摘 要：批判性思維是發(fā)展物理問題解決能力的基礎(chǔ)，生成創(chuàng)新能力的前提，ＨＰＳ教育能有效培養(yǎng)批判性思維。為凸顯批判性思維質(zhì)疑性與反思性的特點，以培養(yǎng)批判性思維為目標(biāo)構(gòu)建一種ＨＰＳ教學(xué)模型，并根據(jù)批判性思維的生成過程，設(shè)計了批判性思考、分析、推理、總結(jié)、評估一系列層層深入的批判性思維活動。在教學(xué)實踐中，教師需注意鼓勵質(zhì)疑批判，挖掘批判性教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)交流與合作，有助于學(xué)生養(yǎng)成主動質(zhì)疑批判的習(xí)慣，發(fā)展其批判性思維。

關(guān)鍵詞：ＨＰＳ教育；批判性思維；物理教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2024）9-0005-5

批判性思維是科學(xué)思維的重要組成部分，對其培養(yǎng)有助于發(fā)展學(xué)生的問題解決能力、邏輯推理能力和科學(xué)探究精神。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）》提出，要“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”，“能從多個視角審視檢驗結(jié)論”［１］。在教學(xué)實踐中，教師們嘗試采用互動式對話教學(xué)［２］、決策活動［３］、問題解決［４］、角色扮演［４］等教學(xué)方法與模式等來培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，并取得了一定的成效。然而，研究亦發(fā)現(xiàn)，在批判性思維的培養(yǎng)上，存在跨學(xué)科內(nèi)容融合不足，教學(xué)過程忽視質(zhì)疑與辨析，缺乏可操作化模式等問題［５］。ＨＰＳ教育作為一種科學(xué)與人文相結(jié)合的教育，通過將歷史、哲學(xué)和社會學(xué)的人文思考融入到復(fù)雜的科學(xué)推理之中，可以使學(xué)生超越對知識本身的理解，學(xué)會批判地審視問題。因此，通過精選教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)過程，在物理教學(xué)中融入ＨＰＳ教育，是培養(yǎng)批判性思維的有效途徑。

１ 批判性思維與ＨＰＳ教育

批判性是指“基于標(biāo)準(zhǔn)的有辨識能力的判斷”［６］。“思維”是人腦對感知經(jīng)驗的分析綜合、抽象概括，并進(jìn)行判斷和推理的一種高級認(rèn)知過程［７］?！芭行运季S”將“批判”與“思維”的要素相結(jié)合，既強(qiáng)調(diào)“批判”需要經(jīng)歷分析、抽象、推理等“思維過程”，也重視“思維”要遵循一定的“判斷標(biāo)準(zhǔn)”，即邏輯、科學(xué)、知識等方面的規(guī)范和原則?？梢?，批判性思維既要顧及外在的技能層面，又要兼顧內(nèi)在的思維傾向。因此，批判性思維可以看作是通過有目的的、自我調(diào)節(jié)的判斷，以作出合理解釋、分析、評價和推理的一種思維技能與思維傾向。其中，批判性思維技能包括解釋、分析、評估、推理、說明、自我調(diào)節(jié)等子維度。批判性思維傾向包含尋求真理性、思想開放性、分析性、系統(tǒng)性、自信心、求知欲、認(rèn)知成熟度等子維度。

ＨＰＳ教育是一種以科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)為基礎(chǔ)的跨學(xué)科科學(xué)教育形式，ＨＰＳ教育強(qiáng)調(diào)教育應(yīng)該超越科學(xué)本身，把科學(xué)視為一種文化現(xiàn)象，探究科學(xué)與社會、歷史和人類文化之間的互動關(guān)系。開展ＨＰＳ教學(xué)要重構(gòu)科學(xué)知識體系，從科學(xué)史、哲學(xué)與社會學(xué)角度來重組與整合自然科學(xué)的內(nèi)容［８］，可以以相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)史為背景，幫助學(xué)生認(rèn)識知識發(fā)展的歷史脈絡(luò)，拓展思考，在整個教學(xué)活動中能夠自主構(gòu)建知識框架?？茖W(xué)哲學(xué)內(nèi)容的滲透往往需要以科學(xué)史為依托，在其中提煉出科學(xué)家對不同觀點的爭論，從而梳理出邏輯推理方法，凸顯追求真理、不畏權(quán)威的科學(xué)精神?？茖W(xué)社會學(xué)內(nèi)容可以置于科學(xué)史中進(jìn)行分析，或是結(jié)合當(dāng)下熱議的科學(xué)社會學(xué)問題引發(fā)思考與討論，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)進(jìn)步與社會發(fā)展的相互作用，深化對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)其科學(xué)精神和人文精神。

