動態(tài)性調整，提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，從而實現(xiàn)培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)的目標，推動新課程改革的進一步實施。

（二）創(chuàng)客教育的推行存在的問題

第一，對創(chuàng)客教育的本質認識不足。具體表現(xiàn)在教材創(chuàng)新力度不夠，課程體系不夠完善，教師的專業(yè)技能欠佳等。

第二，教學設備有限。創(chuàng)客教育強調提高學生的實踐能力，而缺乏專業(yè)的教學設備會阻礙創(chuàng)客教育在教學活動中的進一步推廣。

二、高中物理實驗教學中的高階思維能力培養(yǎng)現(xiàn)狀探究

（一）物理實驗教學活動程式化

高中物理實驗在教學模式、課堂教學內容等方面形式單一，受重視程度不夠。教師往往更注重給學生講解課堂知識，而忽視了對學生發(fā)散思維的培養(yǎng)。尤其在進行物理實驗過程中，忽視了培養(yǎng)學生的動手實踐能力，在一定程度上限制了學生高階思維能力的發(fā)展。

（二）物理實驗操作機械化

隨著新課程標準的提出和不斷完善，高中物理實驗教學模式也在不斷創(chuàng)新。但在落實過程中傳統(tǒng)的教學本質、教學模式?jīng)]有發(fā)生質的轉變。比如，在進行高中物理實驗操作時，教師因循守舊，對實驗過程和實驗方法沒有進行適當?shù)母牧蓟騽?chuàng)新，在一定程度上也會限制學生創(chuàng)新思維的發(fā)展[2]。

（三）物理實驗教學被動化

為了適應現(xiàn)代社會的人才需求，學生不僅需要掌握扎實的理論知識，還需要具有創(chuàng)新實踐能力、分析問題能力、解決問題能力等，但現(xiàn)在的高中物理實驗教學依然保留著應試教育的部分理念，物理實驗只是在不得已的情況下被動出現(xiàn)在物理課堂上的、存在感很低的輔助教學方法。這種現(xiàn)象很容易給學生造成一種錯覺，即對物理科目的學習只需要死記硬背，不必通過探索發(fā)現(xiàn)、總結物理規(guī)律。這種理念不僅會降低學生對物理的學習興趣，還限制了學生高階思維能力的發(fā)展。

三、創(chuàng)客教育理念下高中物理實驗培養(yǎng)學生高階思維的現(xiàn)實意義

（一）激發(fā)學生學習興趣，實現(xiàn)學以致用

教師在物理實驗教學中融入創(chuàng)客思想，引導學生動手操作，對物理現(xiàn)象進行歸納總結，能讓學生在探索過程中對物理現(xiàn)象有更直觀的認識，能激發(fā)學生對物理知識的學習興趣，從而讓學生真正體會到物理知識在現(xiàn)實生活中的應用。同時，通過實際操作，學生能加深對物理現(xiàn)象的理解，實現(xiàn)思維能力從低階向高階進一步發(fā)展，真正做到“學以致用”。

（二）有助于教師改進與創(chuàng)新實驗教學活動

在常規(guī)的高中物理教學中，部分教師習慣于將關注點放在學生對物理知識點的掌握上，而忽視了物理實驗在深化學生理解、促進學生思維發(fā)展方面的重要性，以致于盡管教師帶領學生做了物理實驗，但因教師對實驗活動的設計缺乏創(chuàng)新性，使學生對物理實驗的認識僅局限于“物理實驗的結論應當牢記”，卻沒有真正從物理實驗中獲得對實驗原理的深刻認識，對物理現(xiàn)象的本質失去了探索欲望，從而制約了學生創(chuàng)新思維和探索思維的進一步發(fā)展。而創(chuàng)客教育理念主張培養(yǎng)學生的學習興趣，提升學生的實踐能力，將其與高中物理實驗教學相融合，對教師的教學方式提出了新的要求。在這一背景下，教師要培養(yǎng)學生的高階思維，意味著教師要對實驗活動進行創(chuàng)新性改進，打破常規(guī)的物理實驗教學模式，有針對性地增加學生的實際操作機會，讓學生在全程參與實驗的過程中提升自主探究能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，在全新的實驗活動中促進學生物理思維能力的提升[3]。

四、創(chuàng)客教育理念下高中物理實驗對學生高階思維培養(yǎng)的策略分析

（一）創(chuàng)設現(xiàn)實情境，讓實驗融入生活

對于大部分學生來說，在接觸高中物理時會覺得物理知識晦澀難懂，并因此產(chǎn)生一定的抵觸情緒。為改變這一現(xiàn)狀，教師應改進傳統(tǒng)單調的物理實驗方法，將學生熟知的生活現(xiàn)象引入物理實驗過程中，通過提升學生的學習興趣，使其加深對物理知識的理解。另外，教師還可以通過創(chuàng)設現(xiàn)實情境，讓學生認識到物理知識在日常生活中的應用。在此基礎上，教師通過引導學生對物理知識的進一步探索，促進學生對物理知識的內化吸收，進而培養(yǎng)學生的高階思維[4]。

（二）引導學生主動思考，探究物理問題

創(chuàng)客教育理念融合下的物理實驗教學，更注重對學生自主學習能力的培養(yǎng)。在高中物理實驗教學過程中，教師可以利用生活中常見的物品自制實驗教具，如橡皮筋、礦泉水瓶、氣球、杯子等，透過簡單的生活現(xiàn)象，引導學生將所學的物理知識和物理現(xiàn)象聯(lián)系起來，激發(fā)學生的學習興趣，使其通過積極思考、反復琢磨和親身體驗，進一步探究實驗過程中體現(xiàn)的物理知識，真正實現(xiàn)“做中學”。

