基于高階思維視域下初中物理教學的“問題串”設計

翁其松 林龍

摘 ? 要：從高階思維的能力培養與“問題串”之間的關系，提出了“問題串”設計的切入點，通過“問題串”設計為出發點，引導學生回答，從而實現課堂教學從低階思維向高階思維的遷移，培養學生的學科核心素養。

關鍵詞：原始問題;課堂設計;創造教育

從國家的“十四五”規劃中，感覺到創新已經成為我國的一項基本國策，全文多次提及“新”字，不僅有科技創新、數字創新、金融創新，以及新產業、新業態、新型基礎建設，創新成為“十四五”規劃的主旋律。做為教育工作者，如何緊跟國家的政策，這是一個重要的教育方向。如何讓我們所教出來的學生具備有創新的思維與創新的能力，在平時的教學中顯得十分重要，為此，在課堂教學中培養與落實高階思維已經迫在眉睫，本文從“問題串”設計的角度，來剖析對高階思維有何促進作用。

1 ?“問題串”的設計為培養高階思維打開一扇窗戶

學生學習時只有低階思維活動，則無法踐行以學生為主體，以教師為主導的教學模式，如何做到低、高階思維的相互結合與延伸是非常重要的。初中物理課堂教學設計時，許多教師過于重視學科知識的傳承，對學生思維層次培養考慮不足，教師“一言談”現象較為嚴重，造成學生思維固化，沒有主動地參與知識建構的意識，缺乏對知識的主動探究習慣的養成，遇到沒有做過的題型，大部分學生感覺到恐慌，大都是因為處于低階思維“記憶、理解、應用”的層面。如何更好地發展學生的高階思維，在初中物理的教學設計時，對于“問題串”的設計，顯得十分的重要。只有與學科核心素養和課堂教學目標緊密相關，且合乎學生認知規律的“問題串”，才能引導學生參與高階思維的活動，從而在“分析、評價、創造”三個層次的思維上得以長足的發展。

所謂有效的“問題串”是指基于課程標準的要求和學生的生情，去精心設計的數個問題的組合，并通過這數個問題的有效組合，引導學生從被動向主動，從驗證到探究，從接受到質疑的思維的轉變，完成從低階思維到高階思維的提升，同時有效地完成教學目標，達到提升學科核心素養的目的。

所以，零散的單個問題很難讓學生進入高階思維的狀態[ 1 ]，合理使用問題串成為發展初中生高階思維的關鍵手段。故此，在初中物理課堂教學中，問題串的設計嚴禁僅僅是許多單個問題甲乙丙丁的羅列，而是將這些單個問題通過一定的關聯，組成一個問題群，最后根據教學目標，提煉成問題串，形成一個整體。

2 ?初中物理課堂教學問題串的設計

2.1 ?通過創設情境，設計問題串，奠定了培養高階思維的基礎

情境的創設成了初中物理教學中的常見教學手段，良好的情境能讓教學變得更加直觀，可以直接展示物理現象的本質，拓展了視野，甚至與學生的固有認知相沖突，激發學生的探究的欲望，從而降低了理解與記憶的難度，減少了進行低階思維的時間，讓高階思維培養成了一種可能，豐富了學生的思維空間，奠定了培養高階思維的基礎。

如，在講到串并聯電路特點時，許多教師直接將結論告知學生，學生就機械地記憶“串聯電路電流處處相等、并聯電路各支路上的電壓相等”的結論，此時，學生僅僅是使用了低階思維。如果教師這樣創設情境：將不同規格的燈泡串聯起來，通電后，發現燈泡的亮暗不一樣。此時，教師問：這兩盞燈亮度不一樣，那通過亮度大的這盞燈的電流大，還是通過亮度暗的這盞燈的電流大？此時，絕大部分學生會下意識地回答：通過亮度大的燈電流大。此時，教師可表示質疑，同時引導學生進行探究，然后對實驗的結果進行評價，歸納出串聯電路處處電流相等的結論。接著，教師再把這兩盞不同的燈泡并聯起來，再問學生：這兩盞燈泡亮度不一樣，亮的哪盞燈的兩端電壓大，還是暗的那盞燈的兩端電壓大呢？此時，再次引導學生思考，通過探究，生成結論。這樣通過情境的創設設計出的“問題串”，更能讓學生實現從低階思維向高階思維的過渡。