批判性思維的培養(yǎng)要經(jīng)歷拓展思考、合理假設(shè)、理性推理等過程。因此，ＨＰＳ教育可以通過融入科學(xué)史、介紹科學(xué)社會學(xué)內(nèi)容以實現(xiàn)學(xué)生批判性的拓展思考，即引導(dǎo)學(xué)生深究知識由來的“因”、思考知識應(yīng)用于現(xiàn)實社會的“果”來拓寬學(xué)生的思維廣度。同時，在追溯知識發(fā)展過程中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)哲學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生主動質(zhì)疑以提出合理假設(shè)，并通過嚴(yán)密的邏輯推理以驗證假設(shè)，從而使物理課堂更富有挑戰(zhàn)性和思考性，有利于發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的批判性思考能力。所以，ＨＰＳ教育融入物理教學(xué)有助于學(xué)生更加深入、全面地理解科學(xué)知識，發(fā)展批判性思維和分析能力，使他們成為具備科學(xué)素養(yǎng)和批判性思維能力的終身學(xué)習(xí)者。

２ ＨＰＳ教育培養(yǎng)批判性思維的模型構(gòu)建

批判性思維的生成是一種有目的的自我調(diào)節(jié)的判斷過程，是對觀點作出解釋、分析、判斷、推理的過程。運(yùn)用ＨＰＳ教育培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，需要體現(xiàn)兩種特性：一是質(zhì)疑性，即能夠?qū)茖W(xué)觀點和相應(yīng)理論加以質(zhì)疑，學(xué)會提出問題，發(fā)展獨立思考和批判性思維的能力；二是反思性，即對科學(xué)發(fā)展的歷史和科學(xué)知識的生成過程進(jìn)行反思，以更好地理解科學(xué)知識的構(gòu)建過程，從中獲得科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識。所以，融入ＨＰＳ教育的物理課堂要對如上兩種特性予以回應(yīng)，即在內(nèi)容上要指向反思性與質(zhì)疑性，要善于挖掘引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑、反思的要素；在教學(xué)過程設(shè)計上，要注重激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑觀點、提出假設(shè)并形成自己的觀點，同時要不斷引導(dǎo)學(xué)生反思?xì)v史、反思自身，以領(lǐng)悟科學(xué)方法與精神。為此，教學(xué)模型建構(gòu)如圖1所示。

該教學(xué)模型立足批判性思維的培養(yǎng)，通過優(yōu)選物理教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)流程中設(shè)計了６個層層遞進(jìn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，分別是：“演示現(xiàn)象—提出觀點”“講授歷史—認(rèn)識觀點”“設(shè)計實驗—檢驗觀點”“梳理歷史—總結(jié)方法、領(lǐng)悟精神”“聯(lián)系社會背景—評價觀點”“總結(jié)與評價”。其中，環(huán)節(jié)三是在環(huán)節(jié)二的基礎(chǔ)上檢驗觀點、明晰信息，理清觀點和證據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，并且這兩個環(huán)節(jié)形成一個循環(huán)，直至觀點被確證。各教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，逐步深入，以實現(xiàn)學(xué)生觀點的升級與知識框架的生成。

