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物理教學(xué)中培養(yǎng)高中生高階思維能力的思考

2015-01-07 08:12林勤
物理教學(xué)探討 2014年11期
關(guān)鍵詞:高階思維

作者簡(jiǎn)介:林勤,1956年出生。1985年畢業(yè)于安徽省教育學(xué)院物理系。長(zhǎng)期從事中學(xué)物理教學(xué)和研究工作,先后參加過(guò)十余本專著的編寫(xiě),發(fā)表了二十余篇論文,承擔(dān)過(guò)多項(xiàng)教育部教育科研重點(diǎn)課題子課題、上海市教育科研重點(diǎn)課題、規(guī)劃課題的研究任務(wù)?,F(xiàn)為上海市物理特級(jí)教師,上海市市西中學(xué)副校長(zhǎng),上海市物理名師培養(yǎng)基地的主持人。先后擔(dān)任了教育部課程教材工作委員會(huì)專家,教育部基礎(chǔ)教育成果評(píng)選專家(2014年),教育部和上海市物理學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)、教材審查專家,上海市基礎(chǔ)教育成果鑒定專家(2014年),全國(guó)信息技術(shù)整合教學(xué)成果評(píng)審上海市專家(2014年),上海市教育技術(shù)裝備特聘專家。

摘 要:高階思維,是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力,是一種跨學(xué)科、跨知識(shí)領(lǐng)域,能對(duì)思維予以評(píng)價(jià)的思維。高階思維既是高中生創(chuàng)新素養(yǎng)中的一個(gè)核心要素,也是物理教學(xué)中對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)的追求。在物理課堂教學(xué)中,要以高階學(xué)習(xí)活動(dòng)方式組織教學(xué),關(guān)注思維教學(xué)內(nèi)容的滲透,關(guān)注學(xué)生討論發(fā)言的批判性思維成分,關(guān)注“一題多解”的指向性,關(guān)注探究性實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià),關(guān)注教師自身的行為模式,同時(shí)物理教師還應(yīng)該積極參與培養(yǎng)中學(xué)生高階思維能力的校本課程建設(shè)。

關(guān)鍵詞:高階思維;高階學(xué)習(xí)活動(dòng);高階思維能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2014)11(S)-0001-5

思維能力從來(lái)就被視為創(chuàng)新能力的重要因素。不論是對(duì)生活、科學(xué)的態(tài)度,還是特長(zhǎng)發(fā)展的選擇,或是問(wèn)題解決的實(shí)踐,都離不開(kāi)思維的發(fā)展,特別是高階思維能力的發(fā)展。因此,高階思維既是高中生創(chuàng)新素養(yǎng)中的一個(gè)核心要素,也是物理教學(xué)中對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)的追求。

1 高階思維與高階思維能力的培養(yǎng)

高階思維,是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力。我們可以看一下2001版BLOOM教育目標(biāo)認(rèn)知分類的情況(見(jiàn)表1)。確認(rèn)了較高層次的認(rèn)知過(guò)程和心智發(fā)展水平屬于高階思維的范疇,它在教學(xué)目標(biāo)分類中表現(xiàn)為分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造。

國(guó)內(nèi)教育界對(duì)高階思維的描述不多,但也認(rèn)同高階思維是較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力,是一種跨學(xué)科、跨知識(shí)領(lǐng)域,能對(duì)思維予以評(píng)價(jià)的思維。它是生成性思維和批判性思維的互補(bǔ)運(yùn)用,自富于創(chuàng)造性的跨學(xué)科知識(shí)的思維。高階思維是高階能力的核心,直接表現(xiàn)為創(chuàng)新能力、問(wèn)題求解能力、決策力和批判性思維能力。高階思維能力是知識(shí)時(shí)代對(duì)人才素質(zhì)提出的新要求,是適應(yīng)知識(shí)時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵能力。

高階思維與高級(jí)思維是容易被混淆的兩個(gè)概念。高級(jí)思維是一個(gè)相對(duì)性的概念,是一種思維相對(duì)另一種思維比較而言的。例如,抽象思維相對(duì)于形象思維,可以稱為高級(jí)思維,立體思維相對(duì)于平面思維也可以稱為高級(jí)思維。高級(jí)思維不僅具有相對(duì)性,還會(huì)隨著思維者年齡的增長(zhǎng),閱歷、思維水平的提高而變化。高階思維則對(duì)應(yīng)著認(rèn)知水平和層次,是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)分類確定的,對(duì)它的描述,有較為確切的認(rèn)知行為動(dòng)詞解釋。

關(guān)于高階思維能力的培養(yǎng),鐘啟泉教授指出:發(fā)展高階思維,要以高階學(xué)習(xí)活動(dòng)予以支持——要以學(xué)習(xí)者為中心;要開(kāi)展問(wèn)題求解的學(xué)習(xí)活動(dòng);要形成知識(shí)共享、互動(dòng)合作的學(xué)習(xí)模式。同時(shí)還應(yīng)該注重交叉學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí),注重環(huán)境營(yíng)造,注重教師有意義地引導(dǎo)。香港學(xué)者陳浩文博士在談到如何提升高階思維時(shí)也指出:要提升高階思維,就要培養(yǎng)學(xué)生的論證、反駁、篩選和利用信息的能力;要培養(yǎng)學(xué)生的公民意識(shí)、判斷、決定能力;要理解學(xué)科的思維方式。

思維能力從來(lái)就被視為創(chuàng)新能力的重要因素。不論是對(duì)已有知識(shí)或已有作品的審視反思,還是新知識(shí)的融合、構(gòu)建,新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完善,問(wèn)題解決的實(shí)踐,都離不開(kāi)思維水平的支撐,特別是對(duì)應(yīng)于“創(chuàng)造”等級(jí)的高階思維能力的支撐。

2 物理課堂教學(xué)中高階思維能力培養(yǎng)中的關(guān)注點(diǎn)

2.1 關(guān)注高階學(xué)習(xí)活動(dòng)方式組織教學(xué)

