在教學實踐中對高中生高階思維的培養探究
——以必修一“力的分解”一課為例

王若玉

(江蘇省南京大學附屬中學 210008)

由于素質教育深化普及的難度過大，當前的教學模式仍無法脫離應試教育，一些教師由于面臨著強大的升學壓力，仍然采用傳統填鴨式的教學方法，只注重學習結論和解題套路，而忽略講解題目背后的邏輯思路.這不可避免地導致了學生的思維能力無法得到有效訓練.但在課堂之外，學生卻能夠對網絡上不斷涌現的新鮮事物無師自通，并極易沉迷于網絡游戲.但我們也應該看到，進行網絡游戲也是需要思維能力的，受此啟發，筆者也嘗試基于自身經驗與認知，將游戲中的闖關策略應用于高中物理的課堂教學之中，以期促進學生高階思維進步發展.

一、致力于培養“高階思維”的高中物理實驗教學方案

筆者將自身研究理論和研究經驗進行了系統而有機的結合，在遵循新型課程標準要求的基礎上，充分關注學生發展特點，設計了類似于游戲的闖關策略.雖然學生是在真實的生活場景當中進行課堂學習，但教師則根據具體場景示例或模擬實驗.在這一過程中，教師應以教學過程中遇到的難題為出發點，將相關思維進階問題融入到具體常識中，并力求進一步發展，激勵學生們自發地參與到教學活動當中.與此同時，學生的學習進度就像游戲中的任務線，隨著任務難度的提升，學生的高階思維也在任務不斷完成中持續提升;

二、運用策略，進行具體高階思維發展案例探討

筆者本人曾經組織過以本文策略為主的實驗課，現通過案例描述來具體展現：

1.設迷題引入新課，用比賽實驗闖關

教師本人在課前準備貼近生活的問題,激發學生的自身代入感,使學生能夠親身體驗現實的學習過程.這一目標的實現程度很大程度上取決于教學情境設計的是否足夠真實且具有趣味性，因為只有生動的課堂才能引發學生學習興趣.而比賽實驗的方式更容易集中學生的精力，可以充分調動學生的積極性，使他們全身心來投入到課程當中來,加深對知識點的主觀思考，這能夠為之后高階思維的構建提供必須的思維基礎.

教師在課前對相關問題進行提問，可以引導學生對現象背后原理的思考.我在“力的分解”這一課中提出的問題是“研究順風行船和逆風行船風對速度影響”,在課前,我提出問題,并準備道具,盡我所能組織了一次逆風行船的比賽:有物理實驗室的器材光滑導軌、小車、一塊PVC的板子、功率不太大的吹風機、在上下前后同等風力吹風,觀察它是順風還是逆風運動.在課外活動中,我組織同學們先猜想后討論,最后進行比賽來驗證自己的猜測.通過這種課程設計，可以使學生切身體會到自身的主體地位,因此能夠調動學生的積極性，更容易激發他們的感性形象思維,便能夠順理成章地引導他們對背后現象進行認真推敲.

先猜想后討論，如果結果不一致，會引起他們強烈的興趣，激發他們的認知沖突.通過不斷探索與發現，最后找到答案.能夠培養訓練他們的批判性思維以及創新性思維能力.

2.引導學生探究力的分解規律，根據規律來揭示實驗原理

在課堂開始后，由于經過前面的準備，學生們的積極性被充分調動出來.針對遺留的問題，我們可以進行教師和學生的合作，也可以進行學生與學生的合作.一般較難的思維任務可以考慮合作方式.從問題入手，探究力的分解規律，再根據規律真正地解釋謎底.