３ ＨＰＳ教學(xué)模型在“牛頓第一定律”教學(xué)中的實踐

應(yīng)用ＨＰＳ教學(xué)模型培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，首先，需要以科學(xué)史為主線創(chuàng)設(shè)相關(guān)物理情境，使學(xué)生能夠在環(huán)節(jié)一與環(huán)節(jié)二中生成與認(rèn)識不同的觀點，并通過環(huán)節(jié)三的實驗檢驗不斷更新觀點。其次，需要在環(huán)節(jié)四與環(huán)節(jié)五中梳理觀點發(fā)展不同時期所處的社會背景，以及各科學(xué)家所持的哲學(xué)觀點，使學(xué)生能從科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會學(xué)三個方面認(rèn)識觀點，從而自主構(gòu)建知識框架，生成批判性思維。

３．１ 演示現(xiàn)象—提出觀點

教師活動：呈現(xiàn)一塊靜止的小木塊，并組織學(xué)生思考如何使靜止的木塊運(yùn)動，以及物體運(yùn)動所需要的條件。

學(xué)生活動：通過實驗操作與觀察現(xiàn)象，學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象，提出觀點。

【設(shè)計意圖】 演示現(xiàn)象以創(chuàng)設(shè)物理情境，提出“物體運(yùn)動的原因”這一問題，引發(fā)學(xué)生的批判性思考，通過分析現(xiàn)象、展開討論，最后提出合理的假設(shè)或解釋。鼓勵學(xué)生相信自己的觀點，包容他人的觀點，以提升學(xué)生思想的開放性，但不對學(xué)生的觀點作出評價，使學(xué)生保持質(zhì)疑，尋求真理。

３．２ 學(xué)習(xí)歷史—認(rèn)識觀點

對于“物體運(yùn)動的原因”這一問題，按照時間順序，亞里士多德是最早對其作出回答的科學(xué)家，伽利略又在亞里士多德的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗并推翻其觀點，學(xué)生對該問題的認(rèn)識與歷史發(fā)展同步。因此，需要先介紹亞里士多德的觀點，并引導(dǎo)學(xué)生分析其不足，以引出伽利略的觀點。

３．２．１ 亞里士多德的觀點

教師活動：介紹亞里士多德在歷史上的地位，并向?qū)W生講述其提出“力是維持物體運(yùn)動的原因”這一觀點的過程，以及這一論斷長期統(tǒng)治人類的思想的歷史故事，引起學(xué)生對權(quán)威的質(zhì)疑。

學(xué)生活動：學(xué)習(xí)歷史，進(jìn)行小組討論與交流，并初步提出自己的觀點及論據(jù)。

３．２．２ 伽利略的觀點

教師活動：講述伽利略質(zhì)疑并推翻亞里士多德觀點的科學(xué)史故事，介紹伽利略的觀點，即“摩擦力阻礙了物體的運(yùn)動，如果沒有摩擦力，物體就會一直運(yùn)動下去”。

學(xué)生活動：從歷史故事中領(lǐng)悟伽利略的批判精神，同時對自己的錯誤觀點進(jìn)行修正，以生成新的觀點。

【設(shè)計意圖】 教師介紹不同的觀點之間的矛盾，調(diào)動學(xué)生進(jìn)行批判性分析，以認(rèn)識與評估各觀點的合理性、適用性，并給出證據(jù)。學(xué)生經(jīng)歷了“懷疑—批判—更正”的過程，從而能用批判的眼光去看待科學(xué)實踐。本環(huán)節(jié)學(xué)生對觀點的認(rèn)識升級，同時認(rèn)識到權(quán)威不是不可推翻的，科學(xué)觀點也不是一成不變的。

３．３ 設(shè)計實驗—檢驗觀點

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生提出實驗假設(shè)并設(shè)計實驗，探究摩擦力對物體運(yùn)動產(chǎn)生的影響。

３．３．１ 學(xué)生自主設(shè)計實驗

學(xué)生活動：提出“物體停止運(yùn)動是因為摩擦力的存在，如果沒有摩擦力，物體就會一直運(yùn)動下去”的實驗假設(shè)，設(shè)計并進(jìn)行分組實驗，即使小車以同一初速度在粗糙程度不同的平面運(yùn)動，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)（表１），以驗證實驗假設(shè)。

