基于核心素養(yǎng)的高中物理高階思維課堂創(chuàng)設(shè)

李旭斌

(中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)朝陽(yáng)學(xué)校 北京 100028)

美國(guó)教育學(xué)家布魯姆從認(rèn)知目標(biāo)分類角度入手，將思維分成從低層次到高層次、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的6個(gè)思維層次，依次為知道、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造(后來(lái)修正為創(chuàng)新)[1].其中，分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造(創(chuàng)新)屬于高階思維表現(xiàn)，它超越簡(jiǎn)單記憶和信息檢索，表現(xiàn)為一種以高層次認(rèn)知水平為主的綜合性能力.

從認(rèn)知特征來(lái)看，高階思維是一種聯(lián)結(jié)的、有組織的、系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)思維方式，使用抽象思維，將信息組織成一個(gè)整合的體系，使用恰當(dāng)?shù)倪壿媅2].構(gòu)建物理高階思維課堂，有助于提升學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)，表現(xiàn)在基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)物理模型，運(yùn)用抽象概括、分析綜合、推理論證等方法分析解決問(wèn)題，基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判、進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解[3].

1 基于核心素養(yǎng)的高階思維課堂維度創(chuàng)設(shè)

高效課堂教學(xué)少不了教師的正確引導(dǎo)、活動(dòng)的有效參與、學(xué)生的實(shí)際獲得，以此為依據(jù)創(chuàng)設(shè)物理高階思維課堂的3個(gè)維度：?jiǎn)栴}設(shè)計(jì)、活動(dòng)參與、實(shí)際生成.

問(wèn)題設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的有力手段，引導(dǎo)學(xué)習(xí)的問(wèn)題不僅圍繞物理概念、規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且具備開放性、挑戰(zhàn)性、層次性、存在多種解決途徑等一系列特點(diǎn).

活動(dòng)參與應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)際參與，給予學(xué)生充分的時(shí)間思考，進(jìn)行概念的建構(gòu)、規(guī)律的認(rèn)識(shí)、方案的設(shè)計(jì)，并給予學(xué)生時(shí)間進(jìn)行班級(jí)討論，學(xué)生之間交流他們對(duì)概念、規(guī)律的理解，研究解決問(wèn)題所用方案的設(shè)計(jì)與考量.

實(shí)際生成不僅僅是對(duì)概念、規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)和正確應(yīng)用，更是學(xué)生在不同見解、不同方案展示和交流的基礎(chǔ)上，就對(duì)方的認(rèn)識(shí)方式、設(shè)計(jì)方案做出評(píng)價(jià)，并對(duì)認(rèn)識(shí)的最優(yōu)方式、設(shè)計(jì)的最佳方案的選取達(dá)成一致或保留意見，甚至對(duì)不同的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑并進(jìn)行修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性的見解.

2 問(wèn)題引領(lǐng)下的物理高階思維課堂創(chuàng)設(shè)

注重高階思維的課堂教學(xué)有3個(gè)基本特征：(1)能經(jīng)常出現(xiàn)關(guān)于為什么、如何的問(wèn)題；(2)能聽到學(xué)生互相交流他們的觀點(diǎn)、敢于表達(dá)和推斷；(3)能觀察到學(xué)生基于恰當(dāng)?shù)倪壿嬤x擇程序，甚至調(diào)整程序以便應(yīng)對(duì)新的、非常規(guī)的任務(wù)，懂得監(jiān)督發(fā)展和評(píng)估解決策略[2].以上3個(gè)特征實(shí)際上必須依托“問(wèn)題”課堂，實(shí)質(zhì)是超越“記憶性提問(wèn)”，使用“元認(rèn)知提問(wèn)”，把例行公事的“回憶性問(wèn)題”變成讓學(xué)生證明“理解了”的問(wèn)題[4].可見，問(wèn)題是高階思維課堂的活化劑，好的問(wèn)題能夠讓學(xué)生在活動(dòng)參與過(guò)程中思維被充分激活，采用不同途徑、不同方法分析解決問(wèn)題，同時(shí)為后續(xù)的班級(jí)交流、評(píng)價(jià)，以及對(duì)認(rèn)識(shí)方式、設(shè)計(jì)方案的選取，甚至是批判性的質(zhì)疑修正、創(chuàng)造性提出見解做好鋪墊，實(shí)現(xiàn)高階思維課堂3個(gè)維度的激活與融會(huì)貫通.

怎樣的問(wèn)題能夠充分激發(fā)學(xué)生的高階思維？教師根據(jù)物理知識(shí)的邏輯過(guò)程，結(jié)合學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)一連串相互關(guān)聯(lián)、層層遞進(jìn)的問(wèn)題，將知識(shí)由淺入深、層層推進(jìn)，激發(fā)學(xué)生高階思維[4].筆者通過(guò)查閱文獻(xiàn)結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，將高階思維問(wèn)題的特征歸納為以下幾點(diǎn).

第一，問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)可以是與前概念造成認(rèn)知沖突激發(fā)學(xué)習(xí)欲望，也可以是建立在最近發(fā)展區(qū)順向延伸；問(wèn)題情境既可以是從生活實(shí)踐中來(lái)，也可以從已有認(rèn)知或已有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)中來(lái).

第二，問(wèn)題本身符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，即“感性到理性”“具體到抽象”“簡(jiǎn)單到復(fù)雜”，問(wèn)題的層層遞進(jìn)可以體現(xiàn)在從低階思維向高階思維的過(guò)渡，以激發(fā)高階思維為目的.

第三，在高階思維發(fā)展階段，問(wèn)題或問(wèn)題鏈應(yīng)成為“從分析到評(píng)價(jià)、再到創(chuàng)新”的進(jìn)階路徑.