培養(yǎng)高階思維,需要以高階學(xué)習(xí)活動(dòng)方式組織教學(xué),“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”需要建構(gòu)“概述、構(gòu)造、檢查、表述”的課堂環(huán)境,搭建學(xué)生“評(píng)論、判斷”的思維碰撞平臺(tái),從而達(dá)到“產(chǎn)生、假設(shè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、創(chuàng)作、發(fā)明”的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)多年課改的實(shí)踐,廣大物理教師對(duì)高階學(xué)習(xí)活動(dòng)方式是非常熟悉的。比如,“問(wèn)題教學(xué)法”、“拋錨式教學(xué)”、“腳手架教學(xué)”、“合作學(xué)習(xí)”、“討論式學(xué)習(xí)”、“探究式教學(xué)”、“頭腦風(fēng)暴”、“學(xué)徒式學(xué)習(xí)”等,許多都是教師們耳熟能詳并已廣泛用于課堂的行之有效的教學(xué)方法。只要在使用這些教學(xué)方法的過(guò)程中,不流于形式,能體現(xiàn)高階思維培養(yǎng)的核心要素,注重“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”,高階思維能力培養(yǎng)就能落實(shí)在課堂物理教學(xué)中。

案例1 靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)

靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)時(shí),筆者布置了一道練習(xí)題。如圖1,兩個(gè)帶+Q的電荷相距2a,在它們形成的電場(chǎng)中,有一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)正在作勻速圓周運(yùn)動(dòng),試問(wèn)該粒子的軌道應(yīng)在哪里?呵,這下熱鬧了。有的說(shuō)是在兩個(gè)點(diǎn)電荷之外的距離較遠(yuǎn)的圓周上;有的說(shuō)是在繞著某一單個(gè)點(diǎn)電荷的圓周上;有的說(shuō)是在繞著一個(gè)核轉(zhuǎn)動(dòng)且正對(duì)另一個(gè)核的位置上;也有的說(shuō)是在垂直于點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的平面上;還有的則拿出了二價(jià)原子(核內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)子)核外電子的模型作為佐證等。筆者沒(méi)有直接否定哪一種說(shuō)法,而是組織學(xué)生進(jìn)行辯論。辯論中筆者要求學(xué)生講清自己的理由,找出他人的錯(cuò)誤,以理服人。經(jīng)過(guò)一番激烈的爭(zhēng)論,同學(xué)們從核外電子軌道的佯謬到電子云的形狀,從幾率的意義到衍射條紋的實(shí)質(zhì),進(jìn)行了條理分明的闡述,明確了這兩種模型的不可比性,以及粒子繞雙荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的不可能性。辯論中,同學(xué)們還對(duì)粒子重力不能忽略的情況做了進(jìn)一步的發(fā)揮——可以在以點(diǎn)電荷連線為軸的上方平面旋轉(zhuǎn),并計(jì)算了這種情況下的回轉(zhuǎn)半徑以及與點(diǎn)電荷的距離。

這節(jié)課給學(xué)生留下了深刻的印象,不僅這一部分的知識(shí)要求得到了落實(shí),學(xué)生的思維也得到了較好的訓(xùn)練。盡管這樣的教學(xué),在課時(shí)使用上較為“奢侈”,但從培養(yǎng)學(xué)生高階思維的角度看,確實(shí)是值得的。演講、辯論等教學(xué)組織形式最大的特點(diǎn),是提供了開(kāi)放、寬松、自由的思維環(huán)境,讓學(xué)生自由思考、批判和表述,對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng),具有積極的意義。

2.2 關(guān)注物理課堂中思維教學(xué)內(nèi)容的滲透

為了培養(yǎng)高階思維,可以開(kāi)設(shè)一些專設(shè)課程,比如,思維課程。在這個(gè)課程中,可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)思維方法,體會(huì)不同思維方式的差異。但是物理教學(xué)畢竟不能等同于思維專設(shè)課程的教學(xué),只能在教學(xué)中利用物理問(wèn)題,有目的地滲透思維發(fā)展的內(nèi)容,提高學(xué)生的思維品質(zhì)。

案例2 如圖2所示,給出了一根蠟燭、一盒火柴、一盒圖釘,一段繩子,如何把蠟燭豎直在墻面?并分析蠟燭所受的力。

蠟燭除重力外所受的力,取決于蠟燭在墻面豎直的方式。蠟燭在墻面豎直的方法很多,如,利用繩釘懸掛法、利用蠟油粘合法等,最簡(jiǎn)單的則是將蠟燭直接放在地面、靠在墻面(虛接觸)。不同的操作方法使得蠟燭的受到的力的性質(zhì)不同,如果只從物理角度分析力的性質(zhì)、大小、方向等問(wèn)題,這樣的教學(xué)是標(biāo)準(zhǔn)的。但如果注意到學(xué)生高階思維的培養(yǎng),可以從蠟燭在墻面豎直的方式,進(jìn)行思維方法的教學(xué)滲透。

蠟燭在墻面豎直方式的問(wèn)題,有點(diǎn)像“腦筋急轉(zhuǎn)彎”,但卻打破了學(xué)生的思維定勢(shì)。所謂思維定勢(shì),是指人們習(xí)慣使用常用的思維方式來(lái)看待和解決問(wèn)題,形成的固有的思維習(xí)慣。例如,在這個(gè)問(wèn)題中,看見(jiàn)繩釘就想到了懸掛,看見(jiàn)火柴蠟燭,就想到了點(diǎn)燃,這就是思維定勢(shì)。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,人們能否擺脫事物的固有功能以適應(yīng)新的問(wèn)題情景的需要,常常成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。原有的一些習(xí)慣有時(shí)會(huì)節(jié)省時(shí)間,提高效率,但有時(shí)又會(huì)阻礙思維的發(fā)散。要提高認(rèn)知水平,就需要在集體的頭腦風(fēng)暴中不斷汲取別人的思維所長(zhǎng),修正自己的觀點(diǎn),使分析、綜合、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造能力得以提升。

