初中物理教学中批判性思维能力的培养策略

2019-12-26

物理之友 2019年6期

(1. 江苏省如东县丰利中学，江苏南通 226408；2. 江苏省如东县实验中学，江苏南通 226400)

物理课程改革强调：让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的批判性思维能力。批判性思维是指对于某种事物、现象和主张，能发现问题之所在，同时根据思考提出自己的主张。批判性思维的过程必须经过识别、分析和评价，它并非仅仅是一种否定性思维，而是将某些主张、观点向正确的方向又推进了一步。初中生的思维处于形象思维向抽象思维的过渡阶段，虽然抽象思维已占主导地位，但大多属于经验型的抽象思维，此时学生的批判性思维能力较低，他们的思维需要具体形象材料的支持，在物理学习中，总是从感性材料中归纳形成物理模型。因此，在物理课堂教学中，教师必须创设符合学生认知规律的教学情境，帮助学生同化和顺应知识，促进学生进行思维联想和批判性思维，使他们的学习能力得到培养和发展。

1 通过开放性问题的交流，为学生提供批判性思维养成的“土壤”

德国一位学者做过一个精辟的比喻：如果让你一口咽下15g食盐，你难以下咽，但如果把15g食盐放在一碗美味可口的汤中，你会在享用佳肴时，不知不觉中将15g食盐全部吸收了。问题之于思维，犹如汤之于盐，需要将盐溶入汤中，才能被吸收，思维借助问题，才能得到开展。因此，需要教师有效创设问题情境，营造良好的思维氛围，激发学生进行批判性思维的热情，为批判性思维的养成提供肥沃的“土壤”。

笔者在教初二物理“声音是什么”时，首先列举了大量的实例，说明了声音是由物体的振动产生的，接着，老师手上拿着一面锣，用棒槌敲了一下，发出了声音。

师：锣为什么发出了声音？

生1：锣面被敲击后振动了。

师：我们怎么知道它振动了呢？

生2：用手摸，会感觉到振动。

师：对。锣面的振动幅度很小，仅凭我们的视觉看不出来，但利用触觉就知道了，这是一个很好的方法。

然后老师又敲了一下，让一位同学摸一下。学生们发现：手一摸，声音就停止了。

师：为什么声音停了呢？

生：锣的振动停止了。

师：用触觉感知的方法虽然很好，但只有个别同学知道，请大家想想，有没有什么好方法让大家都看到呢？

生3：把敲响的锣放到水面上。

生4：方法是对的，但这里没有这么大的水槽，我想可以把少量的水倒在锣上再敲，水会振动。

这时老师让学生操作了一下，前面的学生看到了大量的小水珠跳起来了。但由于水珠太小，可视范围不大，还有学生没看到。

师：有没有其他方法使可视性更大呢？

生6：把纸片放在锣上。

生7：纸片太重，用纸屑效果会更好。

接着老师按照学生的回答操作了一下，同学们都看到纸屑在跳动，惊喜不已，使课堂达到一个高潮。这样让学生通过思考、判断、评价，找到了观察微小振动的方法——转换法，为学生的批判性思维营造了空间。

心理学研究表明：创设符合学生认知规律的、有挑战性的、在学生最近发展区的问题情境，会使学生对学习产生浓厚的兴趣。好的问题一经提出，犹如一石激起千层浪，课堂气氛立刻活跃起来，学生有思考的、探询的、争论的，人人都有求知欲，给学生的批判性思维的发展创造空间，提供多种方案、方法，深刻体验，促进学生深刻理解知识，人人有所得。

2 运用探究性实验，激发学生批判性思维的热情和欲望

美国著名心理学家布鲁诺指出：“知识的获取是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获得的参与者。”初中物理教材中的实验一般都具有典型性、示范性、关联性和发散性，它们或渗透着某些物理方法、或体现了某种物理思想、或提供了某种重要结论。在物理实验教学中，不能只重形式，必须重视学生的实验操作，给学生发现操作中出现问题的机会，鼓励学生自己解决实验中出现的问题，养成善于独立思考、不怕失败、勇于坚持的精神和实事求是的科学态度。让他们在操作中，敏锐地观察，丰富地联想，激发学生批判性思维的热情和欲望。