第四，問(wèn)題不能放得太寬或收得太死，這樣都不利于學(xué)生思維的發(fā)展.

第五，問(wèn)題與問(wèn)題之間具備較好的邏輯連貫性.

第六，教師應(yīng)有意識(shí)地在問(wèn)題設(shè)計(jì)過(guò)程中，滲透學(xué)科德育，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí).

基于以上分析，問(wèn)題引領(lǐng)下的物理高階思維課堂教學(xué)模型如圖1所示.

問(wèn)題引領(lǐng)下的物理高階思維課堂教學(xué)模型適用于常態(tài)課教學(xué)，不僅適用于概念、規(guī)律課，還適用于實(shí)驗(yàn)課.課程環(huán)節(jié)可以分為：情境、問(wèn)題(鏈)、活動(dòng)、生成4個(gè)方面，學(xué)生在問(wèn)題引領(lǐng)下，依次經(jīng)歷喚醒前概念、分析、獨(dú)立思考、討論交流、評(píng)價(jià)選擇、質(zhì)疑創(chuàng)新的思維過(guò)程，其中分析、獨(dú)立思考、討論交流屬于高階思維的分析層次，指向基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)物理模型，運(yùn)用抽象概括、分析綜合、推理論證等方法分析解決問(wèn)題；評(píng)價(jià)選擇屬于高階思維的評(píng)價(jià)層次，指向基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判、進(jìn)行檢驗(yàn)和修正；質(zhì)疑創(chuàng)新屬于高階思維的創(chuàng)新層次，指向提出創(chuàng)造性見解.

教學(xué)案例1：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律方案設(shè)計(jì)的高階思維呈現(xiàn)(表1).

表1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律方案設(shè)計(jì)的高階思維呈現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

續(xù)表1

3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的物理高階思維課堂延展

任務(wù)型教學(xué)是一種以任務(wù)為基礎(chǔ)的教學(xué)途徑，主要包含任務(wù)設(shè)計(jì)、任務(wù)實(shí)施、管理評(píng)價(jià)等方面，有利于增強(qiáng)學(xué)生的主體性，啟發(fā)學(xué)生思維，提高學(xué)生實(shí)踐及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[1].任務(wù)設(shè)計(jì)應(yīng)從學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)出針對(duì)性強(qiáng)、操作性強(qiáng)、任務(wù)性強(qiáng)的多活動(dòng)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生帶著批判的意識(shí)收集資料，讓學(xué)生以小組為單位相互合作、討論交流，培養(yǎng)他們求異思維能力[1].有學(xué)者針對(duì)探究性學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，提出培養(yǎng)高階思維的途徑：通過(guò)意外性實(shí)驗(yàn)設(shè)疑，激發(fā)學(xué)生分析思維，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的不足，聯(lián)系新信息與已知信息修改完善方案，最后巧用課后延展實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生高階思維[5].

可見，挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)是物理高階思維課堂延伸的助推劑，學(xué)習(xí)任務(wù)的挑戰(zhàn)性、多樣性、可探究性在進(jìn)一步提升學(xué)生高階思維能力的同時(shí)，也進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生相互合作、討論交流、求異創(chuàng)新.筆者通過(guò)查閱文獻(xiàn)結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)的特征歸納為以下幾點(diǎn).第一，任務(wù)最好是課堂教學(xué)的課后延伸，保持思維邏輯的連貫性.第二，教師提供給學(xué)生必要的學(xué)習(xí)資料、研究方法，給學(xué)生提供完成任務(wù)的支架.第三，學(xué)習(xí)任務(wù)的班級(jí)評(píng)價(jià)、討論交流與展望需要課時(shí)支撐(例如選修課)，以免任務(wù)學(xué)習(xí)停留于形式.第四，分組合理，組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)，組員人數(shù)3～4人為宜，不宜過(guò)多或過(guò)少.第五，指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的過(guò)程中滲透學(xué)科德育.

基于以上分析，任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的物理高階思維課堂延展模型如圖2所示.

圖2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的物理高階思維課堂延展模型

任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的物理高階思維課堂延展模型適用于研究性學(xué)習(xí).任務(wù)環(huán)節(jié)可以分為任務(wù)設(shè)計(jì)、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)評(píng)價(jià)3個(gè)方面，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下依次經(jīng)歷任務(wù)描述、資料提供、學(xué)生分組、任務(wù)指導(dǎo)、分組實(shí)施、評(píng)價(jià)交流、展望創(chuàng)新的活動(dòng)過(guò)程，其中任務(wù)指導(dǎo)、分組實(shí)施屬于高階思維的分析層次，指向基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)物理模型，運(yùn)用抽象概括、分析綜合、推理論證等方法分析解決問(wèn)題；評(píng)價(jià)交流屬于高階思維的評(píng)價(jià)層次，指向基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判、進(jìn)行檢驗(yàn)和修正；展望創(chuàng)新屬于高階思維的創(chuàng)新層次，指向提出創(chuàng)造性見解.

教學(xué)案例2：追尋碰撞守恒量研學(xué)任務(wù)的高階思維呈現(xiàn)(表2).

表2 追尋碰撞守恒量研學(xué)任務(wù)的高階思維呈現(xiàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)

4 總結(jié)

問(wèn)題引領(lǐng)下的物理高階思維課堂教學(xué)模型、任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的物理高階思維課堂延展模型將高階思維課堂3個(gè)維度進(jìn)行有效串接，指向?qū)W生科學(xué)思維發(fā)展與提升.后續(xù)研究，將為以上模型在提升學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)方面應(yīng)用的實(shí)效性提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐.