王一妍

摘? ?要：文章以《動能? 動能定理》一課為例，從物理學(xué)科學(xué)習機制視角剖析了“批判性思維核心技能”的外顯行為、內(nèi)部表征、實施模式。其實質(zhì)是問題解決者在其原有認知的命題網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)生式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過個體主動構(gòu)建而形成的問題空間中，運用一定策略，挑選出解決問題所需基本技能（算子）加以執(zhí)行、評估、再執(zhí)行、再評估的能力。與一般的問題解決相比，批判性思維核心技能更側(cè)重于對證據(jù)的反思、論證、評價和更優(yōu)解的尋找。

關(guān)鍵詞：物理;批判性思維;學(xué)習機制;問題解決;命題網(wǎng)絡(luò);產(chǎn)生式系統(tǒng)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）9-0061-3

1? ? 問題的提出

批判性思維是科學(xué)思維的重要組成部分，是一個復(fù)雜的思考行為，它以分析、推理、論證為基礎(chǔ)，對各種觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、進行評估、發(fā)表創(chuàng)造性見解。在中學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維具有重要意義。本文將嘗試從物理學(xué)科的學(xué)習機制角度剖析“德爾菲批判性思維核心技能”的實質(zhì)。

2? ? “德爾菲批判性思維核心技能”的外顯行為分析

國際上比較公認的用“德爾菲法”定義的批判性思維是指有目的的、反思性的判斷[1]。這種判斷存在于對證據(jù)、概念、方法、標準、背景等進行的一系列外顯行為之中——闡釋、分析、評估、推理、解釋和自我調(diào)整，這六項技能被稱為“批判性思維核心技能”。

（1）闡釋（Interpretation）。指領(lǐng)會和表述各種經(jīng)驗、境況、數(shù)據(jù)、事件、判斷、公約、信念、規(guī)則、程序或標準的意義或重要性。子技能包括分類、破解意涵、澄清意義。

對于“動能定理是否適用于任何條件”這一問題，學(xué)習者需要領(lǐng)會該問題中“適用條件”和“動能定理”的含義，其頭腦中應(yīng)該呈現(xiàn)出：

“若一個質(zhì)量為m的質(zhì)點受合力F作用，發(fā)生了一段位移s，速度由v0變化為vt，則合力做功等于某種與運動有關(guān)的能量（即動能）的變化量，且動能可以由1/2mv2來表達。這個結(jié)論適用于前提成立的條件?！?/p>

（2）分析（Analysis）。指從陳述、問題、概念、描述以及其他旨在表明信念、判斷、經(jīng)驗、理由、信息或觀點的各種表達形式之中，識別出所意向的或?qū)嶋H的推理關(guān)系。在物理學(xué)習中，學(xué)習者需要將所需解決的問題分解為各個子問題，確定各部分怎樣相聯(lián)系及其與總體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。例如，學(xué)習者在檢驗這一結(jié)論是否普遍適用時，其“分析”行為具體表現(xiàn)為弄清動能定理的來源或推理關(guān)系（圖1、圖2），其實質(zhì)還是在個體內(nèi)部形成正確的概念之間的聯(lián)系或規(guī)則，同時附加規(guī)則成立的條件。

情境：質(zhì)點在恒力作用下做勻變速直線運動。

（3）評估（Evaluation）。指評估結(jié)論的可信度和邏輯性。在物理問題的解決中往往是對證據(jù)是否合理的評價，學(xué)習者頭腦中需要呈現(xiàn)出物理量之間的關(guān)系，在滿足一定條件的情況下轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)個體做事的規(guī)則，在認知心理學(xué)上稱其為產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)，即一系列“如果-則”的執(zhí)行機制[2]。評估行為實質(zhì)上是基于產(chǎn)生式系統(tǒng)的證據(jù)合理性的判斷。

至此，學(xué)習者可以初步評估用勻變速直線運動規(guī)律推導(dǎo)得出的動能定理可能只適用于勻變速直線運動，或許不能完全適用于其他情境下問題的解決。

（4）推理（Inference）。指找出并夯實合理結(jié)論所需的因素，形成猜測和假設(shè)，考慮相關(guān)信息，從數(shù)據(jù)、陳述、原理、證據(jù)、判斷等其他表達式中推導(dǎo)得出結(jié)論。