2.3 關(guān)注學(xué)生討論發(fā)言的批判性思維成分

現(xiàn)在的教學(xué)方法,絕大多數(shù)都具備“問(wèn)題教學(xué)”的特征。在這一類型的教學(xué)方法中,學(xué)生的合作學(xué)習(xí)、討論交流環(huán)節(jié)是不能缺失的。如果學(xué)生在交流過(guò)程中,只是介紹自己的方法或方案,那還不夠,至少缺失了對(duì)方案的評(píng)價(jià)。通過(guò)觀察、傾聽(tīng)、分析,發(fā)現(xiàn)他人問(wèn)題解決方法的不足,及時(shí)指出(評(píng)價(jià)),并做出修改完善,甚至另辟蹊徑重新設(shè)計(jì)(創(chuàng)造),重新予以評(píng)價(jià),這樣的思維過(guò)程既包含了生成性思維,又張揚(yáng)了批判性思維,符合了高階思維能力培養(yǎng)的基本要素。

案例3 靜電除塵現(xiàn)象的解釋

通過(guò)實(shí)物投影儀,講臺(tái)上的裝置被清晰地投放在大屏幕上。一個(gè)廣口瓶,橡皮塞中央插了一根銅棒,瓶身外繞了幾圈粗導(dǎo)線。一個(gè)直流高壓電源通過(guò)開(kāi)關(guān),一端和銅棒相連,另端和粗導(dǎo)線一端相連。教師向?qū)W生介紹了整個(gè)裝置后,打開(kāi)橡皮塞向瓶中噴入濃煙,然后塞緊瓶塞。只見(jiàn)瓶中煙霧彌漫,一片渾濁。然而,隨著開(kāi)關(guān)閉合、五萬(wàn)伏高壓的加載,瓶中的煙霧渾濁立刻消失,瓶中又重新恢復(fù)了清澈透明。

同學(xué)們被這像魔術(shù)般的“表演”完全吸引住了。數(shù)秒的沉寂后,教室里開(kāi)始了熱烈的討論。同學(xué)們,一邊分析,一邊爭(zhēng)論,幾個(gè)同學(xué)甚至圍住了講臺(tái),仔細(xì)地審視各個(gè)裝置,大家都想盡快搞明白煙霧是怎樣消失掉的。幾分鐘后,教師將同學(xué)們的觀點(diǎn)進(jìn)行了集中:(1)瓶中形成了磁場(chǎng),煙霧分子因磁場(chǎng)吸引而消失;(2)瓶中形成了電場(chǎng),帶電粒子因電場(chǎng)力作用被吸附到銅棒和瓶壁上。

“瓶中怎么會(huì)有磁場(chǎng)呢?”有同學(xué)開(kāi)始質(zhì)疑了。“銅棒和導(dǎo)線沒(méi)有構(gòu)成回路,沒(méi)有電流, 不可能形成電流的磁場(chǎng)?!币苍S是被“點(diǎn)中了要害”,提出磁場(chǎng)的同學(xué)接受了其它同學(xué)的觀點(diǎn)。全班同學(xué)的意見(jiàn)開(kāi)始趨于統(tǒng)一了。

“煙霧中有帶電粒子嗎?通常物體都是電中性的呀?!辈恢奈煌瑢W(xué)嘟囔了一句。教室里寂靜了,也許是同學(xué)們都沒(méi)有想到的緣故吧,大家都不知該怎樣回答,討論也開(kāi)展不起來(lái)了。

“我為大家重新做一遍實(shí)驗(yàn)。不過(guò),這次我要調(diào)整電壓,請(qǐng)大家注意瓶中的效果。”教師說(shuō)著重新開(kāi)始了操作,只是瓶中充滿煙霧后,電壓調(diào)到了三百伏?!皼](méi)什么效果嘛。”有同學(xué)開(kāi)始小聲議論。電壓繼續(xù)上升了,五百伏、八百伏……每隔幾秒,電壓都重新調(diào)節(jié)一次,上萬(wàn)伏了——瓶中的“魔術(shù)”再次重現(xiàn)了。

“為什么電壓低的時(shí)候沒(méi)有效果,一定要加到幾萬(wàn)伏的高壓呢?”“是啊,幾百伏也應(yīng)該有電場(chǎng),照理說(shuō)也應(yīng)該對(duì)帶電粒子有電場(chǎng)力呀?”同學(xué)們的情緒又一次被調(diào)動(dòng)起來(lái)了。這次,問(wèn)題的關(guān)鍵變成了為什么要加載高壓?高壓的作用效果到底在哪里?

“即使是低壓,電場(chǎng)還是存在的,沒(méi)有效果,只能說(shuō)明煙霧粒子不是帶電粒子。”“高壓產(chǎn)生了效果,說(shuō)明高壓時(shí)煙霧粒子應(yīng)該是帶電的?!薄暗蛪簳r(shí)粒子不帶電,高壓時(shí)粒子帶電,難道粒子是被催化了嗎?”

“電離,對(duì),是電離。高壓使電中性的分子電離了?!薄半娭行缘姆肿颖浑婋x,形成了帶電粒子,帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用運(yùn)動(dòng),吸附到瓶壁和銅棒上,煙霧就消失了?!?/p>

同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論、研究,終于完成了對(duì)“靜電除塵”的解釋。在隨后的課堂點(diǎn)評(píng)中,教師一方面肯定了學(xué)生的討論結(jié)果;另一方面,重點(diǎn)對(duì)學(xué)生的討論過(guò)程進(jìn)行了分析,尤其點(diǎn)評(píng)了“磁場(chǎng)作用”和“煙霧帶電”兩個(gè)假設(shè)的否定過(guò)程。教師鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察和分析,去否定、批判和假設(shè),從而提高自己的認(rèn)知水平和思維水平。

2.4 關(guān)注“一題多解”的指向性

“一題多解”要求學(xué)生不為解題定勢(shì)左右,通過(guò)生成性思維,獲得更多的解題方法。但是新的解題方法是技巧上的提高,還是解題思維上的變化;是在他人基礎(chǔ)上的改進(jìn),還是自己全新設(shè)計(jì),需要教師有所關(guān)注,才能正確點(diǎn)評(píng)和激勵(lì)學(xué)生。

案例4 某個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,通過(guò)連續(xù)兩個(gè)相等的位移s時(shí),經(jīng)歷的時(shí)間分別為t1和t2。試求該物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。

