基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)研究

孔垂環(huán) 何雙芬

摘? 要：在當(dāng)前信息化、全球化不斷發(fā)展的社會背景下，教育已經(jīng)成為各國競爭的重要領(lǐng)域。高中階段是學(xué)生人生中重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要時期。文章以高階思維培育為目標(biāo)對高中物理深度教學(xué)展開研究，旨在探討培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的有效途徑，提高高中物理教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生的全面發(fā)展提供有力支持。

關(guān)鍵詞：高階思維；高中物理；深度教學(xué)；素質(zhì)教育

隨著教育的不斷發(fā)展，高階思維能力的培養(yǎng)已成為高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)。高階思維能力是指學(xué)生運(yùn)用高層次思考方式，在問題解決、創(chuàng)新和批判性思維等方面發(fā)揮出更出色的表現(xiàn)。而深度教學(xué)則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效手段，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識的深度理解，不僅是簡單的記憶和模仿，而是要求學(xué)生在理解和掌握知識的基礎(chǔ)上，能夠?qū)χR進(jìn)行深度的分析和評價，從而將其轉(zhuǎn)化為自身的能力和素質(zhì)，希望通過本文的探討，能夠?qū)ε囵B(yǎng)學(xué)生的高階思維提供助力。

一、基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)現(xiàn)狀

在高中的物理教學(xué)中，深度教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢。深度教學(xué)不僅是傳統(tǒng)意義上的傳授知識，更是一種基于高階思維培育的教學(xué)方式。這種方式注重學(xué)生的高階思維能力的培養(yǎng)，如分析、評價、創(chuàng)造等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能和創(chuàng)新精神。

當(dāng)前，高中物理深度教學(xué)呈現(xiàn)出積極發(fā)展的態(tài)勢。越來越多的教師開始認(rèn)識到高階思維能力的重要性，并且在教學(xué)中不斷嘗試深度教學(xué)的方式。如教師利用問題解決教學(xué)、探究式教學(xué)、案例分析教學(xué)等方式來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考。同時，高中物理教材也在不斷更新，越來越多的內(nèi)容被加入教材中，以適應(yīng)深度教學(xué)的需要。如教材中不僅包括基礎(chǔ)理論知識，還涉及了科學(xué)方法、實(shí)驗設(shè)計、思維訓(xùn)練等方面的內(nèi)容，這些都有利于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。但是，高中物理深度教學(xué)也面臨一些挑戰(zhàn)。如部分學(xué)生可能存在學(xué)習(xí)上的困難，部分教師缺乏深度教學(xué)的經(jīng)驗和方法，部分學(xué)校缺乏對深度教學(xué)的支持和資源投入等。

因此，高中物理深度教學(xué)作為一種新興的教學(xué)方式，雖然目前已經(jīng)取得了一定的成果，但是還需要進(jìn)一步的完善和發(fā)展。未來的高中物理教學(xué)應(yīng)該更加注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，同時也需要教師不斷探索和實(shí)踐深度教學(xué)的方式，以更好地適應(yīng)時代發(fā)展的需要和人才培養(yǎng)的需求。

二、基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)意義

基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)對學(xué)生的未來發(fā)展和社會的需求都至關(guān)重要。深度教學(xué)可以提高學(xué)生的高階思維能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展、推動教學(xué)改革等。

（一）提高學(xué)生的高階思維

高中物理深度教學(xué)有利于提高學(xué)生的高階思維能力。高階思維能力是指分析、評價、創(chuàng)造等能力，這些能力對學(xué)生的未來發(fā)展非常重要。通過深度教學(xué)，學(xué)生需要在理解和應(yīng)用物理知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)行深入思考和分析，這有助于學(xué)生建立高階思維能力。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

高中物理深度教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)素養(yǎng)是指人們對科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)精神和科學(xué)的理解程度和掌握程度。通過深度教學(xué)，學(xué)生不僅需要掌握物理知識，還需要理解科學(xué)方法、科學(xué)精神等深層次的內(nèi)容，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展

高中物理深度教學(xué)有利于促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展。深度教學(xué)需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力，需要教師不斷探索和實(shí)踐新的教學(xué)方式和方法。因此，深度教學(xué)可以促進(jìn)教師的專業(yè)化發(fā)展，提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

（四）有利于推動教學(xué)改革

高中物理深度教學(xué)有利于推動教學(xué)改革。隨著社會的發(fā)展和教育的變革，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教育的需求。深度教學(xué)是一種新興的教學(xué)方式，它不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量和效率，還可以推動教學(xué)方式和方法的創(chuàng)新和改革。

三、基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)策略

（一）基于項目的學(xué)習(xí)

基于項目的學(xué)習(xí)是一種非常有效的深度教學(xué)方式，它可以幫助學(xué)生將所學(xué)的知識和理論應(yīng)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新思維能力。同時，還能提升學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和批判性思維能力。在進(jìn)行項目學(xué)習(xí)的過程中，教師需要給予學(xué)生足夠的指導(dǎo)，幫助他們解決遇到的困難和問題。同時，教師還需要給予學(xué)生足夠的鼓勵和支持，幫助他們建立自信心。