在“探究平面镜成像规律”的教学，笔者的教学过程如下。

师：我们一起来探究平面镜成像规律，在同学们的桌子上有一面小镜子和小玻璃板，请用镜子观察自己的脸。并思考：要得到平面镜的成像规律，应探究什么？

生1：探究像的位置和像的大小。

生2：该同学说得不准确，因为物体大小不同，到平面镜的距离不同，像的大小、位置会不同。应该是比较像和物的大小关系，研究像到平面镜距离与物到平面镜距离的大小关系。

师：很好，该同学“学起于思，思源于疑”，你对问题的完善表达说明你认真思考了，请同学们用课桌上的器材通过实验完成探究。

同学们都选用了平面镜，开始操作，一会儿发现他们操作停止了，有的小组在讨论，有的在沉思，一脸茫然，实验无法进行下去了。

师：操作为什么停了呢？

生3：通过平面镜看到像在平面镜后面，但不知道像具体在什么地方。

接着教师引导他们边操作、边讨论下列问题：

(1) 究竟是平面镜好还是用玻璃板好？为什么？实验环境选择亮些好还是暗些好？

(2) 两根蜡烛是否要一样大？为什么？蜡烛是点燃好还是不点燃好？

在此基础上再让他们进行操作、测量、分析，得出结论。

让学生动手尝试体验，重视学生实验设计能力和自主探究精神的培养，层层深入，不断完善实验方案，给予学生充分的时间和空间，让他们暴露原生态的问题，产生思维碰撞，通过器材的选择，培养学生的批判性思维能力。

3 通过物理定律的教学，体验批判性思维的作用与价值

科学是在不断批判和超越的过程中逐步发展的，一些概念、定律的建构过程完美地诠释了这一点。如在牛顿第一定律的建立过程中，每次飞跃都伴随着批判性思维的火花。苏科版物理教材对“牛顿第一定律”发现历程的叙述比较简单，笔者在教学时适当增加了物理学史内容，再现该发现历程，将教材中隐性的“批判性思维”元素挖掘、梳理出来，尝试让学生认识到批判性思维的作用与价值。

师：静止的小车，如果不去推它，它就不会运动；用力一推，小车运动了；撤去推力，小车运动一小段距离后又停止运动了。这些说明了什么？

生1：说明了没有力的作用，物体就不能运动，即力是物体运动的原因。

师：回答得很好，你的结论和两千多年前古希腊著名哲学家亚里士多德的结论是一样的。由于他的权威地位，再加上符合人们的生活经验，在之后的两千多年中大家都认为他是正确的。那么这结论到底有没有问题呢？

生2：有问题，在刚才的实验中，撤去了推力后，小车还运动了一段距离，而不是立即停止，说明了停止推小车后，小车还在运动。

师：为什么小车最后还是停下了？

生2：因为小车受到阻力作用。

师：那么阻力对物体的运动有什么影响呢？

接着让学生用斜面、木板、玻璃板、棉布和小车等器材，按苏科版物理八年级下册第66页“做一做”的步骤进行探究，教师强调了几个注意点。

师：由上述实验，你能得到什么结论？

生3：支持面越光滑，小车受到的阻力越小，小车运动的路程越长。

师：请大家据此推理一下，如果小车在水平面上不受阻力作用，那它将怎样运动？

生4：做匀速直线运动。

师：三百多年前，意大利物理学家伽利略采用实验和逻辑推理相结合的方法，也得出了同样结论，推翻了亚里士多德的观点，说明力不是物体运动的原因。英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事实进行深入研究，总结出牛顿第一定律。

上述研究过程包含了批判性思维的要素：会质疑、重实验、讲逻辑，是一个经典的与“批判性思维”相关的案例，师生的共同分析、交流使学生体会到批判性思维的作用与价值。

4 通过拓展性习题的分析提升学生批判性思维的品质

如何用习题进行思维训练？一位教育家的话给我们指明了方向，他指出：“拿一个有意义但又不复杂的题目，去帮助学生发掘问题的各个方面，使得通过这题目，就好像通过一道门户，把学生引入到一个完整的理论领域。”在物理教学中不妨把问题作为思维的素材，抓住一个具体的、有意义的、但又不是很复杂的题目，做一番钻研，通过解题、反思、讨论、探究，层层拓展，步步深入，引导、帮助学生对问题的方方面面进行探究，让学生在问题解决的活动中，自主弄清楚用到的物理方法，同时提升他们的批判性思维能力。

笔者在“物体的浮与沉”的教学中，用了这样一道题：将一物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中，A静止后，有72g的水溢出，则A在水中静止时受到的浮力多大？

此题对于一般的同学来说并不难，只要根据阿基米德原理，结合G=mg，很快得出F浮=0.72N。

师：能求出A的体积吗？

生1：能，根据F浮=ρ液V排g，可求出A的体积。

部分学生赞同，但也有几位同学举手了，表示有话要说。

生2：不对，因为只有A完全浸没在水中时才正确，但A在水中不一定是浸没的，有可能是漂浮的。

师：如果再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，A静止后，有64g的酒精溢出，则A在水中静止时受到的浮力多大？

生3：根据阿基米德原理，结合G=mg，浮力是0.64N。

师：那A在两种液体中为什么浮力不同呢？

生4：如果均漂浮，浮力相同，这说明A在水中漂浮，在酒精中浸没。

师：如果A在两种液体中均沉底，浮力相等吗？

生5：如果A在两种液体中均沉底，浮力之比为5∶4，而已知的浮力之比为9∶8,说明不可能均沉底。