2.2 ?通過知識點的遞進，設計問題串，促進學生運用高階思維進行探尋問題的本質

許多教師在教學中對一些難題的教學感到困惑，有些難題的講解令教師費盡心思，也很難讓學生聽明白，常常會有心有余而力不足的現象。為此，將難題進行拆解，或改變題干的已知條件，讓題目變得淺顯易懂，接著再改變已知條件，在原來的基礎上，讓題目難一點，接著再對題目進行更改，最后變回原來的難題。把難題進行多步驟的改造，讓學生在循序漸進探究中獲得解決問題的成就感，樹立了信心，同時也逐漸實現了探究問題的本質，符合高階思維的認識規律。

如，小明同學針對電路中電阻的電功率與電流的關系，進行探究，電路如圖1甲。圖1乙是滑片P從最右端向最左端移動過程中，R1的U-I圖像[ 2 ]. 求：

（1）R1的阻值;

（2）電路消耗的最大電功率;

（3）當R2消耗的電功率為0.5 W時，R2的阻值。

此題的第1小題相對簡單，但剩下的兩個小題都不簡單，這些涉及到學生從圖像中獲取信息和對信息進行加工的能力。第3小題的計算是比較復雜的計算，對所求出來R2的阻值，要進行合理的甄別與篩選，屬于較高的要求，所以本道題目得分率很低。為此，將這道題目進行了變形，用問題串的形式，讓問題循序漸進，最后達到探尋問題的本質。

改造1：（題干不變）求：（1）R1的阻值;（2）通過電路的最大電流;（3）當電路通過最小電流時，R2的阻值;（4）當電路消耗功率最小時，R2的阻值;（5）當R2=50 Ω，電路消耗的功率。

改造1的第2小題與第3小題是引導學生讀出圖像中所蘊含的電流最大值與最小值，而不是如原題一樣要直接獲取圖像信息并同時處理信息，降低了做題的難度，更符合知識建構的認知規律。第4小題是啟發學生電路的消耗的功率最小時，所通過的電流也是最小。第5小題又對電流進行了再次判斷，進一步加深對題目的理解。

改造2：如圖2的電路，電源電壓為6 V，R1=10 Ω，R2的最大阻值為50 Ω.求：

（1）電路的最大功率;（2）電路的最小功率;（3）滑片從最左端移動到最右端的過程中，滑動變阻器的最大功率。

改造2是在原題的基礎上移去電表，讓電路圖變得更直觀，此時對電路消耗的功率與滑動變阻器的功率進行分析，更為容易。有了這些問題串的鋪墊，再回到原題的講解，原來難以理解的問題都變得迎刃而解了。

2.3 ?通過知識的關聯，設計問題串，建構高階思維的知識體系

教師在章節復習或期中、期末復習時，將各節的知識進行甲乙丙丁的羅列，如同開中藥鋪一樣，沒有把各個知識點進行有效地關聯，教師傳授與學生接受的知識是零散的，無法進行縱橫比較，橫豎關聯，無法將已學過的知識網絡化，這些知識如同撒在地上的珍珠，需要用一根線把這些“珍珠”串起來，成為美麗的珍珠串。設計出有針對性的問題串，就如同這根線，讓知識網絡化，從而達到建構知識體系的，形成章節知識的“思維導圖”。

如，復習滬科版八年級第4章“多彩的光”這一章時，可以通過知識的關聯設計問題串，從問題串的回答中，學生很好地掌握了本章的光學知識。原問題是研究光的直線傳播——小孔成像，展示如圖3所示，此時教師問題1：從圖中可以看出光是沿著直線傳播的。問題2：如果把紙片換成平面鏡，那么你們會看到什么？問題3：如果再把平面鏡換成凸透鏡，那又會怎樣？問題4：如果再把凸透鏡改為凹透鏡呢？問題5：如果再把凹透鏡換成三棱鏡呢？

