高中物理教學(xué)中對(duì)培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的思考

王婕，劉軍

摘 要：物理學(xué)科的核心素養(yǎng)之一是科學(xué)思維，科學(xué)思維中包括質(zhì)疑創(chuàng)新，這是批判性思維的表現(xiàn)。批判性思維是對(duì)原有觀點(diǎn)、視角和表達(dá)方式等的重新“檢驗(yàn)”和“再思考”，從而對(duì)做什么和相信什么作出合理的決策。批判性思維能力的培養(yǎng)尤其能夠突出地提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，文章將在自己的實(shí)踐基礎(chǔ)上提出幾條在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的有效途徑與各位同行分享。

關(guān)鍵詞：思維品質(zhì)；高中物理教學(xué)；核心素養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2018-02-01

作者簡(jiǎn)介：王 婕（1994—），女，山東省青島第三十九中學(xué)教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐及研究工作。

一、上好物理規(guī)律新授課

批判性思維的特質(zhì)之一是合乎邏輯地思考和質(zhì)疑。在如今的高中物理學(xué)習(xí)中，部分學(xué)生非常被動(dòng)地接受教師傳授的知識(shí)，沒(méi)有對(duì)教師所傳授的內(nèi)容進(jìn)行辨別和思考的習(xí)慣，這對(duì)學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)非常不利。

學(xué)生養(yǎng)成這種習(xí)慣的原因之一，是部分教師在物理教學(xué)中常把規(guī)律課上成習(xí)題課，課堂上沒(méi)有給學(xué)生充分思考和探究活動(dòng)的機(jī)會(huì)，就把規(guī)律直接地展現(xiàn)給學(xué)生。長(zhǎng)此以往，學(xué)生的思維并沒(méi)有進(jìn)步，他們對(duì)知識(shí)并沒(méi)有自己深層次的認(rèn)識(shí)，也不會(huì)對(duì)教師的講授提出質(zhì)疑，因此就有了“教師說(shuō)什么就是什么”的心理。因此，上好物理規(guī)律新授課是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的重要途徑。

在人教版物理選修3-2《探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》一課中，從做完課本提供的三個(gè)實(shí)驗(yàn)到最終得出“閉合回路的磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”，學(xué)生在認(rèn)知上還是要跨越不小的臺(tái)階。

此時(shí)教師一定不要直接給出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，比較這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)有怎樣的共同點(diǎn)，并給學(xué)生時(shí)間討論交流與總結(jié)。學(xué)生可以得出在閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S改變；在磁鐵插入和拔出線(xiàn)圈實(shí)驗(yàn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B改變，有效面積S不變；在電鍵斷開(kāi)閉合和滑動(dòng)變阻器滑片迅速移動(dòng)實(shí)驗(yàn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B改變、有效面積S不變。教師引導(dǎo)與B和S都有關(guān)的物理量是磁通量Φ=BS，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合回路的磁通量Φ改變。

部分教師于此可能就結(jié)束探討給出前人的研究結(jié)論了，但是這里可以再向?qū)W生提問(wèn)：“能否再增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論的正確性？”經(jīng)過(guò)討論后，有的學(xué)生會(huì)提出，如果讓穿過(guò)閉合回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度B改變，有效面積S也改變，但是B與S的乘積不變，觀察是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這就徹底證明了感應(yīng)電流的產(chǎn)生究竟是與Φ有關(guān)，還是與B和S有關(guān)。

此時(shí)教師可以拿出提前準(zhǔn)備好的與磁鐵相連的喇叭口形的實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，線(xiàn)圈緊貼喇叭口在模具上上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，B改變S也改變但是B與S的乘積不變即Φ不變，觀察到與線(xiàn)圈相連的電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即閉合回路中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。這就真正證明了“閉合回路的磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”，而并非“只要B和S改變，閉合回路中就一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”。

教師應(yīng)在物理規(guī)律新授課中慢下來(lái)，給學(xué)生充分思考鍛煉的機(jī)會(huì)，并抓住可質(zhì)疑的點(diǎn)向?qū)W生提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)思考、合理質(zhì)疑。日積月累，學(xué)生的批判性思維能力就會(huì)提高。

再如，在物理規(guī)律得出之前，人們往往需要先進(jìn)行猜想和檢驗(yàn)，如果教師直接告訴學(xué)生前人是如何猜想的，就會(huì)限制學(xué)生的思考。

在探究電荷間相互作用力的影響因素時(shí)，有學(xué)生問(wèn)：“為什么課本沒(méi)有討論庫(kù)侖力與質(zhì)量關(guān)系？”在研究平行板電容器的影響因素時(shí)，有學(xué)生質(zhì)疑：“為什么電容與極板的厚度無(wú)關(guān)？”這些問(wèn)題，有的并不難作答，有的可能在所謂的高考考點(diǎn)中顯得并不那么重要，但這些提問(wèn)說(shuō)明學(xué)生對(duì)課本直接給出的答案和前人的研究經(jīng)過(guò)了自己的辨別和思考，能夠不拘泥于書(shū)本的結(jié)論而提出自己的看法，這是批判性思維的表現(xiàn)，也是難能可貴的。作為教師，我們應(yīng)該對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行肯定和正向引導(dǎo)，并注意在教學(xué)中給學(xué)生提供更多思維進(jìn)步的機(jī)會(huì)。

