批判性思維對物理教學的啟示

摘要：批判性思維的核心在于能夠獨立思考，對知識審慎的分析、評價后得出自己的認知。學生缺乏批判性思維，導致不理解物理規律、缺乏解決問題方法、不會建立物理模型等等。本文提出從培養質疑精神、內化問題解決方法、提高習題教學效果、重視總結反思等幾個方面，提高學生的批判性思維能力，從而促進物理學科的學習。

關鍵詞：批判性思維；物理教學；啟示

一.問題背景

到目前為止，批判性思維的定義仍在不斷更新。美國學者摩爾和帕克對它的定義為：批判性思維指人對接受或拒絕任何事物、或對某種說法存疑的謹慎的、深思熟慮的決定，以及接受或拒絕某事物時的自信程度[1]。其核心在于經過獨立思考，對知識審慎的分析、評價，從而得出自己的認知，能夠自我反??；反對盲從、反對不加思考即對知識進行囫圇吞棗，要具有質疑精神。批判性思維對物理教學無疑具有重要影響。

二.批判性思維的缺失對物理學習的影響

2.1物理規律理解不深刻

物理規律反映物質結構及物質運動中諸要素之間內在的必然聯系，表現為某物理狀態下或某物理過程中相關要素之間在一定條件下所遵從的關系[2]。大多數內容都可以用數學公式表示，公式反映了諸要素的聯系，且形式簡潔，易被學生牢記。但隨著時間的推移，學生往往只記得公式，忽略了其本質的物理規律、淡忘了物理量的意義，導致看到問題后不仔細分析、靠慣性盲目套用公式。 例如“雙星問題”中，已知兩個天體的質量分別為m1、m2，距離為L，角速度為ω，學生總是習慣寫出公式 ，認為引力半徑等于軌道半徑，沒有認真分析兩個半徑的含義，忽略了規律本身：無論簡單的衛星繞地球環繞運動，還是雙星系統、三星系統，其本質都是勻速圓周運動，物體所受的合外力提供向心力，引力半徑不一定等于軌道半徑，畫出物理圖像后思路很清晰。

2.2缺乏解決物理問題的方法

大道至簡，高考對物理學科的核心素養和能力是一如既往，簡約而又明確的，即明確研究對象，分析狀態和過程，運用適當的思維方法，建立物理模型，通過數學手段處理并分析所得結果[3]。掌握了解決物理問題的科學方法，就可以“以不變應萬變”。而學生往往沒有體會這些，沒有思考問題中滲透了什么物理模型、物理思想和方法，在其構建的問題空間無法迅速找到相關的算子，即使偶爾找到某個算子也不一定正確，只能在其沒有明確解題路徑的問題空間瞎碰，這導致其出錯概率大大增加。

2.3沒有建立物理模型的習慣

錢學森先生說過：“模型就是我們對問題現象的分析，利用我們考究得來的機理，吸收一切主要的因素，略去次要的因素所創造出來的一幅圖畫”.物理模型既是物理學賴以建立的基本思想方法，也是物理學在應用中解決實際問題的重要途徑和方法[4]，是學生運用物理知識解決實際問題的關鍵，而大多數學生缺少建立物理模型的習慣。面對生產、生活中具體問題時，學生建模能力的缺失表現的尤為突出。2011年江蘇高考試卷中要估算一個人將一只雞蛋拋出的過程中對其所做的功，著重考察學生建模能力，要求學生分析出雞蛋近似做豎直上拋運動，同時估算出一個雞蛋的質量。如果不會主動構建物理模型，這個題目就會很茫然。

2.4缺少反思的品質

杜威認為反思是對任何信念或假定的知識形成的積極、全面的考慮，它包括這樣一種有意識和自愿的努力，即在證據和理性的堅實基礎上建立信念。通過反思，可以讓學生及時發現自己學習中存在的問題，加強學生的自我監控、自我調節[5]，使學生元認知能力得到鍛煉和提高。思維的惰性導致學生很少反思，沒有及時思考學習中問題出現的原因，自己是概念不清楚還是思考問題不全面？這個題目的考點是什么？還有沒有其它的解決方法？自己的課堂效率、作業質量是否能保障？反思的缺失導致一個物理問題反復出現、反復出錯，降低了學習的信心，學生更不愿意靜下心研究，由此形成惡性循環。

三.提高批判性思維的途徑

3.1重視質疑精神的培養

質疑是獨立思考的開始。一方面要引導學生樹立質疑的意識，要審慎、思辨的獲得知識，不盲目迷信權威和書本；另一方面要給學生質疑的機會，教師可以設疑、描繪問題情景，提出啟發性、爭議性問題，引起學生的質疑，同時激發學生的求知欲。教師要創設良好的學習氛圍，鼓勵學生大膽的表達自己的觀點，真正實現思維的碰撞。