該題的常規(guī)做法是設(shè)出初速度、加速度和時(shí)間,代入運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式即可求出。另一種做法是利用平均速度,分別求出兩段位移的時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度,然后根據(jù)加速度定義求解。為了關(guān)注學(xué)生的思維培養(yǎng),教師請(qǐng)學(xué)生介紹他們是如何思考的。

學(xué)生A:我也試著用基本方法求解,可是方程幾處都出現(xiàn)了二次函數(shù),求解太麻煩了,我相信應(yīng)該有更簡(jiǎn)單的辦法,于是就想到了用平均速度來(lái)解。

學(xué)生B:我仔細(xì)地審題,發(fā)現(xiàn)題設(shè)條件隱含了平均速度的概念,我就選擇了用平均速度求解。

可以看出,B同學(xué)從接受信息開(kāi)始,“分析”、“評(píng)價(jià)”就開(kāi)始同步,而A同學(xué)“分析”過(guò)程不夠仔細(xì),也未能及時(shí)評(píng)價(jià),碰到釘子后才進(jìn)入“評(píng)價(jià)”過(guò)程,效率較低。當(dāng)然A同學(xué)在對(duì)原求解方法的評(píng)價(jià)中表現(xiàn)出來(lái)的較為明顯的批判性思維,是應(yīng)該值得肯定的。如果教學(xué)中教師的關(guān)注點(diǎn)只是兩種解題方法本身的比較,就不可能對(duì)思維的發(fā)展做出較為有效的評(píng)析。

案例5 光滑大環(huán)被輕繩懸起,從環(huán)的上端釋放兩個(gè)套在大環(huán)上的小球(如圖3)。環(huán)與球的質(zhì)量不能忽略。小球滑至何處時(shí),輕繩張力為零?

按照正常解題邏輯分析:環(huán)必受小球給其沿徑向的彈力,因此球只能在上半環(huán)時(shí)方可使大環(huán)受到斜向上彈力(與球受向心力方向相反),也才有可能使懸線張力為零。利用能量守恒、向心力、平衡、隔離法、力的分解等知識(shí),可以求出結(jié)果。但如果換個(gè)角度思考:有重量的物體被懸掛起來(lái),為什么懸繩張力為零呢?這只有在失重狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)。利用系統(tǒng)分析、失重、分解等,也可以求出結(jié)果。

這兩種求解方法差異較大,思維的差異更為明顯。前者在問(wèn)題研究時(shí)選取了獨(dú)立對(duì)象,后者則采用了系統(tǒng)分析;前者的解題思維按部就班可以稱為直線思維,后者的思維則是由結(jié)果反問(wèn)屬于逆向思維。本題教學(xué)中如果在注重求解方法差異的同時(shí),有意識(shí)地從思維角度去分析類似問(wèn)題,就可以找到高階思維能力培養(yǎng)的切入點(diǎn)。

2.5 關(guān)注探究性實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)

在研究性學(xué)習(xí)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),對(duì)于中學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升,有著積極的作用。探究性實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生猜想的驗(yàn)證,形成的是“事實(shí)評(píng)價(jià)”。而在“事實(shí)評(píng)價(jià)”之前,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案(或設(shè)計(jì))的“思維評(píng)價(jià)”,則是凸顯“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”的過(guò)程,強(qiáng)化了學(xué)生的思維活動(dòng)。所以,研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)注重組織學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前開(kāi)展對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)。

案例6 為了測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù),兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案。

方案A:在水平桌面上,用測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)一個(gè)已知質(zhì)量的滑塊,使滑塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。再根據(jù)物體平衡時(shí)的受力關(guān)系,即可得出此時(shí)滑塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。更換材料相同、質(zhì)量不同的滑塊,重復(fù)操作,可以得到若干組滑動(dòng)摩擦力的數(shù)據(jù)。將摩擦力和對(duì)應(yīng)的滑塊質(zhì)量列表,就可以測(cè)得滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

方案B:水平桌面上鋪有一張白紙,白紙上放著一個(gè)已知質(zhì)量的滑塊,滑塊一端被水平繩拉住,水平繩則與固定的測(cè)力計(jì)相連。沿水平繩向滑塊另一端方向拉動(dòng)白紙,即可讀出此時(shí)的測(cè)力計(jì)讀數(shù)——滑動(dòng)摩擦力的大小。更換材料相同、質(zhì)量不同的滑塊,重復(fù)操作,可以得到若干組滑動(dòng)摩擦力的數(shù)據(jù)。將摩擦力和對(duì)應(yīng)的滑塊質(zhì)量列表,可以測(cè)得滑塊與紙面的動(dòng)摩擦因數(shù)。

教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)的討論非常熱烈,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的穩(wěn)定性、可持續(xù)性、可視性、測(cè)量結(jié)果的不一致性等,都被提了出來(lái),而隨著問(wèn)題的提出,新的設(shè)想也誕生了。比如,實(shí)驗(yàn)B中的測(cè)力計(jì)可以由力傳感器替代,實(shí)驗(yàn)A改為借助通過(guò)滑輪的砝碼下落拉動(dòng)滑塊等。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)最終都進(jìn)行了操作,也驗(yàn)證了學(xué)生對(duì)方案的評(píng)價(jià)。但就整個(gè)教學(xué)過(guò)程而言,最為出彩的就是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)過(guò)程。

2.6 關(guān)注教師自身的行為模式

高階思維的一個(gè)重要特征是能夠“對(duì)思維進(jìn)行思維和評(píng)價(jià)”,這就需要培養(yǎng)學(xué)生不受束縛,敢于思考、批判、評(píng)價(jià)的勇氣和態(tài)度。作為教師就應(yīng)該更加關(guān)注自身的行為模式,不迷信權(quán)威,敢于對(duì)教材進(jìn)行“批判性”評(píng)價(jià),以自己的思維方式,為學(xué)生做出表率。

3 物理教師要積極參與中學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的校本課程建設(shè)