Daisy“渴望”去了解瀕危的野生動物，對藏羚羊的生存現狀“難過”，“放松”是源于大象的幽默，“高興”是因為看到大象生存狀態的改善，最后看到雨林中微妙的自然鏈，她“驚奇不已”。通過梳理這條情感線，前兩遍的文章閱讀渾然變成一體，有了關聯意義，學生的情感也得到了極大程度的調動。

這節課的前提是學生已經充分掌握力的合成，并且能夠運用力的合成平行四邊形法則，除此之外還了解到力的分解同樣也符合平行四邊形法則.在此階段可以師生合作，探究一些較難的原理性問題，比如說對重力的分解:通過道具的演示來展示重力的效果，我在課堂上運用了桶裝水與海綿，通過海綿的形變提出問題，學生們立即注意到海綿被壓扁了.這個現象真的能證明桶裝水的重力產生了垂直與平行斜面的兩個效果么？提出問題讓學生探究如何分解重力.

之后再從定性到定量分析，從感性到抽象過渡，由生活走向真正的物理學理論，這樣科學的思維引入方式能夠有效地幫助學生們的思維認知發展.

首先，定性分析完畢后進行定量分析會引起學生的質疑，這進一步引起了學生的學習興趣.再者，學生通過對實驗內容進行分析，判斷，綜合完成設計實驗驗證理論.這樣同樣能促進思維的發展，開放性的，在想如何構建其他定量實驗，這可以幫助提高創造性思維能力.

在這之后，再次回到課前的引入情境，綜合提出高階思維適應的問題:風對帆的力的方向如何？風力既然垂直于帆的方向，為什么船不沿風力方向前進呢？緊接著重構課前實驗的實驗器材，反復進行實驗，由學生們分組討論并得出結果.經歷了這一階段的思維進階，學生們的問題會逐步得到驗證解決.他要在一定程度上促進了整體與局部辯證思維和批判性思維的發展，在實驗過程中不斷尋求答案.通過這一系列的實驗，學生求解問題的能力與創造性思維就得到了一定程度的發展.

3.自主研究生活里塔吊問題中力的分解模型

教師應該在課后布置自主探究的任務，由于新課標要求同學要有自主，有個性的學習能力，筆者選取了教材中對學生的思維難度要求比較低的內容：分析塔吊的力學原理.在課后能夠自主建模，自主探究.

這方面問題的提出前提是學生必須擁有按照力的效果來分解的這一概念.能明確并應用力的合成方法與分解的平行四邊形法則.在這項任務之下，學生們能夠通過自主建模與自主體驗，分析真實的生產情境，這就能培養學生的問題解決和高階思維能力.在這個基礎上，我們還可以提出進一步的要求與倡導：要求同學們展示自己拍照的建筑物中的塔吊圖片并對其建立力學模型，并在實驗室中合理利用器材重現力學模型；按照力的效果來做出力的分解示意圖；通過控制變量法來探究實驗室中的塔吊模型力學規律.

用相對簡單的內容來讓學生具體的進行一次完整的實驗，學生的思維會在這一過程中經歷從低到高的階段訓練.一方面，學生的感性形象思維被激發，建模能力得到發展；另一方面，他們的問題求解能力與創造性思維同樣得到發展.

4.課后拓展對比實驗引導

由于對比是高階思維應用的重要體現，所以對比實驗是一種重要的教學方法.教師應該充分利用對比效果反差大的物理現象規律，從而通過對比策略對學生產生很大的學習效益.這一節后學生們就可以靈活地運用力的分解來研究生活生產中的實際問題，進而樹立正確的物理觀念，最終促進學生對問題的求解能力與批判性思維能力的發展.

本實驗闖關策略以自身認知理論為指導，以實際教學案例為基礎，以新課標大綱為導向，結合學生的最近發展區.設計了很多難題分布在課前課后與課中，筆者認為教師應該根據真正的生活情境進行教學，讓學生成為學習的主人，全身心的參與到學習過程中來.學生在不斷提高的問題難度下逐層拔高自己的思維深度.在實際教學中可以根據學生的個人發展水平來決定一次提出問題的難度與數量.讓學生的心智，身體和環境三者緊密地結合在一起.促進學生的合作交流能力的發展，為實現學生全身心投入學習不斷努力，讓學生樹立正確的物理學觀念，提高科學思維水平和實踐探究能力，養成正確的科學態度與責任意識！