3.2深化物理規律的理解

課堂上要帶領學生通過觀察、實驗歸納或理論分析獲得物理規律，這樣他們的印象會更加深刻，對物理規律更加信服，引導學生不能重結論、輕分析推導；對物理規律的公式要詳細剖析，分析各個要素的含義、各要素之間的聯系，明確規律的使用條件和范圍，對學生思維上易出現的問題進行辨析。例如歐姆定律 ，它只適用于純電阻電路、金屬導電和電解液導電，發動機等元件不符合此規律；功的定義式W=FLcosθ只適用于恒力做功，變力做功一般通過動能定理解決；萬有引力公式F= ，適用于質點或均質球體，r指的是質點間的距離或者均質球體球心的距離。

3.3明確物理模型的建立

培養學生養成將實際問題主動變成物理物問題的習慣，構建相應的模型、尋找相應的參量，并借助于圖形、圖像幫助自己理解、分析。模型包括對象物理模型（如質點、單擺、點電荷等）、過程物理模型（如勻變速直線運動、彈性碰撞等）、條件物理模型（如光滑平面、輕繩、均勻介質等）[6]。

3.4強調思想方法的內化

掌握解決問題的方法：明確研究對象，分析狀態和過程，運用適當的思維方法，建立物理模型，通過數學手段處理并分析所得結果。逐步將這種方法內化為基本解決步驟，在分析過程中主動運用。引導學生總結歸納每個章節核心內容，例如拋體問題重點是將運動分解成兩個方向的直線運動研究；恒定電流問題中核心是閉合電路歐姆定律E=U內+U外；天體運動主要分析勻速圓周運動，依據牛頓第二定律F合=F向；電學中力的方面圍繞公式F=qE，能的方面圍繞W=qU……物理知識是項鏈，物理方法是絲線，二者結合才會成為璀璨的珍珠項鏈。

3.5提高習題教學的實效

物理習題是運用新知識解決實際問題的過程，是對學生綜合能力的反饋。由弄懂事實、事物和現象，到深刻理解抽象真理的道路，一定要通過實際作業，而完成實際作業就正是掌握知識 [7]。根據目的的不同，習題教學可分為以下幾種形式：

（1）典型例題：通過典型例題滲透該知識點的基本原理、研究方法和步驟，體會如何在具體問題中運用知識進行解決，典型例題往往是“母題”，由它可以演變形成一題多解、多題一解和一題多變，典型例題的掌握對學生具有非常意義。

（2）一題多解：通過一題多解，培養思維的發散性和創造性，學生可以多角度、多途徑尋求解決問題的方法，開拓解題思路，總結解題規律，提高解題能力。

（3）多題一解：通過多題一解，培養思維的聚合性、深刻性和敏銳性，培養學生的遷移能力，教會學生總結規律、挖掘物理現象的本質。

（4）一題多變：通過一題多變，幫助學生深化對基本物理規律的理解，使學生全面、審慎、批判性的分析問題，根據變化了的情況積極思索，迅速想出解決問題的辦法，防止和消除呆板和僵化[8]，從而開拓學生的視野，激發學生的求知欲。

3.6培養總結反思的習慣

教學中要培養學生反思能力，讓他們進行自我評價和自我調節，學會對學習過程進行監控，從而提高學習效率和批判性思維能力。

（1）反思學習環節（預習、上課、作業、復習）。例如上課已經示范過的解題技能，為什么不能較熟練地應用？ 曾經解決過的某一類似問題，現在為何又難以完成？從中反映出自己的預習、聽課、作業、復習等學習環節存在著哪些問題？如何設法改進？

（2）反思解題過程。分析題目的題型，思考解決這類型題目的思路是什么；這個題目有什么關鍵點、運用了什么特殊的物理方法；這個題目有沒有其它方法，哪種更為便捷。

參考文獻：

1干詠昕.用批判性思維方法打造批判性思維課程.西南大學學報（社會科學版），2010（6）：51-53

2閻金鐸，郭玉英.中學物理教育概論.北京：高等教育出版社，2009：167

3楊震云.順應大勢減負勢在必行突破定式增效事在人為.物理教師，2010（6）：39-41

4陳淑萍. 教會學生用物理模型思考問題.物理教師，2012（3）：9-13

5桑張法. 運用元認知理論， 培養學生學習物理的反思能力.物理教師，2001（10）：5-7

6朱傲雪.巧建物理模型、提高復習實效.物理教師，2013（12）：85-86

7蘇霍姆林斯基.給教師的建議.北京：教育科學出版社，2009：27

8陳恒.中學物理習題變式教學探.物理教學，2011（10）：14-17

作者簡介：

王猛（1988年5月），男，籍貫江蘇徐州，

本科學歷/碩士學位，中學一級，

研究方向：物理學科教學

工作單位：南京航空航天大學附屬高級中學

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