高中物理批判性思维的培养案例探析

支延长

摘  要：培养学生的批判性思维是时代发展的必然选择。批判性思维是对原有观点、视角和表达方式等的重新“检验”和“再思考”，从而对“做什么”和“相信什么”做出合理的决策。学生利用批判性思维，对已经认知的事物进行辨认和质疑，并利用收集的信息和掌握的知识与技能进行探究和分析，实现去伪存真，因此，在高中物理课堂教学中渗透对学生批判性思维的培养有着重要的意义。

关键词：高中物理教学;核心素养;思维品质

当前，人们正处于一个信息爆炸的时代，每天互联网能迅速地给生活、学习和工作中遇到的任何一个问题提供无数个鱼龙混杂的答案。时代发展给人们获得消息提供了多种途径，但同时也必然要人们选择“什么样的消息是真的”“什么样的消息是有用的”。这种对已经认知的事物进行辨认和质疑，并利用收集的信息和已掌握的知识和技能进行分析后，实现去伪存真，正是运用了批判性思维。

物理学科的核心素养之一是科学思维。科学思维中包括质疑创新，批判性思维是培养学生创新精神和实践能力的最佳方式之一，它是创新力、创造力的源泉，是学生具备终身学习能力的基本思维品质。批判性思维是一种心理倾向，是一种技能。在高中阶段物理学教学过程中，如果教师有意识地在教学设计、教学实践中引导学生敢于质疑、独立思考、严谨推理，对学生全面提高科学素养、更好应对现在和未来社会的挑战具有重要的意义。

目前高中物理教学的现状是：一方面，教师习惯于“满堂灌”的教学方式，习惯于给学生“标准答案”，忽视了对学生批判性思维能力的培养。另一方面，学生在学习上被动接受、死记硬背，对权威、教材“人云亦云”式的盲信盲从，判断问题靠经验和直觉。教师经常发现学生的对待习题中的错误，不是先进行反思，而是边对答案边订正，以致“屡挫屡犯”，这恰恰就是缺乏思维批判性的表现。

笔者以《自由落体运动》的教学设计，引导学生培养自我批判性思维的倾向和能力。在以往的教学中，对于批判性思维的渗透往往落实在物理学史的相关内容上，即伽利略对亚里士多德理论的质疑批判上。但是这个内容学生早已耳熟能详，从思维活动来说，这一部分内容对他们来说仅仅停留在“记忆”层次，远远达不到更深的分析、综合、判断层面，失去了培养批判性思维的意义。本研究将以《自由落体运动》为例谈一谈笔者的做法。

一、巧用素材，培养学生批判性思维倾向

培养学生批判性思维倾向就是培养学生的质疑精神和批判视角。课堂教学是培养学生的批判性思维的主要平台，挖掘适合的素材是培养批判性思维能力的沃土。教师围绕课堂教学的素材包括：学生的前概念，高中物理教材、课堂偶发生成等。

（一）学生的前概念

学生学习新的物理知识之前，他们的头脑中并不是“一张白纸”，初中学习的物理知识、生活中观察现象后形成的经验，会在学生学习新知识的过程中不断地影响学生的判断。这就形成了各种形式、层次的原有概念，这种概念称之为“前概念”。前概念有正确的也有错误的，学生的前概念不但不能回避，而且应该得到足够的重视，因为这正是培养学生批判性思维倾向的良好时机。例如《自由落体运动》这一课中，学生的前概念其实非常的矛盾，一部分学生有“重”的铁片和“轻”的羽毛先后着地的经验，另一方面早已熟悉著名的“比萨斜塔”两个小球同时着地，能够认识到物体质量并不是影响其下落快慢的因素。但是即便如此，他们对这一问题的认识也仅仅是记忆而非理解，所以实际问题的分析中，对于羽毛为什么比铁球落得慢这一问题的分析，学生很容易得到错误结论。批判性思维并不仅仅体现在对外界观点的质疑批判上，对自己错误前概念的批判修正也是重要一环。通过对影响物体下落快慢因素的讨论，学生能阐述自己观点，倾听他人观点，逐渐发现自己思维中的漏洞，不断思考修正，形成最后的结论。所以前概念的矛盾处，也是进行学生批判性思维倾向培养的优良素材。

