高中物理思維型課堂的構建策略

摘? 要? 思維型教學是引導學生進行深度學習的有效途徑。針對目前高中物理課堂教學中存在的低效甚至無效教學的現象，探討在物理教學中構建思維型課堂，提高教學有效性的策略，具有十分重要的現實意義。教師應通過激發學習動機，實施概念教學以及實驗教學，讓學生積極主動地參與課堂教學，完成物理知識與思維能力的構建，培養學生的物理核心素養。

關鍵詞? 思維型課堂；深度學習；核心素養；教學有效性

中圖分類號? G633.7

文獻標識碼? A

文章編號? 2095-5995（2023）06-0066-03

一、激發學習動力，引領深度學習

思維型課堂教學是由林崇德和胡衛平先生基于思維結構提出的智力理論，經實踐證明可以有效提升學生的思維能力和知識學習水平，提高課堂教學的有效性。[1]思維型課堂教學強調學生的思維活動是課堂教學的核心，雖然沒有固定的教學模式，但遵循了“教為主導、學為主體”、動機激發、認知沖突、自主構建、應用遷移等基本原理。教育的核心在于喚醒學生的內在學習動機。學生的學習態度與學習成績取決于他們的內在動機，而內在動機的形成源于需求和情境的影響。思維型課堂要求創設良好的教學情境，設置適當的問題情境，利用誘因使已形成的需求由潛在狀態變為活動狀態，激發學生的內在學習動機，使其產生強烈的求知欲。[2]

（一）實施啟發式教學，喚醒學生內在學習動機

中國古代教育家孔子在《論語》中說“不憤不啟，不悱不發”，提出了啟發式教學的概念雛形。古希臘思想家蘇格拉底則通過“問答法”啟發學生獨立思考以探求真理。現代的啟發式教學思想在辯證唯物主義認識論指導下，批判繼承了過去的教學理論思想，并融入了現代心理學和教育學理論的發展。

啟發式教學善于在教學活動中喚醒學生的內在學習動機，培養學生的獨立思考能力。[3]啟發式教學順應了學生認知規律的發展要求，將“教為主導，學為主體”和諧地統一起來。啟發式教學要求教師充當導演的角色，學生則是主演，在教師的引領下，學生由不知到知，由知之不多到知之較多的方向發展。恰當的問題情境的創設能激發學生的內在學習動機和求知欲望。啟發式教學要求教師善于引導學生，給予他們動手實踐、口頭表達和思維思考的機會，讓他們在自由的討論交流中激蕩和碰撞思維的火花。

（二）利用認知沖突，激發學生的學習動機

皮亞杰的認知發展理論認為：“個體的認知發展是在認知不平衡時通過同化或順應兩種方式來達到認知平衡的，認知不平衡有助于學生建構自己的知識體系”。當發生認知沖突時，學習者會“心求通而未能，口言語而不得”，這種狀態會刺激學習者迅速打開“自我系統”這一學習的大門，并進一步激發學生主動思考和建構能力。[4]

例如，在學習位移概念時，教師可以結合實例分析列車從北京到重慶的空間位置變化，問學生：“是否還可以用初中學過的路程描述準確？”這樣引發學生的思考，甚至迷惑，然后引出“位移”概念，通過對比分析，學生對位移的“矢量性”理解會更加深刻。

（三）結合生活實例，誘發學生的學習動機

唯物辯證法認為，事物的發展既受內因的影響，也受外因的作用。

對學生來說，教師、教材和教學環境是外因，而頭腦中的認知沖突是內因。可以說，沒有認知沖突就沒有學習的發生，更不可能有思維的發展。因此，只有實現內外動機互相補充和相輔相成，才能促使學生的學習動機得以激發。中學生對未知事物充滿著好奇，一旦對某門學科產生興趣，學生就會產生一探究竟的愿望，主動去探究，因此，教師可以利用學生的好奇心理，結合生活實例的分析探究，引導他們投入探究活動、激發探究興趣、誘發他們的學習動機。

例如，在學習“位移”概念時，教師可以結合生活實例問學生這樣一個問題：出租車司機是按路程收費還是按位移收費？學習“慣性”概念時，教師可以問：松落的鋤頭為什么倒過來在地上磕幾下就能把鋤頭牢牢地固定在柄上？乘坐公共汽車時，為什么在汽車剛開始啟動或急剎車時乘客的身體會晃動？教師結合生活中常見的素材，引導學生在輕松活躍的氛圍中探討物理現象、研究物理規律，提升課堂教學效率。

