高中物理思维型课堂的构建策略

摘  要  思维型教学是引导学生进行深度学习的有效途径。针对目前高中物理课堂教学中存在的低效甚至无效教学的现象，探讨在物理教学中构建思维型课堂，提高教学有效性的策略，具有十分重要的现实意义。教师应通过激发学习动机，实施概念教学以及实验教学，让学生积极主动地参与课堂教学，完成物理知识与思维能力的构建，培养学生的物理核心素养。

关键词  思维型课堂；深度学习；核心素养；教学有效性

中图分类号  G633.7

文献标识码  A

文章编号  2095-5995（2023）06-0066-03

一、激发学习动力，引领深度学习

思维型课堂教学是由林崇德和胡卫平先生基于思维结构提出的智力理论，经实践证明可以有效提升学生的思维能力和知识学习水平，提高课堂教学的有效性。[1]思维型课堂教学强调学生的思维活动是课堂教学的核心，虽然没有固定的教学模式，但遵循了“教为主导、学为主体”、动机激发、认知冲突、自主构建、应用迁移等基本原理。教育的核心在于唤醒学生的内在学习动机。学生的学习态度与学习成绩取决于他们的内在动机，而内在动机的形成源于需求和情境的影响。思维型课堂要求创设良好的教学情境，设置适当的问题情境，利用诱因使已形成的需求由潜在状态变为活动状态，激发学生的内在学习动机，使其产生强烈的求知欲。[2]

（一）实施启发式教学，唤醒学生内在学习动机

中国古代教育家孔子在《论语》中说“不愤不启，不悱不发”，提出了启发式教学的概念雏形。古希腊思想家苏格拉底则通过“问答法”启发学生独立思考以探求真理。现代的启发式教学思想在辩证唯物主义认识论指导下，批判继承了过去的教学理论思想，并融入了现代心理学和教育学理论的发展。

启发式教学善于在教学活动中唤醒学生的内在学习动机，培养学生的独立思考能力。[3]启发式教学顺应了学生认知规律的发展要求，将“教为主导，学为主体”和谐地统一起来。启发式教学要求教师充当导演的角色，学生则是主演，在教师的引领下，学生由不知到知，由知之不多到知之较多的方向发展。恰当的问题情境的创设能激发学生的内在学习动机和求知欲望。启发式教学要求教师善于引导学生，给予他们动手实践、口头表达和思维思考的机会，让他们在自由的讨论交流中激荡和碰撞思维的火花。

（二）利用认知冲突，激发学生的学习动机

皮亚杰的认知发展理论认为：“个体的认知发展是在认知不平衡时通过同化或顺应两种方式来达到认知平衡的，认知不平衡有助于学生建构自己的知识体系”。当发生认知冲突时，学习者会“心求通而未能，口言语而不得”，这种状态会刺激学习者迅速打开“自我系统”这一学习的大门，并进一步激发学生主动思考和建构能力。[4]

例如，在学习位移概念时，教师可以结合实例分析列车从北京到重庆的空间位置变化，问学生：“是否还可以用初中学过的路程描述准确？”这样引发学生的思考，甚至迷惑，然后引出“位移”概念，通过对比分析，学生对位移的“矢量性”理解会更加深刻。

（三）结合生活实例，诱发学生的学习动机

唯物辩证法认为，事物的发展既受内因的影响，也受外因的作用。

对学生来说，教师、教材和教学环境是外因，而头脑中的认知冲突是内因。可以说，没有认知冲突就没有学习的发生，更不可能有思维的发展。因此，只有实现内外动机互相补充和相辅相成，才能促使学生的学习动机得以激发。中学生对未知事物充满着好奇，一旦对某门学科产生兴趣，学生就会产生一探究竟的愿望，主动去探究，因此，教师可以利用学生的好奇心理，结合生活实例的分析探究，引导他们投入探究活动、激发探究兴趣、诱发他们的学习动机。

例如，在学习“位移”概念时，教师可以结合生活实例问学生这样一个问题：出租车司机是按路程收费还是按位移收费？学习“惯性”概念时，教师可以问：松落的锄头为什么倒过来在地上磕几下就能把锄头牢牢地固定在柄上？乘坐公共汽车时，为什么在汽车刚开始启动或急刹车时乘客的身体会晃动？教师结合生活中常见的素材，引导学生在轻松活跃的氛围中探讨物理现象、研究物理规律，提升课堂教学效率。

