王冬梅

摘? ?要：文章結(jié)合對批判性思維技能的理解，分析滬科版新教材的文本、圖片、實驗以及不同欄目中蘊含的批判性思維要素，討論挖掘教材中批判性思維要素、培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的途徑和方法。

關(guān)鍵詞：闡釋;分析;評估;推理;解釋;反思;批判性思維

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2022）3-0024-5

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中明確提出了要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力：“‘科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識方式;是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)物理模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等方法在科學(xué)領(lǐng)域的具體運用;是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格。”[1]從表述中可以看出，推理、論證、質(zhì)疑、批判、檢驗、修正都是批判性思維的技能要素。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版的高中物理新教材（以下簡稱“滬科版”）在編寫的過程中，很多地方都體現(xiàn)了對學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)，因此在使用新教材的過程中，要挖掘其中的批判性思維要素，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。

1? ? 什么是批判性思維

“批判”的英文表述為“critical”，學(xué)者們認為critical取源于希臘語的兩個詞：“kritios”（辨別、判斷）和“kriterion”（標準）。從詞源上看，它要求明辨信息以及基于一定標準的判斷，而不是單純否定。既然是判斷，有合理與不合理之分，如果判斷是合理的，就肯定;如果判斷是不合理的，自然要否定它，這一過程就是批判性思考的過程。范西昂帶領(lǐng)的專家團隊也認為批判性思維是“有目的的、自我調(diào)整的判斷”。

2? ? 什么是批判性思維能力

在你接受一個觀點之前，如何進行判斷呢？范西昂團隊認為，判斷一個觀點，表現(xiàn)為闡釋、分析、推理和評估，以及對該判斷所基于的證據(jù)、概念、方法、原則的解釋及對背景的考量……并提出在判斷過程中所運用的技能主要包括：闡釋、分析、推理、評估、解釋和反思六項[2]，也就是說提高學(xué)生的批判性思維能力可以從培養(yǎng)六項技能的運用著手。

“闡釋”是指澄清觀點，去除表述的模糊性，對問題的歧義進行澄清，有時也可以理解為“是什么”。教材中用插圖來表征問題和設(shè)置情境，用一張插圖就可以將復(fù)雜的文字表述簡單地表現(xiàn)出來，通過讓學(xué)生將插圖中的信息表述出來，可以培養(yǎng)學(xué)生的“闡釋”技能。比如，25頁章首圖展示C919起飛瞬間的圖片，學(xué)生可以從物理學(xué)的視角將圖中信息解讀為“起飛過程中的速度不斷增大”，或者“這種速度不斷地增加存在怎樣的規(guī)律”這樣的描述。

“分析”是指在語境中找出潛在的理由，在論斷中發(fā)現(xiàn)隱含的觀點，有時可以理解為“為什么”。例如，在研究自由落體運動遵循的運動規(guī)律時，伽利略認為落體運動的速度與時間成正比，可以追問學(xué)生：“他為什么這樣認為？潛在的理由是什么？”在培養(yǎng)學(xué)生“分析”技能的時候，可以經(jīng)常向?qū)W生提問：“你的主張或觀點是什么？支持主張的理由（或證據(jù)）是什么？由理由到主張是如何進行推理的？”

“推理”是指基于證據(jù)進行預(yù)測，判斷多種可能性，有時可以理解為“可能會怎么樣”。比如，在研究自由落體運動的時候，由于當時測量工具的限制，伽利略根據(jù)落體的速度與時間成正比的關(guān)系推理得出落體運動距離與時間平方成正比的關(guān)系來研究落體運動的規(guī)律。

“評估”是指對理由真實性和推理質(zhì)量（推理的強度和邏輯性）的評價，是批判性思維的核心技能，有時可以理解為“覺得怎么樣”。實際上，判斷一個主張好壞的過程就是評估。例如，35頁“問題與思考”的第6題，根據(jù)自由落體運動計算出雨滴下落到地面的速度與實際雨滴落體的速度相差很大，就需要對雨滴在下落過程中是否滿足自由落體運動的條件進行評估。

“解釋”是指用令人信服的方式展示分析、推理的過程和結(jié)果，說明過程的合理性，有時可以理解為“應(yīng)該是這樣的”。例如，31頁在用DIS測量籃球自由下落過程的速度隨時間的變化關(guān)系時，通過v-t圖像獲得的加速度的數(shù)據(jù)與當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值偏離很多，就需要對實驗采集的數(shù)據(jù)進行解釋，有時是由于籃球沒有在傳感器的正下方導(dǎo)致的。

