合理應用思維教學，提高高中物理教學有效性

魏玉福

摘 要：思維教學是培養學生思維品質，提高學生思維能力的有效教學策略，將思維教學應用到高中物理教學中，能夠促使物理教學貫徹落實物理學科核心素養目標，全面實現物理教育的育人功能，引導學生掌握終身學習的基本技能。本文分析了高中物理思維教學的內涵與方法，并以《牛頓第一定律》為例，分析了思維教學在高中物理教學中的合理應用策略，期望對提高高中物理教學有效性有所幫助。

關鍵詞：思維教學;高中物理教學;科學思維

思維是智力與能力的核心構成部分，對學生學習質量和效率起著決定性的作用。新版高中物理課程標準中明確提出，要將科學思維素養作為物理學科的核心素養關鍵成分，在教學活動中得到落實到位。隨著新課改的深化推進，高中物理教學要積極應用思維教學策略，采用有效地思維教學方法，圍繞科學思維素養培養目標開展教學活動，促進學生思維養成和能力發展，從而提高高中物理教學的有效性，為新課改在物理課堂教學中的順利實施打下基礎。

一、高中物理思維教學的內涵與方法

（一）思維教學內涵

思維教學是指以提高思維能力為目標而開展的一系列教學活動。思維教學以現代心理學理論為指導，強調思維品質對學習質量的影響，打破了以往智力不可改變的固守觀點，將思維定性為一種技能，使學習者能夠掌握有效地學習方法、學習策略，提高學習效果[1]。在學科核心素養背景下，高中物理課程思維教學主要圍繞科學思維素養培養開展教學活動，科學思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新四個維度。高中物理新課標對科學思維劃分為五級水平，要求教師遵循學生的科學思維水平發展規律，組織課堂教學活動，以保證物理教學的有效性[2]。

（二）思維教學方法

高中物理思維教學的具體教學步驟分為情境創設、問題提出、做出假設、假設驗證、歸納總結五個步驟，在教學活動開展的過程中，教師可以采用問題鏈教學法，以環環相扣、由淺入深的問題為驅動力，拓展學生的思維深度和廣度，引導學生不斷探索解決問題，突破教學重難點，促進學生思維發展[3]。對于問題鏈而言，具體分為以下類型：一是由舊知識過渡到新知識的引入性問題鏈，如在情境創設中提出層層遞進式問題;二是在實驗探究中設置的探究性問題鏈，如在物理實驗中圍繞實驗現象提出的問題;三是針對學生易犯錯、易誤解的知識點設置的診斷性問題鏈，如在課堂練習階段設置學生對理論概念理解有誤的糾正類問題（詳見2.3.4有例證）;四是結合生產生活、科技前沿設置的遷移性問題鏈，如在生活類實例分析中提出的問題;五是對分散孤立的知識進行歸集而設置的總結性問題鏈，如在課堂小結中提出的歸納總結類問題。通過在思維教學中運用問題鏈教學法，能夠促進學生推斷、比較、分析、應用、理解、評價、創造、探究、推理、想象、抽象等多方面思維能力的發展。

二、高中物理教學合理應用思維教學的案例分析

下面以人教版高中物理必修一《牛頓第一定律》為例，對基于問題鏈的思維教學策略實施進行分析探討，以提高高中物理教學的有效性。

（一）教學任務分析

1.任務一

通過區分火車運動中的不同狀態，引導學生表述不同物理模型，準確辨析運動狀態與運動狀態變化，培養學生分析思維，促進學生模型建構、科學推理等科學思維素養發展。

2.任務二

通過組織開展實驗探究活動，歸納總結“力與運動”的關系，培養學生科學推理能力、批判性思維和創造性思維;通過帶領學生分析不同物理學家對“力與運動”的不同觀點，培養學生質疑創新素養，使學生能夠理性評價物理學史的發展進程。

3.任務三

通過安排課堂練習活動，幫助學生鞏固牛頓第一定律的概念，提高學生對概念的解釋水平和應用水平;通過引入生活實際案例，引導學生探索慣性大小影響因素，加深對慣性知識點的理解。

（二）學情分析

學生已經在初中物理課程學習中初步認識了牛頓第一定律，為高中階段的知識學習打下了基礎。相比較初中物理教材而言，高中物理教材對牛頓第一定律的表述更加豐富，強調力是改變物體運動狀態的原因，所以教師要組織開展表象認知、科學推理、科學論證、初步歸納、質疑評價等學習活動，要求學生能夠全面理解牛頓第一定律，并運用定律解釋生產生活中的現象，解決相關現實問題。

（三）教學過程

1.創設情境

情境一

教師利用多媒體教學設備創設教學情境，播放高鐵停在站臺、加速出站、勻速轉彎、減速進站的四段視頻，讓學生認真觀看視頻，并結合視頻回答以下問題：（1）高鐵經歷了什么過程？（2）靜止是哪個過程？運動是哪個過程？靜止是運動中的一種嗎？（3）哪個過程運動狀態發生了變化？為什么？（4）你對力的作用是如何理解的？通過創設多媒體教學情境，能夠讓學生在觀察表象之后辨析視頻中信息的相關性，將運動過程分解成不同階段，并對運動階段的特征進行歸納表述。

情境二

教師再引入亞里士多德的觀點，創設生活情境，將書放到桌面上，向學生提問：（1）你能采用什么樣的方法使桌面上的書運動起來？（2）書的運動需要力來維持嗎？（3）為什么力不是維持物體運動的原因？通過引入生活情境，使學生能夠了解生活中常見的物理現象，引發學生的認知沖突，讓學生獨立完成解決問題的過程，初步歸納總結出力與運動的關系，進而促進學生表象思維、概括思維、抽象思維發展[4]。