在基于項目的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要在一個實(shí)際的、多維度的項目中工作，這個項目通常需要涉及多個物理概念和規(guī)律。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用物理原理設(shè)計一個創(chuàng)意產(chǎn)品，如基于力學(xué)原理的桌球臺，或基于電磁學(xué)的電動汽車模型等。這樣的實(shí)際項目能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，同時為他們提供了應(yīng)用所學(xué)知識和理論的機(jī)會。在項目實(shí)施過程中，學(xué)生需要發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力和批判性思維。他們需要進(jìn)行項目的整體規(guī)劃和設(shè)計，明確項目的目標(biāo)和任務(wù)，然后通過對項目進(jìn)行分析、研究和實(shí)驗，尋找最佳的解決方案。此外，學(xué)生還需要對項目的實(shí)施過程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行批判性思考，及時修正錯誤，使項目能夠順利完成。

例如，在“制作一個太陽能熱水器”的項目學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要利用所學(xué)的熱力學(xué)知識，創(chuàng)新設(shè)計出高效的太陽能熱水器。他們需要考慮熱水器的吸熱能力、保溫性能、成本等因素，同時還需要對設(shè)計進(jìn)行實(shí)驗驗證，不斷調(diào)整優(yōu)化。這個過程中，學(xué)生需要發(fā)揮自己的批判性思維和創(chuàng)新思維，通過反復(fù)實(shí)驗和修正，最終制作出優(yōu)秀的太陽能熱水器。

在進(jìn)行基于項目的學(xué)習(xí)時，教師需要注意，項目的設(shè)置應(yīng)與物理學(xué)科的知識和技能緊密相連，保證學(xué)生在項目中能夠充分應(yīng)用所學(xué)的知識和理論。在項目實(shí)施過程中，教師需要給予學(xué)生足夠的指導(dǎo)和支持，幫助他們解決困難和問題，建立自信心。此外，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思和總結(jié)，讓他們在項目實(shí)施過程中不斷進(jìn)步和提高。

（二）基于問題的學(xué)習(xí)

基于問題的學(xué)習(xí)是通過引導(dǎo)學(xué)生主動探究和解決問題來進(jìn)行教學(xué)的方法。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生將多學(xué)科知識和理論應(yīng)用到實(shí)際問題中，培養(yǎng)他們的批判性思維、問題解決能力和高階思維能力。

基于問題的學(xué)習(xí)需要設(shè)置復(fù)雜的問題情境來引導(dǎo)學(xué)生主動探究和解決問題。這些問題通常需要學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識和理論進(jìn)行分析、研究和解決。例如，在物理學(xué)科中，教師可以設(shè)置問題如“如何設(shè)計一個高效的太陽能熱水器？”或“如何利用磁場來控制物體的運(yùn)動？”等。這些問題不僅涉及物理學(xué)科的知識，還涉及化學(xué)、數(shù)學(xué)等多個學(xué)科的知識，可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識進(jìn)行分析和解決。在基于問題的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要經(jīng)歷分析問題、提出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗并分析等環(huán)節(jié)。首先，學(xué)生需要對問題進(jìn)行深入的分析，明確問題的目標(biāo)和條件，找出問題中的關(guān)鍵因素和規(guī)律。其次，學(xué)生需要根據(jù)分析的結(jié)果提出假設(shè)，預(yù)測問題的發(fā)展趨勢或解決方案，并設(shè)計實(shí)驗來驗證自己的假設(shè)，對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。最后，學(xué)生需要對整個問題解決過程進(jìn)行總結(jié)和反思，找出不足之處和改進(jìn)之處。

仍以“如何設(shè)計一個高效的太陽能熱水器？”的問題為例，學(xué)生首先需要了解太陽能熱水器的原理和構(gòu)造，分析影響其效率的因素。然后，他們需要提出假設(shè)，比如增加吸熱面積、選用高透光材料等。其次，學(xué)生需要設(shè)計實(shí)驗來驗證這些假設(shè)的有效性，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。最后，學(xué)生需要對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和反思，比較各種方案的優(yōu)劣和可行性。

基于問題的學(xué)習(xí)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和高階思維能力，還可以提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。在問題解決過程中，學(xué)生通過反復(fù)實(shí)驗和調(diào)整，尋找最佳解決方案，可以發(fā)展批判性思維和創(chuàng)新思維。同時，學(xué)生還需要進(jìn)行團(tuán)隊合作和交流溝通，共同解決問題和分享成果。總之，基于問題的學(xué)習(xí)是一種非常有價值的深度教學(xué)方式。通過基于問題的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更加深入地理解和掌握物理學(xué)科的知識和技能，同時還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。這對培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力及其未來發(fā)展都具有重要意義。