上述問題串的設計將本章所關聯的知識用一道題干進行改造，不斷地激發學生思考的欲望，用聯系的觀點來思考問題，培養了學生的高階思維。問題1是針對“光在空氣中是沿直線傳播”進行復習。問題2成為平面鏡成像的問題，實現了知識與思維的跳轉。問題3與問題4把光的折射，同時把凸透鏡和凹透鏡進行復習。問題5是針對光的色散這個知識點設計的。通過這個問題串，就可以建構“多彩的光”這一章的知識體系，實現用問題串來培養學生的高階思維。

2.4 ?通過一題多變，設計問題串，讓低階思維慢慢地向高階思維進行遷移

一題多變是物理常見的教學手段，它可以從不同的角度、不同的層面對問題進行研究，能更好地培養學生的發散性思維，提升學生的思維層面，由于題干內容只做少許的改變，這樣可以省下讀題的時間，讓學生對問題的思考層次隨著提問的不斷深入而不斷地提高，同時提高了課堂教學效率，增加了課容量。

許多學生在學習物理時都有這樣一種現象：教師講解都能聽得懂，但是，自己去獨立完成作業或試卷卻力不從心。出現這種問題的原因是學生對知識僅僅停留在低階思維層面，即“記憶、理解、應用”的層面，無法對知識的本質進行分析、評價，更無法達到創造的層面。一題多變恰好能暴露學生思維上的短板，能從全方位加深對知識的掌握，實現了從低階思維到高階思維的蛻變。

在講授滬科版九年級物理第16章“電流做功與電功率”的復習課時，可通過一題多變來設計問題串，達到教學的高效與學科核心素養的滲透目的。如，原題：在家庭電路中，一電熱棒在正常工作下的電流為3 A，加熱8 min，則它做了多少功？接著又問電熱棒的額定功率是多少。接著進行變式1：如果將它接在100 V的電路上，實際消耗的功率是多少？變式2：用此電熱棒將質量為1 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃，則水吸收了多少的熱量？變式3：要使其在額定電壓下消耗1度電，需要工作多少時間？變式4：1度電可以使5 kg的水從20 ℃升高到多少攝氏度？本問題串中的原題以及變式1是運用電功公式W=UIt與電功率公式P=W/t進行計算，屬于低階思維中的應用層面，變式2的計算與單位相對復雜些，通過W=cm（t2-t1）的計算，培養學生的相對復雜的計算能力，變式3是對電功公式的反向運算，且對單位進行換算，讓思維的層面得以提升，變式4要通過W=cm（t2-t1）的計算結果，進行分析判斷結果是否合乎生活中的實際情況，才能得出答案，此題最后5 kg的水都變成了171° ?C的水，不符合事實，顯然都成為水蒸氣，這屬于高階思維的范疇。

綜上所述，基于高階思維視域下初中物理教學的“問題串”設計，符合物理學科的核心素養中的要求，特別是對科學思維的培養有著一定的促進作用，從而能幫助初中教師課堂教學行為的轉變，逐步實現從低階思維與高階思維的遷移，讓學生高階思維能力的鍛煉與應用成為常態[ 3 ]，更好地培養學生的思維方式，摒棄只注重知識的傳承的應試教育，通過“問題串”的設計與運用，讓初中物理課堂教學綻放出高階思維的火花。

參考文獻：

[1]閆興剛.小組合作學習的真真假假.〔EB/OL〕.https：//www.jianshu.com/p/f5e1a14cbe35.

[2]翁寧.從物理考題談核心素養下物理與數學的緊密聯系[J].中學理科園地，2020（6）.

[3] 焦曉東.新課程數學教材中的開放題研究.[D].金華：浙江師范大學，2009.