指向审辩式思维的“玩·研·创”高中物理应用课教学实践

摘" "要：应用课教学作为学生理解与运用知识、培养学生物理学科核心素养的重要阵地，不应只快速介绍情境概念、套用推导公式，然后进行习题训练，而应引导学生经历、体验相关教学真实情境，通过模型建构达到领悟知识原理和迁移创新的目的。因此，教师在教学过程中应有针对性地运用审辩式思维引导学生对课堂应用知识进行闯关教学。文章以“反冲运动 火箭”为例将审辩式思维下的“玩·研·创”教学模式运用于应用课教学，使学生在知识闯关和思维闯关过程中，感受物理学习的乐趣。

关键词：审辩式思维；物理应用课；闯关教学

引言

教育部2014年印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，并深入回答“立什么德、树什么人”的根本问题，引领课程改革和育人模式变革[ 1 ]。而课堂教学作为传授知识和培育学生的主阵地，能有效促进学生核心素养的提升[ 2 ]。因此，教师在课堂教学过程中应着重强调学生对知识的感知体验和模型建构过程，并运用审辩式思维下的“玩·研·创”教学模式实现学生科学思维的提升[ 3-4 ]。所谓审辩式思维是指学生面对具有挑战性问题或生活中真实情境时，通过问题链形式多角度引导学生质疑、搜证和讨论，刺激学生对知识深度思考，在此过程中着力培养学生解决问题的能力，促进学生对知识的迁移和拓展，培养其面对未知世界的能力。其构成要素如表1。

审辩式思维强调以问题链形式引导学生进行闯关进阶，关注学生对问题的经历体验过程，注重学生的主体和教师的主导作用。在此过程中，引导学生根据已有知识建构模型、总结规律、领悟原理，最终实现对知识的迁移创新和应用。教师在新课教学过程中要不断通过恰当的问题引发学生对已有观念的认知冲突，使学生在相互交流、质疑和讨论中理解知识的本质和内涵。然而，现实教学中大多数教师少做或不做实验、快速介绍概念和推导公式，导致学生对知识的接受过程存在“体验缺失”，以致无法理解概念的本质。此外，有部分教师将课堂沦为“一言堂”，使学生缺乏合作探究意识。这些教学方式都极大地抑制学生科学思维的发展，也不符合知识的认知和建构过程，导致学生学习效率低。基于此，笔者结合余耿华老师提出的中学物理“玩·研·创”闯关教学模式，提出审辩式思维模式下的“玩·研·创”教学模式在应用课教学中的实践，其模式如图1所示。

该教学模式以优质问题情境或游戏探究为闯关载体，根据已有知识建构物理模型，通过有效实验探究概括总结结论。教师教学过程中应重点研究和揭示知识背后的“思维模型”与“底层逻辑”，即学科的思想、方法、思维方式等。具体到教学上应通过问题链引导学生质疑、搜证、合作交流与反思，培养学生高阶物理思维的形成。学生学习过程中应侧重于感知体验，把知识初步吸收后（内化），再将知识以显性化的方式表达出来（外化），如此经过多次反复的“内外”交替互相促进融合，以达到熟练应用的自动化状态（迁移创新）。通过运用该教学模式，教师有针对性地设计和实施教学活动，使学生在积极的学习环境中实现深度学习，提升学习成效。

1" "“审辩式思维+问题链”模式下的新课闯关教学案例

以人教版选择性必修一第一章第四节“动量守恒定律的应用——反冲运动 火箭”为例，运用“审辩式思维+问题链”进行新课闯关教学。课标要求学生了解动量定理和动量守恒定律的应用后，能更好地通过动量守恒定律的普适性来认识自然界的统一性，进一步体验守恒思想，增强证据意识和规律意识，提高建模能力和科学论证能力。具体教学流程如下。

1.1" 感知闯关

运用感知体验闯关策略，对生活中常见的反冲运动现象进行分析，完善学生对动量守恒定律的条件和规律的认识。通过运用所学知识分析生活现象，形成相互作用的运动观和分析、推理的科学思维。

闯关任务：明确反冲运动的定义特点。即①内力作用；②一个物体分为两个物体；③物体的两个部分运动方向相反。

闯关情境：观察公园自动浇水器图片和课堂演示自动浇水装置。

学生观察公园中自动浇水器图片（图2甲），教师利用矿泉水瓶自制自动浇水器并演示，如图2乙所示。矿泉水瓶顶部用细线垂直悬挂，距离矿泉水瓶底5 cm处绕瓶一圈均匀打四个孔并插入吸管，向水瓶中加水即可看到矿泉水瓶在旋转喷水）。为了让学生更好体验感知实验效果，邀请三组学生上台演示自制浇水器。教师通过表2中的系列问题链引导学生观察、描述和分析实验中液柱和矿泉水瓶运动特点。

闯关建议：物理知识只是形成学科素养的载体，学科活动才是形成学科素养的渠道。因此，新课导入要注重学生的感知体验，问题链应具有引导性，突出对学生审辩式思维品质的培养，进而引导学生全面发展。正所谓，从头教起，教的是思维，收获的是智慧。

1.2" 探究闯关

运用自主探究闯关策略，通过构建模型分析水喷出后满足动量守恒规律，培养学生科学探究能力。此外，通过小组合作设计开放性定性实验验证反冲运动，进一步感知反冲运动的两个物体朝相反的方向运动，提升学生证据意识和质疑意识。最后，运用含气垫导轨的光电门实验演示反冲运动，从数据上证实反冲运动的两个物体符合动量守恒规律。