二、重視物理學(xué)史的育人功能

批判性思維的重要表現(xiàn)是不盲從教師、書(shū)本，不迷信權(quán)威，不輕易放過(guò)疑問(wèn)，而批判性思維在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中得到了很好的體現(xiàn)。因此，教師應(yīng)重視物理學(xué)史的育人功能，借助物理學(xué)家們的研究經(jīng)歷與優(yōu)秀品質(zhì)感染和培養(yǎng)學(xué)生。

在研究行星間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，開(kāi)普勒原本受世俗及導(dǎo)師第谷的影響，認(rèn)為行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。但是這樣的研究結(jié)果始終與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)存在8'的誤差。他相信第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)是正確的，因此開(kāi)始質(zhì)疑行星的運(yùn)動(dòng)并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)。又經(jīng)過(guò)多年嘗試，他最終確定行星的運(yùn)動(dòng)軌道是橢圓，其運(yùn)動(dòng)也并非勻速率，并把自己的發(fā)現(xiàn)總結(jié)成了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律——開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。地心說(shuō)和日心說(shuō)都保留了人們心中最完美的圖形——圓，這在一定程度上也代表了古人的審美觀點(diǎn)。開(kāi)普勒能夠最終放棄這一世世代代為人們所信仰的完美圖形，而堅(jiān)信第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)是精確的，這需要批判性的科學(xué)精神與勇氣。

除此外，伽利略對(duì)亞里士多德“重的物體比輕的物體下落快”“力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”等被人們信奉了兩千多年的觀點(diǎn)進(jìn)行批判，并通過(guò)合理的實(shí)驗(yàn)或理論推導(dǎo)證實(shí)了自己的觀點(diǎn)，也是具有批判性思維的典范。相信伽利略這種不迷信權(quán)威、科學(xué)思考的態(tài)度也會(huì)給學(xué)生以啟發(fā)。

教師若利用好物理學(xué)史的育人功能，經(jīng)常將科學(xué)家們的質(zhì)疑思維過(guò)程呈現(xiàn)給學(xué)生。長(zhǎng)此以往，學(xué)生遇到問(wèn)題也會(huì)多想想這個(gè)問(wèn)題這樣理解是否真的正確、老師的所說(shuō)所講是否存在漏洞，這樣學(xué)生的批判性思維能力也會(huì)提高。另外，教師應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，沒(méi)有事情是一成不變的，物理學(xué)的每一次突破都需要批判性思維，物理學(xué)也是在這樣不斷被質(zhì)疑、修正的過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的。正所謂思維無(wú)批判、科學(xué)無(wú)發(fā)展。

三、培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑習(xí)慣

愛(ài)因斯坦說(shuō)，提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。高中物理教學(xué)時(shí)間緊、任務(wù)大。學(xué)生對(duì)知識(shí)往往還沒(méi)有進(jìn)行深入的思考內(nèi)化，就進(jìn)入了記憶和訓(xùn)練的環(huán)節(jié)。在這樣的現(xiàn)狀下，教師應(yīng)幫助學(xué)生養(yǎng)成合理質(zhì)疑的習(xí)慣。比如，讓學(xué)生每天回顧課堂所學(xué)，將不確信或覺(jué)得結(jié)論有其他可能的問(wèn)題和知識(shí)作為作業(yè)記錄下來(lái)，反饋給教師。

有學(xué)生提問(wèn)，他理解安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)做功，也理解洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，但不理解——既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，為什么安培力可以做功而洛倫茲力一定不做功。還有學(xué)生提問(wèn)，在回旋加速器加速粒子的問(wèn)題中，從推導(dǎo)后的公式可看出粒子加速獲得的最大動(dòng)能與狹縫間的電勢(shì)差U無(wú)關(guān)，但是不能直觀明白既然是電場(chǎng)讓粒子得以加速的，為什么最大動(dòng)能與電勢(shì)差U無(wú)關(guān)。這些問(wèn)題是學(xué)生深入思考后對(duì)教師的教學(xué)結(jié)論提出的質(zhì)疑，也是他們對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行真正思考的表現(xiàn)，教師若能通過(guò)自己的解答或者是學(xué)生間的互評(píng)處理好這些疑問(wèn)，學(xué)生的批判性思維品質(zhì)將得到極大的提升。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)長(zhǎng)期堅(jiān)持批判性思維的有效教學(xué)途徑，學(xué)生的科學(xué)思維和核心素養(yǎng)將得到發(fā)展，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)將得到真正的進(jìn)步。這將對(duì)學(xué)生其他思維能力的提高產(chǎn)生積極影響，讓學(xué)生從中受益無(wú)窮。培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力的教學(xué)研究是教育工作者關(guān)注的課題。

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