2.實驗探究

教師讓學生經歷伽利略的思考過程，采用科學推理與實驗驗證的方法，分析論證推論與事實相悖的情況。教師提出以下問題：（1）小球沿著斜面下降會出現什么樣的運動狀態變化？（2）小球沿著斜面向上運動會出現什么樣的運動狀態變化？（3）小球在水平方向勻速運動會出現什么樣的運動狀態？（4）運動速度不變，為什么小球最終會停下來？（5）在小球運動中摩擦力產生了什么影響？請你設計實驗證明自己的推理。教師為學生提供實驗器材，包括小車、毛巾、斜面、木板等，讓學生自主設計實驗，探究阻力對小車運動的影響，并讓學生深入思考如何才能使小車獲得相同的水平速度，進而培養學生科學推理素養，修正和完善學生對力與運動關系的認知，促進學生假設、論證思維能力的發展。

3.引入史料

教師向學生介紹有關伽利略斜面實驗的背景知識，16世紀之前關于“運動”的認知一直以亞里士多德的觀念為主導，伽利略運用“理想斜面實驗”和科學推理方法，成了打破亞里士多德錯誤觀念的第一人[5]。在講述物理史料之后，教師介紹伽利略理想實驗，即小球從斜面靜止自由下滑，滑上另一斜面。在演示實驗現象的過程中，教師提出以下問題，讓學生思考回答：（1）伽利略認為在斜面無摩擦力的條件下，小球會回到相同高度，那么在另一斜面傾角減小之后，小球還會怎樣運動？（2）如果將斜面放平，小球會怎樣運動？（3）這個實驗能夠證明“運動不需要力來維持”嗎？如果可以證明，那么維持物體運動的原因到底是什么？通過對伽利略理想斜面實驗的推論進行解讀，引導學生歸納總結力與運動的關系，即力不是維持物體運動的原因，有助于促進學生分析、推理、抽象思維能力發展。最后，教師提出評價性的問題：（4）從亞里士多德的觀點、伽利略的斜面實驗再到牛頓第一定律，你對這一物理學歷史的發展演變過程有何看法？教師讓學生各抒己見，敢于提出自己的見解，培養學生對物理學史進程的理性思維，以及嚴肅的科學探究態度。

4.設置陷阱

教師在慣性定律講解階段可以設置錯誤陷阱，將學生理解有誤、易犯錯、有深度的問題提出來，讓學生自主分析解決問題，認識到錯誤陷阱的本質，從而規避再次發生類似錯誤，促進學生思維深刻性發展[6]。關于錯誤陷阱的問題如下：（1）某同學認為，真空是完全不受力的情況，你認為這名同學的觀點正確嗎？（2）某同學認為，被向上拋出的物體，在空中向上運動，一定是受到空中的作用力。你認為這名同學的觀點正確嗎？為什么？（3）某同學認為速度越大，加速度越大，你認為正確嗎？為什么？（4）某同學認為，速度大小與慣性之間存在絕對關系，你認為正確嗎？通過在慣性定律理解與應用中層層設置陷阱，能夠讓學生對錯誤觀點進行評價，達到“知其然知其所以然”的教學效果，有助于加深學生對牛頓第一定律的認知，促進學生批判性思維發展。

5.應用舉例

在課堂小結階段，教師可以引入實際生活中的現象開動學生腦筋，引導學生對所學知識進行總結，帶領學生進入深度思維、深度學習狀態[7]。教師安排撕紙條實驗，設置三種實驗條件，分別為：（1）用剪刀剪開紙張上一個開口，開口處不斷裂，用力撕開紙張，會發生什么現象？（2）用剪刀剪開紙上兩個開口，開口處不斷裂，用力撕開紙張，會發生什么現象？（3）在實驗條件（2）的基礎上，于紙張中間處夾上夾子，用力撕開紙張，會發生什么現象？請同學們解釋一下為什么（2）與（3）的實驗結果不同？通過讓學生運用所學習的牛頓第一定律知識進行實驗現象比較與剖析，能夠使學生自主探索慣性大小的影響因素，得出“質量越大，慣性越大”的結論。之后，教師再讓學生列舉出生產生活中有關慣性的實際例子，培養學生學以致用的能力，促進學生發散思維、創新思維發展。

結束語

在高中物理教學中要合理應用思維教學策略，重視學生思維能力發展，不斷提高學生的科學思維素養。思維教學要靈活設置多種類型的問題鏈，將問題鏈融入情境創設、實驗探究、史料分析、陷阱設置以及應用舉例等教學環節，以思維能力培養為主線，通過問題的逐一解決，促進學生綜合思維能力全面發展，從而提高物理教學的有效性。

參考文獻

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[2]李粟珍.“觀—思—言—講”——高中物理教學模式探究[J].高中數理化，2021（2）：50-51.

[3]余少忠.基于核心素養的高中物理教學策略[J].西部素質教育，2021（4）：74-75.

[4]陳開韶.例談創新性趣味實驗在高中物理教學中的應用[J].文理導航，2021（2）：35-36.

[5]王永花.高中物理教學中問題學習法的實施策略[J].學周刊，2021（11）：137-138.

[6]林嚇華.新高考背景下“問題探究”模式在高中物理教學中的應用研究[J].求知導刊，2021（3）：33-34.

[7]何堯榮.高中物理教學中引導學生進行深度學習發展高階思維的嘗試[J].物理教學探討，2021（1）：62-64.