闯关任务：建立模型分析自动浇水器满足动量守恒定律，并从定性和定量角度验证反冲运动符合动量守恒规律。

闯关情境1：通过感知体验情境，构建反冲运动物理模型。具体教学片段如下：

师：上一关通过展示自动浇水器和体验自制浇水器实验，学生已初步明确反冲运动的定义和基本特点。

同学们根据自动浇水器的运动情况，能否根据前面所学的知识，归纳该情境符合所学的哪种规律呢？

教室里听到有些学生说动量定理，也有一些学生说定量守恒定律。

师：大家想想动量守恒定律和动量定理的研究对象分别是谁？

生A：哦！明白了，动量定理研究对象一般是单个物理，而动量守恒定律研究对象为系统，至少两个物体。

师：那大家能说说在这个问题里的研究对象是指哪个物体？

生B：（脱口而出）这里研究对象是水瓶和喷出来的水，所以喷水过程中应满足动量守恒定律。

师：那请问动量守恒定律成立的条件是什么？

生（齐）：系统不受外力或所受合外力为零。

师：那大家想想喷水过程中系统所受合外力为零吗？

教室零零星星传来浇水过程系统还受到重力等其他力，合外力不为零。

生B：浇水过程中，系统合外力不为零，但是在水与水瓶分离过程中产生的力很大，使得重力可以忽略不计，而该相互作用力又属于内力。因此，系统动量是守恒的。

师：非常好！通过大家的分析、讨论，得出喷水过程中内力远大于外力，可认为该过程近似满足动量守恒。那如何构建自动浇水器浇水过程中动量守恒的物理模型呢？

生C：可以选取一段刚喷出的液柱和水瓶作为研究对象，在此过程中可认为内力远大于外力，这一过程近似动量守恒。

师：这里假设水瓶及水的质量为M，极短时间喷出质量为m的液柱，喷出液柱速度为v，知自动浇水器喷水过程中满足动量守恒定律：0=mv-（M-m）v'。

设计意图和落实素养：图3是自动浇水器科学建模流程图。学生此前已掌握动量概念、动量定理和定量守恒定律这些基本规律的特点。此时引入反冲运动模型符合学生认知发展规律，教师通过一系列问题链的引导已然使学生不自觉地对问题产生深度思考，促进学生科学推理和科学思维的提升。

闯关情境2：如图4，给出实验器材（多个气球、小车、水、塑料水瓶、塑料盆），要求学生自主选择器材感知反冲运动。

闯关情境3：用含气垫导轨的光电门演示反冲运动，从定量角度验证反冲运动满足动量守恒定律（如图5所示）。

探究闯关问题链如表3所示。

闯关建议：具身认知理论认为，学习不是孤立个体行为，而是在个体与他人思想的碰撞过程中逐步建立起来的。因此，探究闯关过程应充分发挥教师的主观能动性，调动学生参与积极性。此外，实验探究应遵循就地生活取材原则，通过简单的生活实验探究揭示背后的物理内涵。对于学生的认知也必须符合从定性到定量探索的过程，使学生在讨论、质疑和搜证中获得成长，促进高阶物理思维的形成。

1.3" 应用闯关与作业设计

展示中国航天火箭发展史图片，让学生了解国家科技进步，增强民族自豪感和爱国热情。同时，激发学生对火箭升空原理的探索欲。学生依据探究闯关学习的知识主动将反冲运动与火箭升空联系起来，真正做到将所学知识应用于生活实际。

闯关任务：探讨反冲运动处理的一般化思路。

闯关情境：运用模型理解火箭工作原理。

应用闯关问题链如表4所示。

设计意图：通过学生讲解，教师在黑板上板书反冲运动的一般化处理思路，如图6示。让学生从生活实际中提炼反冲运动模型，并用所学知识解决实际问题，从而实现对知识的迁移应用与创新。

闯关建议：在学习反冲运动基本概念的前提下，明确自动浇水器、火箭升空均属于反冲运动且满足动量守恒定律。运用动量守恒定律解决火箭升空问题时，需关注课堂的开放性、优化提问，引导学生自主表达和板书，教师对其做评价和总结并提出修改建议。此外，教师需带领学生回顾本节课知识结构和相关物理方法，培养学生正确的科学态度和责任。

2" 结束语

针对传统教育教学中存在的问题和不足，提出将审辩式思维模式下的“玩·研·创”教学模式运用于应用课教学，以“反冲运动 火箭”为例从感知闯关、探究闯关、应用闯关和从作业设计角度探索新课闯关教学。爱因斯坦说，“提出一个问题比解决一个问题更重要”。在物理核心素养的要求下，课堂教学过程应加强问题意识、质疑能力和审辩式思维的培养，通过创设适当的问题情境，让学生不断探索和总结科学的学习方法，提高理解物理知识的能力；让学生积极参与课堂教学活动，展开讨论、发现问题、分析问题，并引导学生创造性地解决问题。这样长此以往，可以培养学生的创新意识，提高学生的创新能力，使学生保持持久的学习积极性。

参考文献：

［1］ 吴爱兄.基于审辩式思维的物理规律论证教学：以“自由落体运动”为例[J].中学物理教学参考，2024，53（8）：12-15.

［2］ 周洋洋，郑维靖，宋茂闯.审辩式思维在高中物理试卷讲评课中的实践探索[J].理科考试研究，2024，31（7）：36-40.

［3］ 宋梓洋，洪哲新，皮飞鹏，等.知识闯关与思维闯关相结合培养高中生学科核心素养：以“平抛运动”为例[J].中学物理，2022，40（3）：8-11.

［4］ 周浩，罗俊平.基于实验探究发展科学思维能力的策略研究[J].中学物理，2023，41（9）：33-36.