校本課程是拓寬學(xué)生視野,發(fā)展學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性和特長(zhǎng)的重要載體,也是培養(yǎng)高中生高階思維能力的重要舉措。物理教師在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)、研究性課題、社團(tuán)活動(dòng)等方面,有著學(xué)科背景的優(yōu)勢(shì),物理教師應(yīng)該積極參與培養(yǎng)中學(xué)生高階思維能力的校本課程建設(shè),在課程的開(kāi)發(fā)、建設(shè)中形成自己的特色,搭建高中生高階思維能力培養(yǎng)的獨(dú)特舞臺(tái)。

例如,開(kāi)發(fā)校本辯論課程。辯論課程就是用一定的理由來(lái)說(shuō)明自己對(duì)事物或問(wèn)題的見(jiàn)解,揭露對(duì)方的矛盾,以便最后得到正確的認(rèn)識(shí)或共同的意見(jiàn)。辯論呈現(xiàn)出的是辯手在接受信息后的分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造能力,凸顯的是批判性和創(chuàng)造性思維能力。幾年來(lái)我們已經(jīng)看到,辯論課程不再是文科教師的“專利”,已經(jīng)在物理課堂、科技活動(dòng)中大放異彩。

再如,開(kāi)發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程。2010年以來(lái),上海市許多高中都建設(shè)了學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,不僅給高中生帶來(lái)了許多科技發(fā)展的新鮮內(nèi)容,而且培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、想象能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造能力,發(fā)展了學(xué)生的高階思維能力。

以下是某校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程開(kāi)發(fā)的案例——《能源實(shí)驗(yàn)室課程計(jì)劃》。

第一模塊(二課時(shí)):能源的知識(shí)。

教學(xué)方法:教師講述、學(xué)生資料查詢交流。

教學(xué)內(nèi)容:能源的概念;常規(guī)能源;新能源;一次能源;二次能源;能源的使用;能源的危機(jī)。

第二模塊(一課時(shí)):能源模型的參觀。

教學(xué)方法:實(shí)地參觀、教師講解。

教學(xué)內(nèi)容:火力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核能源、風(fēng)力發(fā)電。

第三模塊(一課時(shí)):發(fā)電機(jī)原理。

教學(xué)方法:教師授課、教具觀看、學(xué)生體驗(yàn)。

第四模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(一)——水力發(fā)電機(jī)模型;結(jié)構(gòu)式積木搭建場(chǎng)景;發(fā)電機(jī)模型、水力沖擊系統(tǒng);各種燈泡發(fā)光表示效果。

第五模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(二)——云霄車機(jī)械能守恒模型的研究;軌道的設(shè)計(jì);軌道平整度調(diào)適;小球運(yùn)動(dòng)的能量守恒及測(cè)量。

第六模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(三)——太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用;太陽(yáng)能電池板電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻的測(cè)定;太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn);太陽(yáng)能動(dòng)力的應(yīng)用(路燈、電扇、水泵等)。

第七模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(四)——風(fēng)能發(fā)電機(jī)模型和應(yīng)用;風(fēng)力發(fā)電機(jī)(水平、垂直)功率測(cè)定;風(fēng)能動(dòng)力小車安裝。

第八模塊(四課時(shí)):學(xué)生課題研究作品介紹;重力發(fā)電模擬裝置;太陽(yáng)能滴灌模擬裝置。

這一課程,從第四個(gè)模塊開(kāi)始,強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn),不僅與學(xué)生已有知識(shí)形成了關(guān)聯(lián),還涉及“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”等高階思維培養(yǎng)要素,這樣的課程無(wú)疑為高中生高階思維的培養(yǎng)搭建了良好的平臺(tái)。

高中生高階思維能力的培養(yǎng),是高中人才培養(yǎng)的一個(gè)重要內(nèi)容,也是高中物理教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。只要我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中重視這個(gè)問(wèn)題,有目的、有意識(shí)地加強(qiáng)高階思維培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂引導(dǎo),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維發(fā)展水平的研究和分析,就一定能在高中生高階思維能力的培養(yǎng)中,獲得更多的經(jīng)驗(yàn)和成功。

參考文獻(xiàn):

[1]王帥.國(guó)外高階思維及其教學(xué)方式[J].上海教育科研,2011,(9):31.

[2]鐘啟泉.為每一個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)而教——基于“學(xué)的課程”的教學(xué)設(shè)計(jì)探析[J].北京大學(xué)教育評(píng)論,2009,(3):112.

[3]鐘志賢.促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維發(fā)展的教學(xué)設(shè)計(jì)假設(shè)[J].電化教育研究,2004,(12):21.

[4]申昌安,劉政良.淺談高階思維能力[J].才智,2011,(36):254.

(欄目編輯 廖伯琴)

學(xué)生B:我仔細(xì)地審題,發(fā)現(xiàn)題設(shè)條件隱含了平均速度的概念,我就選擇了用平均速度求解。

可以看出,B同學(xué)從接受信息開(kāi)始,“分析”、“評(píng)價(jià)”就開(kāi)始同步,而A同學(xué)“分析”過(guò)程不夠仔細(xì),也未能及時(shí)評(píng)價(jià),碰到釘子后才進(jìn)入“評(píng)價(jià)”過(guò)程,效率較低。當(dāng)然A同學(xué)在對(duì)原求解方法的評(píng)價(jià)中表現(xiàn)出來(lái)的較為明顯的批判性思維,是應(yīng)該值得肯定的。如果教學(xué)中教師的關(guān)注點(diǎn)只是兩種解題方法本身的比較,就不可能對(duì)思維的發(fā)展做出較為有效的評(píng)析。

案例5 光滑大環(huán)被輕繩懸起,從環(huán)的上端釋放兩個(gè)套在大環(huán)上的小球(如圖3)。環(huán)與球的質(zhì)量不能忽略。小球滑至何處時(shí),輕繩張力為零?