３．３．２ 教師演示歷史實驗

教師活動：介紹伽利略驗證“力不是維持物體運(yùn)動的原因”這一觀點的科學(xué)史故事，并演示伽利略的斜面實驗，引導(dǎo)學(xué)生思考小球所到達(dá)的最高點低于其釋放點的原因，并設(shè)想小球與滑軌接觸面完全光滑時可能發(fā)生的現(xiàn)象。

學(xué)生活動：通過觀察現(xiàn)象與討論交流，從逐步深入的問題中梳理證據(jù)、加深認(rèn)知，推理出“接觸面完全光滑時不存在摩擦力，小球能到達(dá)的最大高度等于釋放點的高度”這一結(jié)論。

教師活動：逐步減少實驗的干擾因素，以引入伽利略的理想實驗（圖２），引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)動與力的關(guān)系。

學(xué)生活動：學(xué)習(xí)理想實驗，進(jìn)行小組交流與討論，作出“運(yùn)動不需要力來維持”的結(jié)論。

【設(shè)計意圖】 教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，以調(diào)動學(xué)生的系統(tǒng)性與分析性思維，鼓勵學(xué)生積極主動地表達(dá)自己的觀點，以培養(yǎng)其解釋、說明的批判性思維技能。學(xué)生經(jīng)歷批判性推理的思維活動，系統(tǒng)性地觀察實驗現(xiàn)象和分析實驗數(shù)據(jù)，以作出推論，并且充分論證和說明結(jié)論的合理性。教師演示伽利略的理想實驗，打開學(xué)生的思路。這一環(huán)節(jié)學(xué)生對觀點的認(rèn)識再次升級，一方面，在理性認(rèn)識上，通過實驗推理結(jié)論、驗證觀點，提升批判性思維技能；另一方面，在感性認(rèn)識上，養(yǎng)成不畏權(quán)威的自信心和尋求真理的科學(xué)態(tài)度，以提升批判性思維傾向。

３．４ 梳理歷史—總結(jié)方法、領(lǐng)悟精神

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生分析伽利略觀點的不足之處，介紹笛卡爾與牛頓的觀點以及他們提出自己觀點的科學(xué)史故事，幫助學(xué)生梳理歷史脈絡(luò)。

學(xué)生活動：理清觀點發(fā)展的歷史過程，學(xué)習(xí)各種邏輯推理方法（表2），并思考自己提出觀點使用的科學(xué)方法。學(xué)習(xí)科學(xué)家追求真理的精神，反思權(quán)威觀點對自身觀點的影響。

【設(shè)計意圖】 學(xué)生梳理牛頓第一定律的發(fā)展歷史，進(jìn)行批判性總結(jié)與反思，領(lǐng)悟批判性思維對物理學(xué)發(fā)展的重要意義。學(xué)習(xí)科學(xué)家使用的邏輯推理方法，以提升批判性思維的分析、推論技能。這一環(huán)節(jié)融入科學(xué)哲學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能從橫、縱兩個方向總體認(rèn)識觀點，形成全面的認(rèn)知框架。

３．５ 聯(lián)系社會背景—評價觀點

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生思考亞里士多德觀點的價值與意義，在理性認(rèn)識的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行人文分析，介紹不同科學(xué)家所處的時代背景及不同科學(xué)家所持的哲學(xué)思想，使學(xué)生養(yǎng)成辯證看待問題的態(tài)度與習(xí)慣。

學(xué)生活動：進(jìn)行小組討論，聯(lián)系社會背景對不同科學(xué)家的觀點作出評價。

【設(shè)計意圖】 結(jié)合科學(xué)社會學(xué)內(nèi)容，從人文的角度激發(fā)學(xué)生的批判性思考，學(xué)生通過批判性評估多角度地認(rèn)識到社會背景對科學(xué)發(fā)展的局限性和推動作用，從而辯證地看待錯誤的觀點，以提升認(rèn)知成熟度?；蚴墙Y(jié)合當(dāng)今社會背景展開討論或辯論，如探討科學(xué)發(fā)展對社會變革的推動作用，以及科學(xué)倫理和社會責(zé)任等問題，進(jìn)而批判地認(rèn)識科學(xué)進(jìn)步對社會發(fā)展的正面影響和負(fù)面影響。