二、强化概念教学，塑造学生思维品质

目前，物理课堂教学普遍存在思维培养不足的问题。学生的学习缺乏深度思维，物理思维品质的发展水平不高。而思维能力是所有核心素养中最为重要的能力，深度学习与浅层学习的最大区别在于学生在学习过程中思维能力是否得到培养和提升。

（一）設计恰当的思维培养目标

在教学设计时，教师通常更关注“传授多少知识、练了多少题目”，而对于学生经历知识生成过程、体验探究的乐趣及研究发现规律所用的思维方法及研究方法往往考虑较少。长此以往，学生会被训练成“做题的机器”，而思维能力的发展将受到限制。因此，在设计教学目标时，教师就该从关注知识传授转向关注思维成长，为学生未来发展制定合理的思维培养目标。

例如，学习“自由落体运动”时，教学目标就要有思维培养目标：了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法，体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑分析和判断的研究方法，以及归谬法推翻亚里士多德观点的思维方法。[5]这样的教学目标可以很好地将思维能力的培养与学科知识融为一体。

（二）将思维培养融入教学活动中

思维型课堂需要借助丰富而开放的课堂活动，让学生在课堂中展示个性，展示自我。教学活动应具有丰富性、开放性和延伸性，通过这些活动锻炼思维、开发潜能。教师应创设问题情景，适时而教，因为教与学的方式决定了课堂活动的设计和效果，因此，丰富而开放的教学活动设计是构建思维型课堂教学的必要条件。教师可以充分利用教材上的“问题？”、插图、演示、“实验”“做一做”“思考与讨论”“拓展学习”“练习与应用”等环节，组织开放的探究式学习和讨论式学习。[6]

例如，在“向心加速度”这部分教材内容的“思考与讨论”环节中，教师可以先制作演示自行车大小齿轮同时转动的动画或慢视频，让学生仔细观察、思考和讨论，从而得出“同一轮上不同点角速度相等”和“由链条连接的不同轮上的线速度相等”的结论。然后，教师可以引导学生思考和讨论“向心加速度与半径成正比”以及“向心加速度与半径成反比”的条件。

（三）将思维教学融入问题解决过程中

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”教师的作用是通过引导，激发学生积极主动地参与思维活动，从而促使学生进行高质量的自主学习。思维型课堂强调师生互动、生生合作、共同解决问题，具有更大的开放性，有利于激发学生的主体意识和参与意识。

例如，“自由落体运动”教学中，教师可以设计以下问题引领学生思考：

（1）取一片纸和一片金属片，从相同的高度同时释放，观察到什么现象？（重的金属片先落地，轻的纸片后落地，是否“重的物体下落快、轻的物体下落慢”？）

（2）再取大小一样的两片纸（轻重一样），然后把一个团成纸团，让它们从相同高度同时释放，它们同时落地吗？（纸团先落地，纸片后落地，影响因素是什么？）

（3）教师演示“牛顿管”实验，发现什么现象？（在真空环境下，没有空气阻力的影响，轻重不同的金属片与羽毛下落快慢相同，可见，平时观察到的现象里空气阻力的影响是主要因素）。

教师逐步引导学生深入思考，得出普遍结论：在只有重力作用时，物体从静止开始下落的运动都具有相同的运动规律——自由落体。

通过巧妙设计问题引导学生思考和运用物理规律进行思考、分析、交流和讨论，有助于发展学生的物理思维能力。

三、实施实验教学，培养学生的物理核心素养

物理实验是物理教学的基本手段，具有特殊的育人功能：它不仅能为学生提供物理的感性材料、验证物理规律，还蕴含着科学的思维方法。高中物理实验使用了比较法、等效替代法、控制变量法等研究方法，对学生的批判性思维、发散性思维和创新性思维的发展至关重要。