“反思“是指能夠自覺地回顧自己的思考過程，進一步質(zhì)疑和驗證，不斷修正自己的錯誤，也可以理解為“回顧整個過程，還有問題嗎”。比如，教材中出現(xiàn)的“這樣的判斷是否正確”“本實驗中誤差的來源可能是什么”[3]等問題，會啟發(fā)學(xué)生對自己的分析過程進行回顧，反思和檢驗自己分析過程中使用的證據(jù)、影響自己的想法和解決問題的方法等。

3? ? 如何挖掘教材中的批判性思維要素

新教材整體的結(jié)構(gòu)是引文、正文、問題與思考、小節(jié)、復(fù)習與鞏固、學(xué)期活動等，其中實驗、例題、插圖、一些小欄目等根據(jù)實際內(nèi)容或多或少地插入正文中，因此教材中的批判性思維要素可以從以下角度進行挖掘。

3.1? ? 從教材內(nèi)容的文字表述中挖掘

滬科版新教材繼承了原教材的部分特色，在原教材“情境、探究、應(yīng)用”框架下強調(diào)“從生活走向物理，從物理走向社會”的基礎(chǔ)上，每節(jié)以圖片展示的情境作為導(dǎo)言切入，啟發(fā)學(xué)生從情境中提出問題，在思考討論的基礎(chǔ)上，以問題鏈的形式展開物理概念和規(guī)律的教學(xué)，再輔以實驗和示例等形式，充分體現(xiàn)以學(xué)生為本的思想，從每一個環(huán)節(jié)的文本表達中能夠挖掘其中蘊含的批判性思維要素。

例如26頁第一節(jié)，先是介紹亞里士多德“重物下落快、輕物下落慢”的觀點，然后給出伽利略的質(zhì)疑，介紹了伽利略運用反證法，通過邏輯推理揭示亞里士多德觀點的內(nèi)在矛盾，得到“物體下落快慢與輕重無關(guān)”的結(jié)論，然后提出“生活中影響物體下落快慢的因素可能是空氣阻力的影響”的假設(shè)，再利用演示實驗觀察空氣阻力逐漸減小的過程中落體運動的快慢，推測“如果沒有空氣阻力，輕重不同的物體下落快慢完全相同”的結(jié)論。從觀察落體現(xiàn)象，提出“重的物體比輕的物體下落得快”的觀點，然后伽利略質(zhì)疑，運用邏輯推理否定該觀點，提出可能是空氣阻力影響下落快慢的假設(shè)，到運用實驗來證明假設(shè)，整個過程中，從分析現(xiàn)象、質(zhì)疑爭論、邏輯推理、設(shè)計實驗、進行合理的推測、論證，最終得出合理的解釋，這些都是批判性思維要素的體現(xiàn)。

3.2? ? 從教材的實驗中挖掘

實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的有效方法，教師可以從實驗原理、實驗器材、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗結(jié)論等角度來挖掘批判性思維要素。

例如，28頁伽利略提出落體運動的速度與時間成正比的假設(shè)之后，可以順著這一線索進行挖掘。如“伽利略為什么猜測速度隨時間是均勻增加的，而不猜測速度隨位移均勻增加”“為什么他不測量下落速度，而改測下落的位移”“他是如何根據(jù)速度與時間成正比的假設(shè)推導(dǎo)出位移與時間平方成正比的關(guān)系”“為了測量銅球下落距離所需時間，是固定銅球的起點好，還是固定銅球的終點便于測量好”“他測量時間的工具是否合理”，這種批判性思考的過程，既能幫助學(xué)生把握伽利略研究的關(guān)鍵點，又能夠促進學(xué)生批判性思維的質(zhì)疑、評估和反思等技能的提高。

再比如，一個實驗結(jié)論得出之后，可以引導(dǎo)學(xué)生進行如下思考：你能在以下幾個方面作出改進嗎？（①測量數(shù)據(jù)的方法;②讀數(shù)的準確性;③結(jié)果的可靠性和有效性。）你的結(jié)果是否完善？可以根據(jù)它得出正確的結(jié)論嗎？你有足夠的證據(jù)來支持嗎？你如何才能獲得進一步的證據(jù)。

3.3? ? 從教材插圖中挖掘

教材中每一章、每一節(jié)都通過導(dǎo)圖展示情境作為導(dǎo)言切入，由于情境大多選自學(xué)生熟悉的自然和生活場景，因此就會引起學(xué)生反思生活中熟悉的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生對生活現(xiàn)象的再思考，進而提出質(zhì)疑。