（三）基于探究的學(xué)習(xí)

基于探究的學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究來培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的教學(xué)方法。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生通過觀察、實(shí)驗、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)，自主發(fā)現(xiàn)和探究物理現(xiàn)象和規(guī)律，提高他們的探究能力和高階思維能力。

基于探究的學(xué)習(xí)是通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究來進(jìn)行教學(xué)的。在物理學(xué)科中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗和觀察來探究物理現(xiàn)象和規(guī)律，如牛頓第二定律、電磁感應(yīng)、光的折射等。通過探究，學(xué)生可以更加深入地理解和掌握這些物理規(guī)律的本質(zhì)和內(nèi)涵，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。在基于探究的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要在教師的引導(dǎo)下主動探究物理現(xiàn)象和規(guī)律。首先，學(xué)生需要提出問題并進(jìn)行猜想，自主確定探究的主題和方向。然后，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計，自主選擇實(shí)驗儀器和方法，并制訂實(shí)驗方案和步驟。其次，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)驗操作和記錄數(shù)據(jù)，對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，得出結(jié)論。最后，學(xué)生需要對整個探究過程進(jìn)行總結(jié)和反思，找出不足之處和改進(jìn)之處。

例如，在探究“牛頓第二定律”的實(shí)驗中，學(xué)生需要猜想加速度與哪些因素有關(guān)，然后設(shè)計實(shí)驗并進(jìn)行操作。在實(shí)驗過程中，學(xué)生需要仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，最終得出結(jié)論。實(shí)驗完成后，學(xué)生需要對整個探究過程進(jìn)行總結(jié)和反思，明確自身的不足之處并改進(jìn)。基于探究的學(xué)習(xí)不僅有助于學(xué)生深入理解和掌握物理規(guī)律，還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。在探究過程中，學(xué)生需要學(xué)會主動思考、觀察和分析問題，通過自主探究和實(shí)驗操作得出結(jié)論。這可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和自主學(xué)習(xí)能力，同時，基于探究的學(xué)習(xí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作和交流溝通能力。學(xué)生需要與同學(xué)和教師進(jìn)行交流和討論，分享自己的想法和經(jīng)驗，共同解決問題。這可以幫助學(xué)生提高團(tuán)隊合作能力和交流溝通能力，為他們未來的工作和學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

（四）基于設(shè)計的學(xué)習(xí)

基于設(shè)計的學(xué)習(xí)是要求學(xué)生在設(shè)計和制作物理模型或產(chǎn)品時，將所學(xué)知識和理論應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計中的教學(xué)方法。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生通過實(shí)踐操作，深化對物理概念和規(guī)律的理解，同時也有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和高階思維能力。

在物理學(xué)科中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計和制作各種物理模型或產(chǎn)品，如橋梁模型、簡易電動機(jī)等。通過設(shè)計制作，學(xué)生可以將所學(xué)的物理概念和理論應(yīng)用到實(shí)際操作中，更加深入地理解和掌握這些知識的內(nèi)涵和實(shí)際應(yīng)用。在基于設(shè)計的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力和批判性思維，不斷進(jìn)行實(shí)驗和調(diào)整，以完成物理模型或產(chǎn)品的設(shè)計和制作。具體而言，學(xué)生需要先進(jìn)行方案設(shè)計和構(gòu)思，自主選擇材料、工具和方法，并制訂具體的操作步驟。然后，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)際制作和實(shí)驗，對設(shè)計和制作過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗和調(diào)整，最終完成作品。

例如，在設(shè)計和制作簡易電動機(jī)的實(shí)驗中，學(xué)生需要先了解電動機(jī)的工作原理和構(gòu)造，然后進(jìn)行方案設(shè)計。然后，學(xué)生需要選擇合適的材料和工具，如電池、磁鐵、導(dǎo)線等，并按照制訂的步驟進(jìn)行制作。在制作過程中，學(xué)生需要對出現(xiàn)的問題進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗和調(diào)整，最終完成電動機(jī)的制作。基于設(shè)計的學(xué)習(xí)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，還可以提高他們的創(chuàng)新能力和高階思維能力。在設(shè)計和制作過程中，學(xué)生可以運(yùn)用批判性思維和創(chuàng)新思維，不斷嘗試新的方法和思路，以解決遇到的問題。同時，學(xué)生還需要進(jìn)行團(tuán)隊合作和交流溝通，共同解決問題和分享經(jīng)驗。

四、結(jié)語

基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)是提高學(xué)生高階思維能力的重要手段。通過深度教學(xué)的實(shí)施，可以引導(dǎo)學(xué)生深入探究物理知識，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)批判性思維、創(chuàng)新能力和問題解決能力等高階思維能力。未來，教育研究者需要進(jìn)一步探索和研究高中物理深度教學(xué)的有效性和可持續(xù)性，為培養(yǎng)更多具備高階思維能力的高素質(zhì)人才提供更多思路和方法。

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（責(zé)任編輯：石子靜）