（二）教材章节的巧编排

教材的编写中其实也渗透着批判性思维的痕迹。从教材编排上来看，本节内容安排在匀变速直线运动的规律之后，是匀变速直线运动在一定条件下的特例，是理论知识与实际生活相联系的一个实例，在学习中要求学生能够克服概念障碍，运用所学知识理性分析实际问题，从而提高学生的批判性思维能力。

二、立足物理实验教学，培养学生批判性思维

物理实验是训练批判性思维，培养科学学习方法最有力的工具和载体。培养批判性思维技能是指学生运用各种学科知识和科学思维方法，善于发现并提出问题，全面、客观公正地分析问题并创造性地解决问题的能力。批判性的思维过程应该包括质疑、评估、探究、自我校准等环节。在课堂生成之前，教师应该有意识地预设一些环节和步骤，在生成的过程中有意识地培养学生批判性思维技能。

（一）利用实验放大冲突，鼓励质疑

在课堂引入阶段，笔者首先将伽利略“两个铁球同时着地”的用两个实心金属球在课堂上展示，继而在用牛顿管（钱羽管）演示在不抽真空条件下的羽毛和硬币的下落，其结果截然不同。这样做的目的是为了重新唤起学生对自由落体现象的前概念，将冲突直观地呈现在学生的眼前，鼓励学生公开表达对这两次试验的看法和评价。

（二）利用实验有效讨论，引领评估

两次实验结束后，要给学生足够的时间进行思考和评估，教师应对思考的方向和内容进行引导。此时的评估并不是急于让学生对“前概念”进行错与对的判断，而应该通过其他的方式将学生“前概念”引导深入。在对自由落体运动性质的研究中，让学生首先提出自己的大胆猜想，然后自主设计实验去验证，体验“猜想-验证”的科学研究方法。在实验方案的设计上，鼓励学生提出自己想法，彼此交流点评，最终形成合理方案。

（三）利用实验论证探究，实现自我评估

批判性思维品质并不仅在于质疑和形成自己的观点，还包括了运用科学的知识和方法对观点进行论证，学生需要围绕新的观点进行实验和理论上的论证。大多数学生经过评估后已经发现了“同时着地”与“不同时着地”的关键性因素是空气阻力。将牛顿管抽成真空后重新观察羽毛和硬币是否同时落下的实验将对“同时着地”的真理起到决定性的作用，而空气阻力这一干扰判断的事实也被确定出来。

对物理问题的验证不能只停留在定性的认识，能否将问题的论证上升到定量的分析将是培养学生批判性技能的关键步骤。在不计空气阻力的前提下，能否在数据上得到“同时着地”也将对学生深刻理解自由落体运动起到重要影响。在课堂上，教师可以引导学生从验证物体运动性质的角度来证明自由落体运动的运动特点，用DIS（数字化信息系统）验证两个物体下落过程中的加速度近似相等，运动性质均为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，从而进一步得到自由落体运动的运动特点。在物理学习过程中，教师应培养学生不仅要质疑，更应该根据质疑进行实验和理论论证的科学精神，在此过程中实现思维品质的提高。

在物理教学实践中，提升学生的批判性思维的品质，离不开教师有意识地引导与训练，然而批判性思维能力的培养却非一蹴而就，它需要在一个漫长的过程中以“润物细无声”的方式慢慢渗透。这绝非一个人、一节课、一门学科可以做到的，需要全社会的重视，需要教育模式的慢慢变革，最终形成系统的批判性思维教学体系。

（责任编辑：邹宇铭）

参考文献：

[1]钟启泉. 批判性思维及其教学[J]. 全球教育展望，2002（01）：34-38.

[2]刘立毅. 培养思维批判性品质的实践探索[J]. 中学物理教学参考，2015（05）：25-27.

[3]刘立毅. 物理教学要注重培养思维品质[J]. 物理教师，2013（12）：23-25.

[4]蒋鸣. 论批判性思维在物理教学中的必要性和重要性[J]. 物理教学探讨，2014（01）：6-10.