二、強化概念教學，塑造學生思維品質

目前，物理課堂教學普遍存在思維培養不足的問題。學生的學習缺乏深度思維，物理思維品質的發展水平不高。而思維能力是所有核心素養中最為重要的能力，深度學習與淺層學習的最大區別在于學生在學習過程中思維能力是否得到培養和提升。

（一）設計恰當的思維培養目標

在教學設計時，教師通常更關注“傳授多少知識、練了多少題目”，而對于學生經歷知識生成過程、體驗探究的樂趣及研究發現規律所用的思維方法及研究方法往往考慮較少。長此以往，學生會被訓練成“做題的機器”，而思維能力的發展將受到限制。因此，在設計教學目標時，教師就該從關注知識傳授轉向關注思維成長，為學生未來發展制定合理的思維培養目標。

例如，學習“自由落體運動”時，教學目標就要有思維培養目標：了解伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法，體會基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論進行質疑分析和判斷的研究方法，以及歸謬法推翻亞里士多德觀點的思維方法。[5]這樣的教學目標可以很好地將思維能力的培養與學科知識融為一體。

（二）將思維培養融入教學活動中

思維型課堂需要借助豐富而開放的課堂活動，讓學生在課堂中展示個性，展示自我。教學活動應具有豐富性、開放性和延伸性，通過這些活動鍛煉思維、開發潛能。教師應創設問題情景，適時而教，因為教與學的方式決定了課堂活動的設計和效果，因此，豐富而開放的教學活動設計是構建思維型課堂教學的必要條件。教師可以充分利用教材上的“問題？”、插圖、演示、“實驗”“做一做”“思考與討論”“拓展學習”“練習與應用”等環節，組織開放的探究式學習和討論式學習。[6]

例如，在“向心加速度”這部分教材內容的“思考與討論”環節中，教師可以先制作演示自行車大小齒輪同時轉動的動畫或慢視頻，讓學生仔細觀察、思考和討論，從而得出“同一輪上不同點角速度相等”和“由鏈條連接的不同輪上的線速度相等”的結論。然后，教師可以引導學生思考和討論“向心加速度與半徑成正比”以及“向心加速度與半徑成反比”的條件。

（三）將思維教學融入問題解決過程中

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”教師的作用是通過引導，激發學生積極主動地參與思維活動，從而促使學生進行高質量的自主學習。思維型課堂強調師生互動、生生合作、共同解決問題，具有更大的開放性，有利于激發學生的主體意識和參與意識。

例如，“自由落體運動”教學中，教師可以設計以下問題引領學生思考：

（1）取一片紙和一片金屬片，從相同的高度同時釋放，觀察到什么現象？（重的金屬片先落地，輕的紙片后落地，是否“重的物體下落快、輕的物體下落慢”？）

（2）再取大小一樣的兩片紙（輕重一樣），然后把一個團成紙團，讓它們從相同高度同時釋放，它們同時落地嗎？（紙團先落地，紙片后落地，影響因素是什么？）

（3）教師演示“牛頓管”實驗，發現什么現象？（在真空環境下，沒有空氣阻力的影響，輕重不同的金屬片與羽毛下落快慢相同，可見，平時觀察到的現象里空氣阻力的影響是主要因素）。

教師逐步引導學生深入思考，得出普遍結論：在只有重力作用時，物體從靜止開始下落的運動都具有相同的運動規律——自由落體。

通過巧妙設計問題引導學生思考和運用物理規律進行思考、分析、交流和討論，有助于發展學生的物理思維能力。

三、實施實驗教學，培養學生的物理核心素養

物理實驗是物理教學的基本手段，具有特殊的育人功能：它不僅能為學生提供物理的感性材料、驗證物理規律，還蘊含著科學的思維方法。高中物理實驗使用了比較法、等效替代法、控制變量法等研究方法，對學生的批判性思維、發散性思維和創新性思維的發展至關重要。