３．６ 總結(jié)與評價

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程中觀點的變化，提出牛頓第一定律在實際中的應(yīng)用、該觀點的局限與不足等問題，使學(xué)生對牛頓第一定律進(jìn)行更加深入的思考。

學(xué)生活動：結(jié)合自身觀點的變化反思自己的思維過程，并在組間交流經(jīng)驗，討論自己對于牛頓第一定律的看法。

【設(shè)計意圖】 這一環(huán)節(jié)的主要目的在于讓學(xué)生反思自己的思維過程以及學(xué)習(xí)過程中自己觀點的生成、改變與完善的過程，并進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，以發(fā)展批判性思維的自我調(diào)節(jié)技能。同時，教師提出需要進(jìn)一步探索的問題，讓學(xué)生養(yǎng)成追求真理的習(xí)慣以及結(jié)合物理知識解決實際問題的能力。

４ 結(jié) 語

批判性思維使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中不局限于現(xiàn)有結(jié)論，始終保持審慎思考，是學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理問題、學(xué)習(xí)物理知識的重要助力，其培養(yǎng)需要在教學(xué)中凸顯質(zhì)疑性與反思性。ＨＰＳ教學(xué)模型在教學(xué)內(nèi)容與過程上強(qiáng)調(diào)質(zhì)疑反思，并充分調(diào)動學(xué)生的批判性思維活動，能有效促進(jìn)批判性思維的發(fā)展。在教學(xué)過程中教師要注重以下幾點，以更好地發(fā)揮ＨＰＳ教學(xué)模型對批判性思維培養(yǎng)的價值：一是鼓勵質(zhì)疑批判，激發(fā)思維活動。即激勵學(xué)生提出各種質(zhì)疑，這是教學(xué)的前提。二是挖掘教學(xué)內(nèi)容，指向批判思維。即挖掘教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含的批判性思維特質(zhì)。三是營造民主環(huán)境，促進(jìn)交流合作。教師應(yīng)努力創(chuàng)建一種民主的互動環(huán)境，使學(xué)生在批判性思維的引導(dǎo)下形成獨立的見解。

參考文獻(xiàn)：

［１］中華人民共和國教育部．普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）［Ｓ］．北京：人民教育出版社，２０２０．

［２］石軍輝．基于互動對話教學(xué)模式的學(xué)生批判性思維培養(yǎng)［Ｊ］．中國成人教育，２０１７（１５）：８５－８７．

［３］林婉晶，張鋒．基于生物學(xué)決策活動的高中學(xué)生批判性思維培養(yǎng)［Ｊ］．生物學(xué)教學(xué)，２０２３，４８（７）：１３－１５．

［４］陶威，沈紅．批判性思維可教的涵義及實現(xiàn)［Ｊ］．教育理論與實踐，２０２２，４２（１０）：５１－５７．

［５］吳亞婕，陳麗，趙宏．批判性思維培養(yǎng)教學(xué)模式的探究［Ｊ］．電化教育研究，２０１４，３５（１１）：７１－７７．

［６］汪明．基于批判性思維的“狹義相對論”教學(xué)研究［Ｊ］．物理教學(xué)，２０１９，４１（４）：８－１２．

［７］葉成林．初中物理科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的教學(xué)實踐——以蘇科版8年級“浮力”教學(xué)為例［Ｊ］．物理教師，２０２１，４２（９）：５３－５５．

［８］張健，王華，李春密．促進(jìn)科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識的ＨＰＳ教學(xué)過程構(gòu)建——以“牛頓第一定律”教學(xué)為例［Ｊ］．物理教師，２０２１，４２（２）：１２－１６．

（欄目編輯 趙保鋼）