例如，26頁章節(jié)圖展示伽利略實驗裝置的復(fù)制品[3]（圖1），引發(fā)學(xué)生對圖片里的裝置進行思考：①這是一個什么樣的裝置，為什么放這樣一個裝置？②這個裝置能夠做一個什么樣的實驗？③研究一個什么樣的問題？④會從中發(fā)現(xiàn)一個什么樣的規(guī)律？

教材中展示不同類型的圖片，有的展示物理學(xué)家、有的展示重要的物理事實、有的展示生活場景、有的展示實驗情景、有的展示科技成果……圖片中提供的信息豐富多彩，容易讓學(xué)生產(chǎn)生聯(lián)想，提出疑問，解讀圖片中的信息，有利于培養(yǎng)學(xué)生闡釋、分析、質(zhì)疑等技能。

3.4? ? 從教材欄目中挖掘

欄目的設(shè)置是教材內(nèi)容呈現(xiàn)的另一種重要方式，欄目內(nèi)容和功能對組織學(xué)科知識和實現(xiàn)課程目標有重要的作用，這些欄目的內(nèi)容中也蘊含著批判性思維要素。

3.4.1? ? 從“自主活動”欄目中挖掘

“自主活動”是指希望學(xué)生自己完成與教材相關(guān)的實踐活動。既然是自主活動，就能引發(fā)學(xué)生的反思，反思是批判性思維的一項重要技能。從思維的角度來看，本單元設(shè)計的“自主活動”主要是由論證型和推理型思維活動構(gòu)成，活動的形式由傳統(tǒng)的小實驗、現(xiàn)代的DIS實驗和動手推導(dǎo)構(gòu)成。學(xué)生根據(jù)學(xué)過的知識或經(jīng)驗，對物理現(xiàn)象進行解釋，同時也能夠不斷地自我反思和自我修正。

比如，27頁的“自主活動”欄目：“如何讓一張紙巾和一本書以同樣的快慢下落？嘗試盡可能多的方法，并說明你這樣做的理由。”[3]學(xué)生用紙巾水平攤開、紙巾豎直起來、紙巾揉成紙團、紙巾放在書的上面等方式進行嘗試，在嘗試的過程中，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，比較不同的結(jié)果，需要對不同的方案產(chǎn)生的結(jié)論進行反思和評價。

再比如，33頁的“自主活動”欄目：“你能根據(jù)上述自由落體運動的v-t圖像推導(dǎo)出做自由落體運動的物體從靜止下落高度h（即位移大?。┡c時間t的關(guān)系式嗎？”[3]學(xué)生在推導(dǎo)的過程中就要運用已學(xué)知識（證據(jù)）進行推理，同時也要對證據(jù)（已經(jīng)學(xué)習的知識）的可信度進行評估。

3.4.2? ? 從“大家談”欄目中挖掘

“大家談”欄目的設(shè)置是為了加深學(xué)生理解課程內(nèi)容，希望討論的問題帶有啟發(fā)性。既然是“大家談”就需要體現(xiàn)相互之間的質(zhì)疑、對證據(jù)的評價和解釋，教師可以從“大家談”的內(nèi)容中挖掘批判性思維要素。

比如，27頁的“大家談”欄目：“你覺得生活中哪些物體的下落可以近似為自由落體運動？”[3]這個問題就會引發(fā)學(xué)生聯(lián)想生活中的各種下落物體的情境，比如樹葉、小石子、筆、紙片、雨滴、羽毛球、籃球、乒乓球等。學(xué)生要通過討論評估空氣阻力的影響是否可以忽略，如果能夠提供相關(guān)的重力和空氣阻力的大小的具體數(shù)據(jù)進行比較，就能夠更有力地幫助學(xué)生對于自由落體運動這一物理模型的理解，而在討論中所體現(xiàn)的質(zhì)疑、分析、評價、推理以及解釋等技能也能夠獲得很好的訓(xùn)練。

3.4.3? ? 從“助一臂”欄目中挖掘

“助一臂”欄目旨在提升物理觀念和促進科學(xué)思維。仔細研究相關(guān)的內(nèi)容，也能夠挖掘內(nèi)容里面所蘊含的批判性思維要素。

比如，29頁的“助一臂”欄目：“伽利略把小球在斜面上運動的實驗結(jié)論用邏輯推理的方法推廣到實驗范圍之外的豎直情況，從而得出自由落體運動的性質(zhì)（圖2）……當然，利用‘外推法得出的結(jié)論是否可靠，還需要接受更多的檢驗?！盵3]這就是批判性思維的具體體現(xiàn)。

