浸潤批判性思維的物理教學策略與評價*

【摘 要】批判性思維與物理學科核心素養緊密相關，從內容整合、教學融合與教學評價三要素出發，探討了批判性思維與物理核心素養的內在聯系，為高中物理課堂教學中批判性思維的培育提供了可資借鑒的實施路徑。

【關鍵詞】高中物理；批判性思維；核心要素；評價量表

【中圖分類號】G633.7 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2024）43-0007-04

【作者簡介】汪明，江蘇省教育科學研究院（南京，210003）中小學教研室高中物理教研員，正高級教師，江蘇省物理特級教師。

批判性思維與創新能力是物理學科教學的價值追求和培育目標。《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）中明確提出，培養學生具有批判性思維的意識，能基于證據大膽質疑，從不同角度思考問題。物理學是自然科學中一門基礎學科，它以理性思維與實驗探究為核心，為批判性思維的培養提供了遼闊的實踐場域，對現代科學技術的應用與發展起著奠基性作用。

一、物理學科中批判性思維的研究內容

批判性思維是為決定信什么或做什么而進行的合理的、反省性的思維。此定義可提煉為四個要素：信什么、做什么、合理性、反思性，這與物理學科核心素養是息息相關的。其中，“信什么”反映了批判性思維傾向，是情感和價值取向維度，指向觀念建構，與物理核心素養中物理觀念、科學態度與責任相對應。“做什么”反映了批判性思維的技能，是遷移和問題解決維度，指向實踐應用。這里的實踐不僅包括外顯的行為，也包括內隱的思維，與物理學科核心素養中科學探究、科學思維相關聯。“合理性”是批判性思維的基礎，只有合乎學科邏輯、合乎學生認知結構的問題，學生才能進行深入思考。“反思性”是批判性思維的核心，只有引導學生對自己學習的過程、思維的方式與策略進行全面的反思內化，學生才可能發展自己的認知圖式、提升思維品質，才能創造性解決問題，培養創新能力。

沒有批判的內容是盲目的，沒有內容的批判是空洞的。現代批判性思維運動之父格拉澤也認為，批判性思維是態度、知識和技能的綜合體。據此，筆者認為物理學科中的批判性思維主要包括知識結構、思維技能、情感態度和元認知四個維度（見圖1）。

1.知識結構

知識是批判性思維的基礎。良好的知識結構能為批判性思維提供可靠的證據和合理的推理。這里的知識結構包括數理知識、倫理知識和邏輯知識。數理知識是物理學科內的概念規律體系及相互聯結架構關系，以及運用數學解決物理問題的必備知識等；倫理知識指運用批判性思維思考時處理人與人、人與社會相互關系時需要遵循的道理和準則，包括人的情感、意志、人生觀和價值觀等方面的必備知識；邏輯知識是理解客觀事物規律性的知識，包括因果律、對稱性、簡單性和統一性等。

2.思維技能

思維技能是批判性思維的關鍵能力。它主要c96b611be90932789f3637e19fce4bb6包括質疑假設、模型建構、推理論證和評估綜合四個要素。四個要素之間是逐層遞進的關系：質疑假設是在事實現象、體驗感悟的基礎上進行合理質疑，并科學假設；模型建構是在分析基礎上把握問題的本質特征，抓住主要因素、忽略次要因素的過程；推理論證是讓學生經歷提出主張、尋求和評價證據、為主張辯護和反駁等互動交流的過程；評估綜合是對一個問題的多種解決方案進行比較與論證，尋找好的方案，并對多種方案進行綜合創新，做出判斷與決策的過程。

3.情感態度

情感態度是批判性思維的重要內容，指向的是批判性思維傾向，包含求真態度、寬容精神、證據意識和反思品質等四個方面，體現求真、公正、開放、理性和謙虛等思維傾向。學習本身是知、情、意和行的融合發展過程，情感態度的投入對于學習的重要性越來越突出。教師要讓學生在學習過程中獲得積極的情感體驗，敢于和善于表達自身觀點，公正和寬容對待不同意見，并能尋求證據來對相關觀點進行質疑、推理和論證，以實事求是的態度來認識科學問題的本質，培育創新和創造能力。

4.元認知

元認知是批判性思維的核心內容，貫穿批判性思維發展的全過程。元認知包括三個要素：決策力、監控力和調節力，目的是實現思維監控和自我調節。思維監控是對自己的思維方式與策略不斷地進行反思和評估；自我調節是在思維監控的基礎上不斷調整和優化自己的思維方式，促進思維不斷進階，從而做出更好的決策。

二、浸潤批判性思維的物理教學評價模型

批判性思維可解釋為基于理解和論證，挖掘隱含條件，檢查證據的可靠性，確定推理的合理性和論證的科學性，以便進行自我調節和做出正確的決策。因此，批判性思維應包含三個維度：一是思考此問題是否存在和判斷此事物真假的態度；二是具有邏輯推理與實驗探究所需要的方法和知識；三是具有有效論證、抽象概括、歸納演繹和評估信息的技能。結合物理學科教學實踐，我們構建浸潤批判性思維的物理教學框架模型（見下頁圖2），簡稱為“批判性思維教學金字塔”。