例如，在講解“牛頓第三運動定律”這一節(jié)內容時，教師可以利用玩具小汽車和氣球進行簡單的實驗。首先將氣球固定在小車上，往氣球里面吹氣，當氣球膨脹到一定體積時松開吹氣口，這時氣球內的氣體會向一側噴出，小車則會向反方向移動。整個裝置制作起來非常簡單，在教學過程中呈現(xiàn)出的效果也非常明顯，通過一正一反的運動，能很好地激發(fā)學生對“力”的探索興趣。

教師可以在課堂教學過程中通過設置“問題鏈”的方式，將問題層層遞進，如小汽車為什么突然動了起來？小汽車移動的力是誰給的？為什么小汽車會在氣球噴氣的時候往反方向移動？氣球噴出的氣體產(chǎn)生的力和造成小汽車運動起來的力之間有什么關系？引導學生對這一實驗現(xiàn)象進行進一步的探索和思考，從而引出本節(jié)課的重點內容“牛頓第三定律”，即力是物體間的相互作用。

（三）優(yōu)化教學方法，實現(xiàn)“自主—合作”混合式教學

傳統(tǒng)的知識學習只關注學生學到了什么，而創(chuàng)客教育理念則是讓學生學會創(chuàng)造、分享、參與和學習，這些理念的實現(xiàn)需要以創(chuàng)新課堂教育教學方法為手段。為此，在高中物理實驗教學中融入創(chuàng)客教育理念，教師應當根據(jù)教學目標、學生現(xiàn)有的認知水平等對教學方法進行動態(tài)設計，鼓勵學生對物理實驗進行自主探究。

例如，在講解“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”這一節(jié)的內容時，教師可以提前制定好實驗任務，安排學生以小組為單位，根據(jù)實驗任務設計出最優(yōu)的電路圖。在實驗操作過程中，教師可引導學生設計出并聯(lián)、串聯(lián)不同的電路形式，幫助學生進一步鞏固串聯(lián)和并聯(lián)等相關知識，引導學生觀察改變電路后電壓和電流有什么變化，并隨時記錄，最后讓學生根據(jù)整理出的實驗數(shù)據(jù)，總結出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電壓、電流的關系。完成實驗任務后，教師還可以鼓勵學生針對每一組的實驗方案共同交流討論，找到最優(yōu)的電路設計方案。

學習對電路的實際操作，不僅能提升學生的動手實踐能力，還能讓學生感受到物理學科在現(xiàn)實生活中的廣泛應用，從而使學生對物理學科產(chǎn)生濃厚的學習興趣，在一步步的引導中實現(xiàn)對學生高階思維能力的培養(yǎng)[5]。

（四）滲透學科核心素養(yǎng)內容，體現(xiàn)高階思維

在高中物理實驗教學中融合創(chuàng)客教育理念，符合我國新課程改革的理念，有利于培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。而在物理實驗教學過程中培養(yǎng)學生的高階思維要充分遵循新課程標準的要求。教師要針對學生的身心發(fā)展特點、對新知識的接受程度和邏輯思維能力等對教育教學方法進行改進，在課堂活動中發(fā)揮學生的主觀能動性，如在設計物理題目時，要盡可能保證問題的開放性，引導學生從多個角度思考，通過合理設置適合學生思維發(fā)展的教學問題來培養(yǎng)學生高階思維能力。

例如，在講解“探究彈性勢能和表達式”這一節(jié)內容時，教師先通過多媒體播放撐竿跳運動員整個的運動過程，通過直觀展示，引導學生用已學過的運動學相關的物理知識描述看到的現(xiàn)象。隨后教師引入本節(jié)課主要內容“彈性勢能”，再根據(jù)會產(chǎn)生彈性勢能的物體的特點，引導學生列舉一些關于彈性勢能的例子。教師根據(jù)學生舉出的例子，開始設置一系列問題，如“哪些因素會影響彈性勢能的大?。俊薄拔覀兛梢杂媚男┓椒ㄟM行探究？”通過進一步鼓勵，引導學生猜想哪些因素和彈性勢能的大小有關。待學生分析思考完并做出回答后，教師拿出拉力器，邀請學生上臺做實驗，并思考問題：“不同的拉力對拉力器的伸長量有什么影響？同樣的伸長量，拉兩根和三根用的力氣是否一樣？”通過實驗，鼓勵學生表達自己的感受，并和學生一起總結影響彈性勢能大小的因素有哪些。然后，教師繼續(xù)向學生提出開放性問題：“既然彈性勢能的大小和兩個因素有關，那應該如何設計實驗方案來驗證彈性勢能和形變量的關系呢？”

在學生以小組為單位探討實驗方案的過程中，教師要針對小組遇到的問題，適時引導，幫助學生樹立信心，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，使學生在動手動腦的實踐中實現(xiàn)高階思維能力的發(fā)展。

結 語

綜上所述，在融合創(chuàng)客教育理念背景下的物理實驗中培養(yǎng)學生的高階思維能力，符合現(xiàn)代社會發(fā)展對人才的要求。教師在教學過程中要正確認識目前教學過程中的不足，并有意識地對其進行改革，尊重學生的主體地位，充分發(fā)揮學生的主觀能動性；通過引導學生對實驗過程的主動探索，達成物理實驗教學目標，使學生在實際操作過程中加深對物理知識的認知，促進學生思維能力從低階向高階的提升，實現(xiàn)對學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。