再比如，33頁“助一臂”欄目：“……從v-t圖像上看，就是用‘臺階狀的折線圖像去無限逼近變速直線運動的圖像（圖3），從而將勻速直線運動中v-t圖像與時間軸包圍的‘面積表示位移的結(jié)論推廣到變速直線運動中。這是物理學(xué)中把‘變轉(zhuǎn)化為‘不變進行研究的重要方法……”[3]這種思辨的方法也是批判性思維技能運用的具體體現(xiàn)。

3.4.4? ? 從“STSE”欄目中挖掘

“STSE”是科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的英文縮寫，這一欄目主要以淺顯的語言適當補充介紹課本內(nèi)容涉及的物理學(xué)和其他科技、社會及環(huán)境各個領(lǐng)域的關(guān)系，并簡單介紹物理學(xué)的原理和規(guī)律在技術(shù)、社會和環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用。這類問題往往與實際生活相關(guān)聯(lián)，需要學(xué)生能夠從真實的情境中提取與物理學(xué)相關(guān)的信息，并對所提取的信息進行解釋說明，再運用所學(xué)知識進行推理論證。

比如，39頁的“STSE”欄目中，給出高速公路上車距確認的輔助線和提示牌，學(xué)生要從該情境中提取出與運動有關(guān)的信息，并對信息進行分析判斷。如選擇的車輛能否當作質(zhì)點、質(zhì)點的運動能否當作勻變速直線運動、不同的限速對應(yīng)著不同的車輛間距對解決問題有什么用途，這類問題提升了學(xué)生分析提取信息的能力，同時回答問題的過程中也需要學(xué)生組織語言，解釋自己的觀點和論證過程。

3.4.5? ? 從“問題與思考”欄目中挖掘

“問題與思考”欄目主要是應(yīng)用所學(xué)知識解釋簡單的物理現(xiàn)象，解決簡單的問題，其目的是檢測本節(jié)內(nèi)容知識掌握的程度，反饋學(xué)生學(xué)習的情況。仔細分析發(fā)現(xiàn)，“問題與思考”欄目中蘊含很多批判性思維的元素。

比如，30頁第4題中的表2-1是伽利略1604年做斜面實驗時一頁手稿的三列數(shù)據(jù)（表1）。表中第二列是時間，第三列是物體沿著斜面運動的距離，第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，A同學(xué)覺得物體運動的距離與時間成正比;B同學(xué)覺得斜面傾角一定時，加速度與質(zhì)量無關(guān);C同學(xué)認為物體運動的距離與時間的二次方成正比。試問哪位同學(xué)的說法合理，并說明理由。

學(xué)生要在很多數(shù)據(jù)面前，運用學(xué)過的知識分析實驗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)中蘊含的規(guī)律進行多種可能的預(yù)測。同時，在分析數(shù)據(jù)的過程中，學(xué)生需要不斷交流、討論，陳述自己的觀點或辯駁他人的觀點，最終得出結(jié)論。在此過程中，質(zhì)疑觀點，否定不合理的，運用已有的知識創(chuàng)新得出結(jié)論，正是批判性思維技能運用的體現(xiàn)。

“問題與思考”欄目中的如下表述都是批判性思維要素的體現(xiàn)：“該說法是否正確，請說明理由”“寫出你的判斷依據(jù)”“你對此是怎么評價的”“為什么與上述計算結(jié)果相差很大”“判斷該車制動前的速度”“你認為你的估算與實際情況有哪些差異”等，對這樣一些問題的訓(xùn)練，能夠發(fā)展和提升學(xué)生的批判性思維能力。

3.4.6? ? 從“小節(jié)”欄目中挖掘

“小節(jié)”旨在幫助學(xué)生對全章的基本概念和基本規(guī)律、基本方法進行總結(jié)，同時幫助學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu)圖（圖4），有助于學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握全章的內(nèi)容。

在構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)圖的過程中，需要學(xué)生對內(nèi)容進行比較、分類、分析、推理等，尋找單元中概念、規(guī)律、研究方法以及本單元中每一節(jié)課之間的邏輯關(guān)系。本單元結(jié)構(gòu)圖形成的過程中，采用的是由特殊到一般的思維方法，即由自由落體運動規(guī)律到初速度為零的勻加速直線運動，再到初速度不為零的勻變速直線運動。由特殊到一般的論證過程，每一步都需要證據(jù)的支撐，這正是批判性思維技能的具體體現(xiàn)。

3.4.7? ? 從“復(fù)習與鞏固”欄目中挖掘

“復(fù)習與鞏固”欄目主要以試卷形式編排，以習題的方式呈現(xiàn)，其主要作用是在本章教學(xué)后了解學(xué)生的學(xué)習水平，檢測教學(xué)目標的達成度。挖掘習題中的批判性思維要素，利用習題進行訓(xùn)練，是學(xué)生自我訓(xùn)練批判性思維能力的有效途徑。