按照正常解題邏輯分析:環(huán)必受小球給其沿徑向的彈力,因此球只能在上半環(huán)時(shí)方可使大環(huán)受到斜向上彈力(與球受向心力方向相反),也才有可能使懸線張力為零。利用能量守恒、向心力、平衡、隔離法、力的分解等知識(shí),可以求出結(jié)果。但如果換個(gè)角度思考:有重量的物體被懸掛起來(lái),為什么懸繩張力為零呢?這只有在失重狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)。利用系統(tǒng)分析、失重、分解等,也可以求出結(jié)果。

這兩種求解方法差異較大,思維的差異更為明顯。前者在問(wèn)題研究時(shí)選取了獨(dú)立對(duì)象,后者則采用了系統(tǒng)分析;前者的解題思維按部就班可以稱為直線思維,后者的思維則是由結(jié)果反問(wèn)屬于逆向思維。本題教學(xué)中如果在注重求解方法差異的同時(shí),有意識(shí)地從思維角度去分析類似問(wèn)題,就可以找到高階思維能力培養(yǎng)的切入點(diǎn)。

2.5 關(guān)注探究性實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)

在研究性學(xué)習(xí)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),對(duì)于中學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升,有著積極的作用。探究性實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生猜想的驗(yàn)證,形成的是“事實(shí)評(píng)價(jià)”。而在“事實(shí)評(píng)價(jià)”之前,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案(或設(shè)計(jì))的“思維評(píng)價(jià)”,則是凸顯“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”的過(guò)程,強(qiáng)化了學(xué)生的思維活動(dòng)。所以,研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)注重組織學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前開(kāi)展對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)。

案例6 為了測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù),兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案。

方案A:在水平桌面上,用測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)一個(gè)已知質(zhì)量的滑塊,使滑塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。再根據(jù)物體平衡時(shí)的受力關(guān)系,即可得出此時(shí)滑塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。更換材料相同、質(zhì)量不同的滑塊,重復(fù)操作,可以得到若干組滑動(dòng)摩擦力的數(shù)據(jù)。將摩擦力和對(duì)應(yīng)的滑塊質(zhì)量列表,就可以測(cè)得滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

方案B:水平桌面上鋪有一張白紙,白紙上放著一個(gè)已知質(zhì)量的滑塊,滑塊一端被水平繩拉住,水平繩則與固定的測(cè)力計(jì)相連。沿水平繩向滑塊另一端方向拉動(dòng)白紙,即可讀出此時(shí)的測(cè)力計(jì)讀數(shù)——滑動(dòng)摩擦力的大小。更換材料相同、質(zhì)量不同的滑塊,重復(fù)操作,可以得到若干組滑動(dòng)摩擦力的數(shù)據(jù)。將摩擦力和對(duì)應(yīng)的滑塊質(zhì)量列表,可以測(cè)得滑塊與紙面的動(dòng)摩擦因數(shù)。

教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)的討論非常熱烈,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的穩(wěn)定性、可持續(xù)性、可視性、測(cè)量結(jié)果的不一致性等,都被提了出來(lái),而隨著問(wèn)題的提出,新的設(shè)想也誕生了。比如,實(shí)驗(yàn)B中的測(cè)力計(jì)可以由力傳感器替代,實(shí)驗(yàn)A改為借助通過(guò)滑輪的砝碼下落拉動(dòng)滑塊等。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)最終都進(jìn)行了操作,也驗(yàn)證了學(xué)生對(duì)方案的評(píng)價(jià)。但就整個(gè)教學(xué)過(guò)程而言,最為出彩的就是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)過(guò)程。

2.6 關(guān)注教師自身的行為模式

高階思維的一個(gè)重要特征是能夠“對(duì)思維進(jìn)行思維和評(píng)價(jià)”,這就需要培養(yǎng)學(xué)生不受束縛,敢于思考、批判、評(píng)價(jià)的勇氣和態(tài)度。作為教師就應(yīng)該更加關(guān)注自身的行為模式,不迷信權(quán)威,敢于對(duì)教材進(jìn)行“批判性”評(píng)價(jià),以自己的思維方式,為學(xué)生做出表率。

3 物理教師要積極參與中學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的校本課程建設(shè)

校本課程是拓寬學(xué)生視野,發(fā)展學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性和特長(zhǎng)的重要載體,也是培養(yǎng)高中生高階思維能力的重要舉措。物理教師在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)、研究性課題、社團(tuán)活動(dòng)等方面,有著學(xué)科背景的優(yōu)勢(shì),物理教師應(yīng)該積極參與培養(yǎng)中學(xué)生高階思維能力的校本課程建設(shè),在課程的開(kāi)發(fā)、建設(shè)中形成自己的特色,搭建高中生高階思維能力培養(yǎng)的獨(dú)特舞臺(tái)。

例如,開(kāi)發(fā)校本辯論課程。辯論課程就是用一定的理由來(lái)說(shuō)明自己對(duì)事物或問(wèn)題的見(jiàn)解,揭露對(duì)方的矛盾,以便最后得到正確的認(rèn)識(shí)或共同的意見(jiàn)。辯論呈現(xiàn)出的是辯手在接受信息后的分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造能力,凸顯的是批判性和創(chuàng)造性思維能力。幾年來(lái)我們已經(jīng)看到,辯論課程不再是文科教師的“專利”,已經(jīng)在物理課堂、科技活動(dòng)中大放異彩。

再如,開(kāi)發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程。2010年以來(lái),上海市許多高中都建設(shè)了學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,不僅給高中生帶來(lái)了許多科技發(fā)展的新鮮內(nèi)容,而且培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、想象能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造能力,發(fā)展了學(xué)生的高階思維能力。

以下是某校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程開(kāi)發(fā)的案例——《能源實(shí)驗(yàn)室課程計(jì)劃》。

第一模塊(二課時(shí)):能源的知識(shí)。

教學(xué)方法:教師講述、學(xué)生資料查詢交流。

教學(xué)內(nèi)容:能源的概念;常規(guī)能源;新能源;一次能源;二次能源;能源的使用;能源的危機(jī)。

第二模塊(一課時(shí)):能源模型的參觀。

教學(xué)方法:實(shí)地參觀、教師講解。

教學(xué)內(nèi)容:火力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核能源、風(fēng)力發(fā)電。

第三模塊(一課時(shí)):發(fā)電機(jī)原理。

教學(xué)方法:教師授課、教具觀看、學(xué)生體驗(yàn)。

第四模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(一)——水力發(fā)電機(jī)模型;結(jié)構(gòu)式積木搭建場(chǎng)景;發(fā)電機(jī)模型、水力沖擊系統(tǒng);各種燈泡發(fā)光表示效果。

