指向高阶思维的高中物理实验闯关教学策略研究

郭永芳

摘要：本文以“验证牛顿运动定律”实验为例，以期望理论作为理论指导，设置了实验过程的三个关卡，分别是安装实验装置“比赛”关、合作开展实验“比赛”关、对比实验“比赛”关，在闯关的过程中，促进学生的高阶思维不断进阶发展。

关键词：高阶思维;物理实验;教学策略

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2021）-35-209

引言

思维过程可分为6个层次，分别是记忆、理解、应用、分析、评价和创造，其中前3个是低阶思维，后3个是高阶思维。当代学生在进行游戏闯关的时候，思维进阶的速度往往非常快，因此，在高中物理实验中设置闯关环节，能够促进学生的高阶思维不断发展。

一、安装实验装置“比赛”关

由期望理论可知当个人的努力到达预期成绩时，就会获得一定的奖励，可能是物质上的，也可能是精神上的，这种奖励会使个人的情感需求和物质需求得到满足，进而更加努力的朝着完成下一个预期目标而努力。学生在做物理实验的过程中也是如此，如果他们能够顺利完成实验中设置的任务，那么任课教师就要给予学生一定的奖励，从而激发学生对于完成下次实验的热情，为后面高阶思维的进阶发展提供支持。

例如在具体的闯关过程中，首先准备好安装实验装置需要的器材，具体包括小盘、小车、打点计时器和纸带，并将全班学生分为4人小组。闯关基础是，学生都听说过“牛顿运动定律”，但对于牛顿定律的具体内容不甚清楚。闯关的具体内容为，首先由物理教师播放一次实验器材的安装视频，其次将实验器材安装方法的纸质版说明发放到每一个小组的实验台上，发放完毕后，由物理教师询问同学们“准备好了吗？”，在学生准备好之后，按下手中的计时器，学生开始安装实验器材。小组安装完毕后，由组长举手示意，并离开实验台，物理老师记录安装耗时。最后根据安装时间和质量的综合排名，对前三名给予文具奖励。此游戏闯关环节设置的意义在于，学生的内心所想与实践的结果往往不同，引发认知冲突、通过思考、分析、评价，从而促进学生增强动手能力的意识，促进学生批判性思维和创新能力的发展。

二、合作开展实验“比赛”关

在期望理论中，目标分为个人目标和组织目标，利益分为个人利益和组织利益，组织利益和个人利益往往是一致的。为此要将个人想要达到的目标期望与组织的目标期望紧密结合在一起。在物理实验的开展过程中也是如此，四人小组合作进行的小车实验，单单靠小组中的一个成员完成是非常困难的，物理教师要引导小组成员相互协作，完成这项思维台阶较大的任务。

例如在具体的闯关过程中，首先进行小组分工工作，一名小组成员负责描点作图，一名小组成员负责改变小车、砝码和小盘质量，并控制电源，重复放开小车和取下纸带号码的动作，一名小组成员负责在每条纸带上截取长度，测出加速度，最后一名小组成员在实验的过程中做好辅助工作。闯关基础是，学生通过安装实验装置，对于实验内容具有一定的了解。闯关的具体内容为，由物理教师先行演示做实验的方法，并询问学生是否清楚，按照相应步骤进行实验的目的，是为了证明加速度与质量成反比。在讲解清楚后，以小组为单位开展实验。通过合作完成实验的方式，促进学生决策思维能力的发展，通过总结实验数据的方式，促进学生推理思维的发展。通过自主规定纸带长度的方式，促进学生创造性思维能力的发展。

三、对比实验“比赛”关

对比是高阶思维中的重要行为，也是物理实验中得出正确结论的重要实验方法，针对本次实验“证明加速度与质量成反比”的任务，可以多次进行实验，进而得出相应的结论。

例如在具体的闯关过程中，首先明确此次实验的主要操作内容，通过改变小车、砝码和小盘的质量，测出加速度的变化。闯关的基础为，学生在上一关的合作开展实验过程中，对于实验的步骤掌握的较为熟练。闯关的具体内容为，先保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m’，并放开小车，再保持砝码和小盘的质量m’不变，改变小车质量，并放开小车，测出加速度。通过这样的多次实验得出对比结果，进而得出“加速度与质量成反比”的结论。本次实验涉及到的操作難度较小，在得出正确结论后，能够让学生体验解决问题的完整过程，促进学生问题求解能力和批判性思维能力的发展。

四、结语

本文以期望理论为指导，在物理实验的进行过程中，设计了三个关卡，来促进学生高阶思维的进阶发展。具体为，将学生的思想、行为都紧紧与物理实验内容相结合，吸引学生的注意力、增强学生进行物理实验的实践能力，进而帮助学生形成探究科学的意识与能力，促进学生的全面发展。

参考文献

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