比如，44頁習題6：“為了杜絕高層住戶向窗外隨意丟棄雜物的陋習，有人提出如下設(shè)想：在底層住戶窗戶上、下窗沿安裝光電傳感裝置，利用自由落體運動規(guī)律推測丟棄雜物的用戶樓層高度。設(shè)底層住戶窗戶上、下窗沿的高度差為1.2 m，某次光電傳感裝置檢測到某雜物經(jīng)過該窗戶的時間為0.04 s，試估算丟棄雜物的住戶的樓層高度。辨析這一設(shè)想的可行性。”[3]

學(xué)生根據(jù)題目的信息，與所學(xué)習的知識建立聯(lián)系，尋找相應(yīng)的物理模型（證據(jù)），再運用運動學(xué)的數(shù)學(xué)表達式（推理判斷），最終解決問題。但是，要辨析這一設(shè)想的可行性，就需要對自己的推理過程進行質(zhì)疑、反思和評估，比如理想模型的選擇是否正確、推理過程是否合理，最終還要對自己的分析過程進行合理解釋，這樣的分析過程能夠讓學(xué)生自我訓(xùn)練和提升批判性思維能力。

欄目中的習題有如下表述的都蘊含著批判性思維要素：“將伽利略的推理補充完整”“設(shè)計一個小實驗使重的物體比輕的物體下落得慢”“實際高度比你的估算結(jié)果更高還是更低”“辨析這一設(shè)想的可行性”“分析表格中的數(shù)據(jù)，是否可以驗證伽利略的假設(shè)？說明理由”“本實驗的主要誤差來源可能是什么，說出一種”“對此有何猜想？試根據(jù)運動學(xué)知識設(shè)計一個方案來檢驗?zāi)愕牟孪搿薄皩懗鰔、y方向的位移隨時間t的變化的數(shù)學(xué)表達式，并說明判斷的依據(jù)和推理過程”[3]等。

3.4.8? ? 從“學(xué)期活動”欄目中挖掘

“學(xué)期活動”欄目是基于項目、案例的一種學(xué)習方式，是根據(jù)每冊教材的重要內(nèi)容設(shè)計的綜合性活動，由于是一種綜合性很強的實踐活動，是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的重要途徑。比如，42頁“學(xué)期活動”欄目要求學(xué)生了解伽利略的科學(xué)貢獻，采用的是一種科學(xué)寫作的項目化的學(xué)習方式。

伽利略開創(chuàng)了一套科學(xué)研究方法，推動了包括物理學(xué)在內(nèi)的近代自然科學(xué)的發(fā)展。閱讀書籍并查閱相關(guān)資料，了解伽利略的研究活動和科學(xué)思想，撰寫讀書報告。

活動要求：

（1）摘錄書本上伽利略生平的重要事跡和科學(xué)思想的文本，表明出處（如“……”摘自《×××》第××頁）。

（2）將上述信息按照一定的邏輯順序排列（可以用思維導(dǎo)圖或表格的形式）。

（3）確定一個角度切入，闡述伽利略對物理學(xué)發(fā)展的貢獻，列出能夠支撐你觀點的證據(jù)。

（4）以小報的形式進行展示與交流。

學(xué)生剛開始進行科學(xué)寫作，教材給出了科學(xué)寫作的步驟，每一個步驟都提出了學(xué)習和思考的方向。首先，要求學(xué)生選擇一本有關(guān)伽利略方面的書籍，從中摘錄信息進行闡釋分析，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息提取能力。接下來，讓學(xué)生將獲取的信息按照一定的邏輯順序進行排序，培養(yǎng)他們比較、分析、推理的能力。然后，選擇一個角度，闡述伽利略對物理學(xué)發(fā)展的貢獻，并解釋支撐觀點的證據(jù)，這正是批判性思維所要培養(yǎng)的分析論證技能。最后，以小報的形式進行交流，培養(yǎng)學(xué)生解釋交流的能力。通過體驗科學(xué)寫作的過程，批判性思維的各種技能都能得到很好的訓(xùn)練。

由于批判性思維要素隱含在教材中，需要教師深入理解批判性思維的內(nèi)涵之后，再仔細閱讀文本，包括文本中的實驗、圖片、不同的欄目等，將批判性思維要素由隱性轉(zhuǎn)化為顯性，這樣才能有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。當然，本文由于篇幅所限，并沒有挖掘教材中的批判性思維傾向，需要進一步完善。

參考文獻：

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（欄目編輯? ? 劉? ?榮）