第五模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(二)——云霄車機(jī)械能守恒模型的研究;軌道的設(shè)計(jì);軌道平整度調(diào)適;小球運(yùn)動(dòng)的能量守恒及測(cè)量。

第六模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(三)——太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用;太陽(yáng)能電池板電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻的測(cè)定;太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn);太陽(yáng)能動(dòng)力的應(yīng)用(路燈、電扇、水泵等)。

第七模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(四)——風(fēng)能發(fā)電機(jī)模型和應(yīng)用;風(fēng)力發(fā)電機(jī)(水平、垂直)功率測(cè)定;風(fēng)能動(dòng)力小車安裝。

第八模塊(四課時(shí)):學(xué)生課題研究作品介紹;重力發(fā)電模擬裝置;太陽(yáng)能滴灌模擬裝置。

這一課程,從第四個(gè)模塊開(kāi)始,強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn),不僅與學(xué)生已有知識(shí)形成了關(guān)聯(lián),還涉及“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”等高階思維培養(yǎng)要素,這樣的課程無(wú)疑為高中生高階思維的培養(yǎng)搭建了良好的平臺(tái)。

高中生高階思維能力的培養(yǎng),是高中人才培養(yǎng)的一個(gè)重要內(nèi)容,也是高中物理教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。只要我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中重視這個(gè)問(wèn)題,有目的、有意識(shí)地加強(qiáng)高階思維培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂引導(dǎo),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維發(fā)展水平的研究和分析,就一定能在高中生高階思維能力的培養(yǎng)中,獲得更多的經(jīng)驗(yàn)和成功。

參考文獻(xiàn):

[1]王帥.國(guó)外高階思維及其教學(xué)方式[J].上海教育科研,2011,(9):31.

[2]鐘啟泉.為每一個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)而教——基于“學(xué)的課程”的教學(xué)設(shè)計(jì)探析[J].北京大學(xué)教育評(píng)論,2009,(3):112.

[3]鐘志賢.促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維發(fā)展的教學(xué)設(shè)計(jì)假設(shè)[J].電化教育研究,2004,(12):21.

[4]申昌安,劉政良.淺談高階思維能力[J].才智,2011,(36):254.

(欄目編輯 廖伯琴)

學(xué)生B:我仔細(xì)地審題,發(fā)現(xiàn)題設(shè)條件隱含了平均速度的概念,我就選擇了用平均速度求解。

可以看出,B同學(xué)從接受信息開(kāi)始,“分析”、“評(píng)價(jià)”就開(kāi)始同步,而A同學(xué)“分析”過(guò)程不夠仔細(xì),也未能及時(shí)評(píng)價(jià),碰到釘子后才進(jìn)入“評(píng)價(jià)”過(guò)程,效率較低。當(dāng)然A同學(xué)在對(duì)原求解方法的評(píng)價(jià)中表現(xiàn)出來(lái)的較為明顯的批判性思維,是應(yīng)該值得肯定的。如果教學(xué)中教師的關(guān)注點(diǎn)只是兩種解題方法本身的比較,就不可能對(duì)思維的發(fā)展做出較為有效的評(píng)析。

案例5 光滑大環(huán)被輕繩懸起,從環(huán)的上端釋放兩個(gè)套在大環(huán)上的小球(如圖3)。環(huán)與球的質(zhì)量不能忽略。小球滑至何處時(shí),輕繩張力為零?

按照正常解題邏輯分析:環(huán)必受小球給其沿徑向的彈力,因此球只能在上半環(huán)時(shí)方可使大環(huán)受到斜向上彈力(與球受向心力方向相反),也才有可能使懸線張力為零。利用能量守恒、向心力、平衡、隔離法、力的分解等知識(shí),可以求出結(jié)果。但如果換個(gè)角度思考:有重量的物體被懸掛起來(lái),為什么懸繩張力為零呢?這只有在失重狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)。利用系統(tǒng)分析、失重、分解等,也可以求出結(jié)果。

這兩種求解方法差異較大,思維的差異更為明顯。前者在問(wèn)題研究時(shí)選取了獨(dú)立對(duì)象,后者則采用了系統(tǒng)分析;前者的解題思維按部就班可以稱為直線思維,后者的思維則是由結(jié)果反問(wèn)屬于逆向思維。本題教學(xué)中如果在注重求解方法差異的同時(shí),有意識(shí)地從思維角度去分析類似問(wèn)題,就可以找到高階思維能力培養(yǎng)的切入點(diǎn)。

2.5 關(guān)注探究性實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)

在研究性學(xué)習(xí)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),對(duì)于中學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升,有著積極的作用。探究性實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生猜想的驗(yàn)證,形成的是“事實(shí)評(píng)價(jià)”。而在“事實(shí)評(píng)價(jià)”之前,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案(或設(shè)計(jì))的“思維評(píng)價(jià)”,則是凸顯“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”的過(guò)程,強(qiáng)化了學(xué)生的思維活動(dòng)。所以,研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)注重組織學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前開(kāi)展對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)。

案例6 為了測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù),兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案。

方案A:在水平桌面上,用測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)一個(gè)已知質(zhì)量的滑塊,使滑塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。再根據(jù)物體平衡時(shí)的受力關(guān)系,即可得出此時(shí)滑塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。更換材料相同、質(zhì)量不同的滑塊,重復(fù)操作,可以得到若干組滑動(dòng)摩擦力的數(shù)據(jù)。將摩擦力和對(duì)應(yīng)的滑塊質(zhì)量列表,就可以測(cè)得滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

方案B:水平桌面上鋪有一張白紙,白紙上放著一個(gè)已知質(zhì)量的滑塊,滑塊一端被水平繩拉住,水平繩則與固定的測(cè)力計(jì)相連。沿水平繩向滑塊另一端方向拉動(dòng)白紙,即可讀出此時(shí)的測(cè)力計(jì)讀數(shù)——滑動(dòng)摩擦力的大小。更換材料相同、質(zhì)量不同的滑塊,重復(fù)操作,可以得到若干組滑動(dòng)摩擦力的數(shù)據(jù)。將摩擦力和對(duì)應(yīng)的滑塊質(zhì)量列表,可以測(cè)得滑塊與紙面的動(dòng)摩擦因數(shù)。