我們可用數字“一三五”來描述該模型。一是指“一頂點”，元認知位于金字塔框架的頂點，是喚醒智力活動的最高自我意識形式。三是指“三維度”和“三基石”，代表金字塔框架中三條側棱與三條底邊。三個側棱分別表示批判性思維的三維度：知識結構、思維技能和情感態度。批判性思維培育是需要環境的。三條底邊代表物理學科的基石，分別表示求真、向善和臻美，由此漫溯到需要建設適合批判性思維培育的學校環境和文化脈絡等。五是指“五層級”，即批判性思維在物理教學中主要表現為五個進階的維度，從低到高依次為：體驗與感知、質疑與假設、推理與論證、分析與評估、綜合與創造。

模型中“五層級”是批判性思維在課堂教學中的具體表現，呈現一種進階式的生長樣態，可以借助一些專業的批判性思維測量量表進行課堂教學實證評價。例如，側重于批判性思維中的問題解決的康奈爾批判性思維測試（Ennis＆Millman，1985）和OCRAS批判性思維考試（Wells，Burton＆Burton，2006）；側重思維技能評估的加利福尼亞批判性思維技能測試（Facione等，1992）。筆者嘗試對專業的測量量表進行學科化改進，來評價浸潤批判性思維的物理教學情況（見表1）。

三、浸潤批判性思維的物理教學策略與價值

上述金字塔物理教學模型，能將批判性思維與物理教學充分融合。基于五個進階的維度，對應的五個物理教學策略為：創設挑戰情境，誘發認知沖突；把握問題本質，建立物理模型；基于已有認知，進行自主建構；尋找有效證據，實現深度理解；解決實際問題，培養責任意識。

1.創設挑戰情境，誘發認知沖突，促進體驗與感知

情境是物理教學基礎，也是培養批判性思維等高階思維的基礎。通過創設開放性、挑戰性的問題情境，一方面能激發學生的探究熱情，另一方面能有效誘發學生的認知沖突。認知沖突是新情境與已有認知結構的暫時性矛盾和思維失衡，能促進學生深入思考。

2.把握問題本質，建立物理模型，促進質疑與假設

物理模型是在研究或解決物理學問題時，舍棄次要因素，抓住主要因素而建立的。建立模型的過程中需要對所研究問題的本質有清晰的認識，并對相關影響因素進行分析。實際教學中，學生不可能一次就對問題本質有深刻的理解，需要經歷“質疑—假設—驗證”螺旋進階的過程。

3.基于已有認知，進行自主建構，促進推理與論證

充分利用已經學習的知識與方法，對所研究的問題進行自主和合作的推理與論證，讓新知識深深扎根于舊知識，并在已有認知的“土壤”上不斷“生長”，進而理解新知識的合理性，實現自主建構，這既是“求真”的過程，也是發展批判性思維的核心環節。

4.尋找有效證據，實現深度理解，促進分析與評估

批判性思維是基于事實證據的分析與反思，在教學中一方面可以給學生提供正、反兩方面的證據，讓學生進行分析和甄選出有效證據，進行證實或證偽；另一方面也可以讓學生自主或合作尋找證據來支撐自己的觀點。在對證據進行分析和反思的基礎上，促進對知識背后蘊含的邏輯美、對稱美的深度理解。

5.解決實際問題，培養責任意識，促進綜合與創造

解決實際問題是批判性思維的重要維度，也是培養批判性思維的重要方式，學生在解決實際問題的過程中需要對紛繁復雜的信息進行辨析，需要經歷構建物理模型、分析綜合和論證評估等過程。實際問題往往與社會發展緊密聯系，有助于增強學生的社會責任感，這也是物理教學“向善”的過程。

具體來說，運用批判性思維浸潤物理教學，其教學價值意義有三。一是從知識學習走向思維策略的建構。學生獲得的不僅僅是物理學科知識，更在思維策略上，習得了質疑與探究、猜想與假設、分析與論證、辯駁與評估等思維方法。二是從內容理解走向認知結構的建構。物理學主要研究物質和能量、力和運動間的相互作用。學生通過批判性思考，對學科知識內容進行認知、理解、質疑、尋找證據和反思評價的過程，在已有知識和新知識間建立密切而深刻的聯系，實現對物理知識內容的主動的系統化建構。三是從物理教學走向學科育人。教學過程通過師生互動、學生自主學習等策略方式，鼓勵多元思維，養成探究意識，培養求真的品質和理性精神，形成尊重、包容、理解、開放的現代人格，從而培養理性、開放，具有自主性、創造性的時代新人。

【參考文獻】

［1］中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］庫恩.科學革命的結構［M］.4版.金吾倫，胡新和，譯.北京：北京大學出版社，2012.

［3］汪明.批判性思維與中學物理［M］.北京：中國人民大學出版社，2021.