（一）重視實驗觀察力的培養，培養物理思維

蘇聯著名教育家蘇霍姆林斯基曾說：“觀察是智慧的最重要的源泉。”觀察是科學研究的源頭，也是新發現、新發明的起點。目前多個學科的課程標準都強調了觀察對學生學習的重要性。物理學是以觀察和實驗為基礎的學科，因此在平時教學中，教師應高度重視學生實驗觀察力的培養。在物理學史上，許多重大的科學發現都是物理學家通過敏銳的觀察力發現的，例如哥白尼的日心說、開普勒的行星運動定律、奧斯特電流的磁效應、倫琴的X射線發現等。實驗觀察能力涉及人的感官感知能力和對儀器的調控能力。在實驗觀察過程中，感官感知和大腦思維相互交織。教師在實驗中應重點培養學生觀察的選擇性、深刻性、準確性、速度和分辨能力等方面的能力。

（二）運用腦科學研究成果，優化實驗設計

隨著信息技術和人工智能的發展，腦科學研究進入一個全新的階段，腦科學研究最關鍵的領域是塑造人腦本身，而教育的本質就是發展和建構我們的大腦。[7]學習的愉快和高效能否實現，學習的設計如何遵循大腦發育規律，學習環境和心理情緒會對大腦發展有何影響，它將給學生的學習和教師的教學帶來怎樣的影響？隨著這些問題重視、探索和逐步解答，教育的內涵、學習的意義、潛能的發掘以及課堂的改變都變得充滿可能性和無限的能量。例如，“探究平拋運動的特點”的實驗設計如下：

（1）教師進行演示并引導思考。教師從斜槽的某一位置釋放金屬球，學生觀察小球離開斜槽末端后的運動軌跡有何特點？

（2）進行對比實驗以激發疑問。讓A球平拋運動，同時讓B球自由下落，觀察兩球同時落地，說明平拋運動的小球在豎直方向上做什么運動？在斜槽下面另放置一個相同的斜槽與光滑平面軌道相接，在上方斜槽釋放A的同時釋放下邊斜槽的B球，觀察A球是否會擊中B球，說明兩球在水平方向上都做什么運動？

（3）學生自行設計實驗來驗證猜想。教師提問：除了已經進行的實驗，還有哪些實驗可以探究平拋運動特點？學生們很快想到了頻閃照相、描跡法、傳感器和計算機等方案，并最終得到滿意的結論。

上述實驗中，學生需要綜合實驗信息，理性思考事物的本質，并按照自己的認知順序進行重組，完成“激發思維——引導思維——凝練思維”的過程。

（三）因地制宜自制教具，激發學生思維能力發展

自制教具可以將抽象概念形象化，更好地展示思維過程。物理學科的特點是通過觀察物理現象來發現問題，并尋找理論去解決問題，這是一個從抽象到形象再到抽象的思維過程。[8]自制教具的原材料大多是簡易的耗材和廢舊物品，經濟成本很低。要制作出一個好的教具需要教師較高的智慧，包括對教學內容和科學原理的研究和分析，以及在授課時巧妙運用教具。

例如，在演示“大氣壓強”時，教師可以隨手拿起一個桶裝水的水桶，讓一個同學上去捏一捏，剛開始學生會感覺到桶很硬，很難被壓下去。然后，教師可以點燃一團沾有乙醚的棉花團，放入桶內，停留片刻后塞上塞子，學生們會聽到“砰”的一聲，水桶就被壓癟，這樣的實驗會讓學生的大氣壓的存在有直觀的理解。此外，在教師引導下，學生們還可以有做一些“小發明”，如在黑暗環境下使用的裝有小燈泡的刻度尺，裝有凸透鏡的刻度尺（既可以測量長度又可以放大物體）等。這些小發明、小制作可以幫助學生開拓思維，對學生的創造能力培養非常重要。

（孟慶新，山東省泰安第一中學，山東 泰安271000）

參考文獻：

[1][2][ZK（2#]林崇德，胡衛平.思維型課堂教學的理論與實踐[J].北京師范大學學報（社會科學版），2010（1）：29-36.

[3]邵元生.語文教學需要遵循教學規律[J].中國科教創新導刊，2008（15）：182.

[4]趙國慶，熊雅雯，王曉玲.思維發展型課堂的概念、要素與設計[J].中國電化教育，2018（7）：7-15.

[5]楊國川.核心素養在初中物理教學中的培養[J].中學課程輔導（教師通訊），2020（12）：24-25.

[6]田曉華.從核心素養視角淺談高中物理新教材的時代性[J].物理教學探討，2020（12）：20-23.

[7]徐崇文，魏耀發.“腦科學”引發的課堂與學習模式改變[J].上海教育，2018（10）：26.

[8]姜冬艷.自制物理教具 觸動思維琴弦[J].教書育人，2019（22）：52.

責任編輯：劉? 源

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