教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)的討論非常熱烈,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的穩(wěn)定性、可持續(xù)性、可視性、測(cè)量結(jié)果的不一致性等,都被提了出來(lái),而隨著問(wèn)題的提出,新的設(shè)想也誕生了。比如,實(shí)驗(yàn)B中的測(cè)力計(jì)可以由力傳感器替代,實(shí)驗(yàn)A改為借助通過(guò)滑輪的砝碼下落拉動(dòng)滑塊等。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)最終都進(jìn)行了操作,也驗(yàn)證了學(xué)生對(duì)方案的評(píng)價(jià)。但就整個(gè)教學(xué)過(guò)程而言,最為出彩的就是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)過(guò)程。

2.6 關(guān)注教師自身的行為模式

高階思維的一個(gè)重要特征是能夠“對(duì)思維進(jìn)行思維和評(píng)價(jià)”,這就需要培養(yǎng)學(xué)生不受束縛,敢于思考、批判、評(píng)價(jià)的勇氣和態(tài)度。作為教師就應(yīng)該更加關(guān)注自身的行為模式,不迷信權(quán)威,敢于對(duì)教材進(jìn)行“批判性”評(píng)價(jià),以自己的思維方式,為學(xué)生做出表率。

3 物理教師要積極參與中學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的校本課程建設(shè)

校本課程是拓寬學(xué)生視野,發(fā)展學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性和特長(zhǎng)的重要載體,也是培養(yǎng)高中生高階思維能力的重要舉措。物理教師在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)、研究性課題、社團(tuán)活動(dòng)等方面,有著學(xué)科背景的優(yōu)勢(shì),物理教師應(yīng)該積極參與培養(yǎng)中學(xué)生高階思維能力的校本課程建設(shè),在課程的開(kāi)發(fā)、建設(shè)中形成自己的特色,搭建高中生高階思維能力培養(yǎng)的獨(dú)特舞臺(tái)。

例如,開(kāi)發(fā)校本辯論課程。辯論課程就是用一定的理由來(lái)說(shuō)明自己對(duì)事物或問(wèn)題的見(jiàn)解,揭露對(duì)方的矛盾,以便最后得到正確的認(rèn)識(shí)或共同的意見(jiàn)。辯論呈現(xiàn)出的是辯手在接受信息后的分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造能力,凸顯的是批判性和創(chuàng)造性思維能力。幾年來(lái)我們已經(jīng)看到,辯論課程不再是文科教師的“專利”,已經(jīng)在物理課堂、科技活動(dòng)中大放異彩。

再如,開(kāi)發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程。2010年以來(lái),上海市許多高中都建設(shè)了學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,不僅給高中生帶來(lái)了許多科技發(fā)展的新鮮內(nèi)容,而且培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、想象能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造能力,發(fā)展了學(xué)生的高階思維能力。

以下是某校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程開(kāi)發(fā)的案例——《能源實(shí)驗(yàn)室課程計(jì)劃》。

第一模塊(二課時(shí)):能源的知識(shí)。

教學(xué)方法:教師講述、學(xué)生資料查詢交流。

教學(xué)內(nèi)容:能源的概念;常規(guī)能源;新能源;一次能源;二次能源;能源的使用;能源的危機(jī)。

第二模塊(一課時(shí)):能源模型的參觀。

教學(xué)方法:實(shí)地參觀、教師講解。

教學(xué)內(nèi)容:火力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核能源、風(fēng)力發(fā)電。

第三模塊(一課時(shí)):發(fā)電機(jī)原理。

教學(xué)方法:教師授課、教具觀看、學(xué)生體驗(yàn)。

第四模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(一)——水力發(fā)電機(jī)模型;結(jié)構(gòu)式積木搭建場(chǎng)景;發(fā)電機(jī)模型、水力沖擊系統(tǒng);各種燈泡發(fā)光表示效果。

第五模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(二)——云霄車機(jī)械能守恒模型的研究;軌道的設(shè)計(jì);軌道平整度調(diào)適;小球運(yùn)動(dòng)的能量守恒及測(cè)量。

第六模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(三)——太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用;太陽(yáng)能電池板電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻的測(cè)定;太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn);太陽(yáng)能動(dòng)力的應(yīng)用(路燈、電扇、水泵等)。

第七模塊(四課時(shí)):學(xué)生制作(四)——風(fēng)能發(fā)電機(jī)模型和應(yīng)用;風(fēng)力發(fā)電機(jī)(水平、垂直)功率測(cè)定;風(fēng)能動(dòng)力小車安裝。

第八模塊(四課時(shí)):學(xué)生課題研究作品介紹;重力發(fā)電模擬裝置;太陽(yáng)能滴灌模擬裝置。

這一課程,從第四個(gè)模塊開(kāi)始,強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn),不僅與學(xué)生已有知識(shí)形成了關(guān)聯(lián),還涉及“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”等高階思維培養(yǎng)要素,這樣的課程無(wú)疑為高中生高階思維的培養(yǎng)搭建了良好的平臺(tái)。

高中生高階思維能力的培養(yǎng),是高中人才培養(yǎng)的一個(gè)重要內(nèi)容,也是高中物理教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。只要我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中重視這個(gè)問(wèn)題,有目的、有意識(shí)地加強(qiáng)高階思維培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂引導(dǎo),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維發(fā)展水平的研究和分析,就一定能在高中生高階思維能力的培養(yǎng)中,獲得更多的經(jīng)驗(yàn)和成功。

參考文獻(xiàn):

[1]王帥.國(guó)外高階思維及其教學(xué)方式[J].上海教育科研,2011,(9):31.

[2]鐘啟泉.為每一個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)而教——基于“學(xué)的課程”的教學(xué)設(shè)計(jì)探析[J].北京大學(xué)教育評(píng)論,2009,(3):112.

[3]鐘志賢.促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維發(fā)展的教學(xué)設(shè)計(jì)假設(shè)[J].電化教育研究,2004,(12):21.

[4]申昌安,劉政良.淺談高階思維能力[J].才智,2011,(36):254.

(欄目編輯 廖伯琴)

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