（一）重视实验观察力的培养，培养物理思维

苏联著名教育家苏霍姆林斯基曾说：“观察是智慧的最重要的源泉。”观察是科学研究的源头，也是新发现、新发明的起点。目前多个学科的课程标准都强调了观察对学生学习的重要性。物理学是以观察和实验为基础的学科，因此在平时教学中，教师应高度重视学生实验观察力的培养。在物理学史上，许多重大的科学发现都是物理学家通过敏锐的观察力发现的，例如哥白尼的日心说、开普勒的行星运动定律、奥斯特电流的磁效应、伦琴的X射线发现等。实验观察能力涉及人的感官感知能力和对仪器的调控能力。在实验观察过程中，感官感知和大腦思维相互交织。教师在实验中应重点培养学生观察的选择性、深刻性、准确性、速度和分辨能力等方面的能力。

（二）运用脑科学研究成果，优化实验设计

随着信息技术和人工智能的发展，脑科学研究进入一个全新的阶段，脑科学研究最关键的领域是塑造人脑本身，而教育的本质就是发展和建构我们的大脑。[7]学习的愉快和高效能否实现，学习的设计如何遵循大脑发育规律，学习环境和心理情绪会对大脑发展有何影响，它将给学生的学习和教师的教学带来怎样的影响？随着这些问题重视、探索和逐步解答，教育的内涵、学习的意义、潜能的发掘以及课堂的改变都变得充满可能性和无限的能量。例如，“探究平抛运动的特点”的实验设计如下：

（1）教师进行演示并引导思考。教师从斜槽的某一位置释放金属球，学生观察小球离开斜槽末端后的运动轨迹有何特点？

（2）进行对比实验以激发疑问。让A球平抛运动，同时让B球自由下落，观察两球同时落地，说明平抛运动的小球在竖直方向上做什么运动？在斜槽下面另放置一个相同的斜槽与光滑平面轨道相接，在上方斜槽释放A的同时释放下边斜槽的B球，观察A球是否会击中B球，说明两球在水平方向上都做什么运动？

（3）学生自行设计实验来验证猜想。教师提问：除了已经进行的实验，还有哪些实验可以探究平抛运动特点？学生们很快想到了频闪照相、描迹法、传感器和计算机等方案，并最终得到满意的结论。

上述实验中，学生需要综合实验信息，理性思考事物的本质，并按照自己的认知顺序进行重组，完成“激发思维——引导思维——凝练思维”的过程。

（三）因地制宜自制教具，激发学生思维能力发展

自制教具可以将抽象概念形象化，更好地展示思维过程。物理学科的特点是通过观察物理现象来发现问题，并寻找理论去解决问题，这是一个从抽象到形象再到抽象的思维过程。[8]自制教具的原材料大多是简易的耗材和废旧物品，经济成本很低。要制作出一个好的教具需要教师较高的智慧，包括对教学内容和科学原理的研究和分析，以及在授课时巧妙运用教具。

例如，在演示“大气压强”时，教师可以随手拿起一个桶装水的水桶，让一个同学上去捏一捏，刚开始学生会感觉到桶很硬，很难被压下去。然后，教师可以点燃一团沾有乙醚的棉花团，放入桶内，停留片刻后塞上塞子，学生们会听到“砰”的一声，水桶就被压瘪，这样的实验会让学生的大气压的存在有直观的理解。此外，在教师引导下，学生们还可以有做一些“小发明”，如在黑暗环境下使用的装有小灯泡的刻度尺，装有凸透镜的刻度尺（既可以测量长度又可以放大物体）等。这些小发明、小制作可以帮助学生开拓思维，对学生的创造能力培养非常重要。

（孟庆新，山东省泰安第一中学，山东 泰安271000）

参考文献：

[1][2][ZK（2#]林崇德，胡卫平.思维型课堂教学的理论与实践[J].北京师范大学学报（社会科学版），2010（1）：29-36.

[3]邵元生.语文教学需要遵循教学规律[J].中国科教创新导刊，2008（15）：182.

[4]赵国庆，熊雅雯，王晓玲.思维发展型课堂的概念、要素与设计[J].中国电化教育，2018（7）：7-15.

[5]杨国川.核心素养在初中物理教学中的培养[J].中学课程辅导（教师通讯），2020（12）：24-25.

[6]田晓华.从核心素养视角浅谈高中物理新教材的时代性[J].物理教学探讨，2020（12）：20-23.

[7]徐崇文，魏耀发.“脑科学”引发的课堂与学习模式改变[J].上海教育，2018（10）：26.

[8]姜冬艳.自制物理教具 触动思维琴弦[J].教书育人，2019（22）：52.

责任编辑：刘  源

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