建構物理實驗邏輯小模塊提高思維能力

羅小春

摘? ?要：針對教師在用實驗資源開展實驗教學時，對學生思維能力提升缺乏實驗整合，思維培養深度不夠的情況。研究發現：通過“多項發散”“深度聯想”“遷移拓展”等遵循科學邏輯思維規律的方法建構實驗邏輯小模塊，結合案例闡述建構實驗小模塊提高思維能力可行性策略。

關鍵詞：多項發散;深度聯想;遷移拓展;邏輯小模塊;思維能力

物理核心素養之一是培養科學思維能力，思維能力是能力結構中的核心。科學思維包括：模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新。物理科學課程內容（2011版）[ 1 ]突出整合的特點。物理“邏輯小模塊”指針對學生學習過程的“動態最近發展區” （學生當下要學習知識點的即時認知發展狀態），通過建構符合學生認知規律的“模塊思維鏈接”，以知識點小模塊為思維載體的思維原型，整合思維融合實施達成提升思維能力目的。“物理邏輯小模塊”就是指“模塊思維鏈接”的內在邏輯關系，此邏輯關系遵循科學思維的要求。

遵循科學思維四個部分和學科整合特點，研究團隊在實踐研究中剔除低效、無效的邏輯小模塊建構，通過多次綜合性考試檢驗和實踐中訪談、觀察，查閱文獻綜述，請專家指導，在有效實施基礎上科學論證，最終總結出有效建構物理邏輯小模塊且操作性強的“模塊思維鏈接”主要有：多項發散、深度聯想、遷移拓展等。

應用以上幾種“模塊思維鏈接”建構物理邏輯小模塊展開教學（包括實驗教學，篇幅有限本文主論邏輯小模塊在實驗教學中應用）有效性數據如下：

2020-2021北師大海滄附校運用物理邏輯小模塊教學九年（1）（2）班市、區質檢成績變化表（見表1）。

說明：

（1）我區均分不低于市均分，我校均分基本在區最前面;（2）成績提升是多方面因素綜合努力的結果，但還是可以說明實驗邏輯小模塊建構與實施是有效的;（3）以上是全卷成績，把實驗為主題型獨立測算發現：進步情況不低于以上統計結果;（4）成績與思維能力發展是正相關的，成績提升是可以反映思維能力發展了;（5）2021年4月起開始分層教學，但輔導與一些復習課還是運用邏輯小模塊引領學習。

綜合以上數據與分析：實驗邏輯小模塊提升思維能力教學是有效的。

下面主要從多項發散、深度聯想、遷移拓展形成模塊思維鏈接，建構實驗邏輯小模塊提升思維能力進行案例式闡述。

1? 通過多項發散形成思維鏈接建構實驗邏輯小模塊提升思維能力

科學思維能力培養與提升首先要模型建構， 多項發散形成思維鏈接就是一種實踐證明有效的模型建構方法，可以較好提升思維能力。因為它在培養與提升學生思維能力過程中不僅貫穿到思維培養的實施反饋階段，在思維載體即邏輯小模塊建構過程中就在引領學生提升思維能力，而且內在思維邏輯鏈接豐富。

多項發散包括：橫向發散、縱向發散、分合發散、顛倒發散等。應用多項發散形成思維鏈接建構邏輯小模塊可以引導學生思維靈活性，擴大思維廣度。

【案例1】“杠桿動力最小”實驗常態教學與建構邏輯小模塊提升思維能力教學有效性對比分析（見表2）。

【案例2】通過逆向發散建構實驗邏輯小模塊：從相反的角度去思考問題。如熱機做功沖程“內能轉化為機械能”逆向思考壓縮沖程是“機械能轉化為內能;鏡面反射表面光滑度發生變化變為漫反射，反過來漫反射條件發生變化也可以變為鏡面反射等。

【案例3】通過分合發散建構邏輯小模塊如天平稱質量太小物體可以稱相同N個物體再計算等。以上案例都可以通過上面對比分析發現通過多項發散建構邏輯小模塊可以有效提升思維能力。相關案例不甚枚舉，僅以上面這些案例闡述是有效的。

2? 通過深度聯想形成思維鏈接建構實驗邏輯小模塊提升思維能力

聯想是由某事物、概念想起其他事物、概念的思維方法。通過深度聯想形成思維鏈接建構邏輯小模塊利于提升學生思維深度[ 2 ]。

【案例4】“音叉振動發聲”實驗常態教學與深度聯想建構邏輯小模塊提升思維能力教學有效性對比分析（見表3）。

【案例5】通過相似聯想建構邏輯小模塊：相似聯想指在性質上或形式上相似的事物之間所形成的聯想。熱機效率概念和物理意義學生不易理解，可相似聯想機械效率的概念和物理意義建構邏輯小模塊。學習電功率公式時，可聯想機械功率建構邏輯小模塊有效學習。

【案例6】通過遷移拓展形成模塊思維鏈接，建構實驗邏輯小模塊提升思維能力的，如直導線電流周圍存在磁場：拓展彎導線通電也有磁場，進一步遷移導線繞圈，引出通電螺線管磁場，逐步拓展遷移形成思維鏈接建構邏輯小模塊引領學習。學生學起來思維順暢多了，化難為易，整合成模塊，思維容易融會貫通，能起到較好效果。

通過多種方法形成內在思維鏈接建構邏輯小模塊展開實驗教學，符合初中生抽象思維剛剛開始發展，主要以形象思維為主。邏輯小模塊作為思維載體，較好地構建了思維模型，并引導科學推理等，遵循了科學思維能力培養規律。通過課題組實踐研究和效果反饋，證明是有效的、可操作性強的、接地氣的教學方法，培養與提升了學生科學思維核心素養。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部 .初中科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2] 張浩，吳秀娟.深度學習的內涵及認知理論基礎探析[J].中國電化教育，2018，309（10）：21.