在物理問題解決中，學(xué)習者在頭腦中需要搜索、挑選適合的策略（或方法）和規(guī)則，比如實驗探究或演繹推理優(yōu)化問題的解決方案。

策略一：實驗探究（如圖3）。

提出問題：物體做曲線運動過程中動能定理成立嗎？

實驗設(shè)計：將單擺的擺球從某高度靜止釋放，做變速圓周運動。

搜集證據(jù)：測量小球擺到最低點時的瞬時速度和下落高度。

分析論證：比較動能變化量與該過程重力做功的關(guān)系。

得出結(jié)論：動能定理適用于曲線運動。

策略二：演繹推理。

一般有兩種形式：給出小前提，推出相應(yīng)的結(jié)論;明確所要推出的結(jié)論，尋找相應(yīng)的小前提。解決本問題可采用第一種形式。

做勻變速直線運動的物體，滿足合力做功等于動能的變化量。

一般變速運動可以分割成無數(shù)個微小區(qū)間恒力作用下的勻變速直線運動。

一般變速運動也滿足合力做功等于動能的變化量。

（5）解釋（Explanation）。指能夠以令人信服且前后一致的方式展示推理結(jié)果。

學(xué)習者將用文字語言、數(shù)學(xué)表達式、圖像或者命題網(wǎng)絡(luò)（圖4）的形式解釋動能定理將在宏觀、低速范圍內(nèi)普遍適用的證據(jù)，并說明證據(jù)的合理性。

（6）自我調(diào)整（Selfe-Regulation）。指有意識地回顧自己的認識過程，將“分析”和“評估”用于質(zhì)疑、確認、驗證、修正新的推理過程和結(jié)果，從而開展新一輪的批判性思維活動。自我調(diào)整是批判性思維的突出特征，具體反思見表1。

反思結(jié)論：用微元法進行演繹推理得出動能定理在低速、宏觀范圍內(nèi)普遍適用。

3? ? “德爾菲批判性思維核心技能”的學(xué)習機制剖析

3.1? ? 內(nèi)部表征主要表現(xiàn)為命題網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)生式系統(tǒng)

認知心理學(xué)認為，系統(tǒng)化知識這一學(xué)習結(jié)果的內(nèi)部表征方式是命題網(wǎng)絡(luò)[3]（圖4），即貯存在人長時記憶中的任何信息單位并非孤立地存放在那里，子命題間有著相互聯(lián)系。在滿足一定條件的情況下命題將轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)個體做事的規(guī)則——產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)，即在評估、推理的過程中實施“如果-則”的執(zhí)行機制[2]。通過“動能定理是否普遍適合”這一問題的批判性思考和論證過程不難發(fā)現(xiàn)，批判性思維的六項核心技能的內(nèi)部表征主要表現(xiàn)為命題網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)生式系統(tǒng)。

本例中學(xué)習者只有調(diào)用“力、運動、速度、加速度、動能、做功的正確命題網(wǎng)絡(luò)”才能理解動能定理所反映的物理量之間的關(guān)系，對相應(yīng)的論證依據(jù)進行辯護，解釋原有結(jié)論的不可靠之處和新推理的可信之理。

3.2? ? 實施過程符合“問題解決”的過程模式

根據(jù)現(xiàn)代信息加工心理學(xué)對“問題解決”的研究，解決問題分以下幾個階段[4]：

第一，問題表征，問題解決者將任務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)為問題空間（個體主動構(gòu)建的對問題的內(nèi)部表征）。第二，確定問題的解決策略，將問題與認知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，運用策略（內(nèi)部調(diào)控技能）挑選算子（基本技能）并序列化。第三，應(yīng)用算子、執(zhí)行策略使問題狀態(tài)接近目標狀態(tài)。第四，評價當前狀態(tài)，評估算子和策略的有效性，根據(jù)需要做相應(yīng)調(diào)整，直至達到目標。

總之，“德爾菲批判性思維核心技能”背后的實質(zhì)是問題解決者在其原有認知的命題網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)生式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過個體主動構(gòu)建而形成的問題空間中，運用一定策略，挑選出解決問題所需基本技能（算子）加以執(zhí)行、評估、再執(zhí)行、再評估的過程。與一般的問題解決相比，批判性思維核心技能更側(cè)重于對證據(jù)的反思、論證、評價和更優(yōu)解的尋找。

參考文獻：

[1][美]彼得·范西昂.都建穎，李瓊，譯.批判性思維：它是什么，為何重要[J].工業(yè)和信息化教育，2015（7）：12-15.

[2]王亞同，劉亞麗.高級認知研究——認知結(jié)構(gòu)、語言理解與類似性[M].北京：科學(xué)出版社，2009：45.

[3]陳剛.物理教學(xué)設(shè)計[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009：26-28.

[4]皮連生.現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2005：155.

（欄目編輯? ? 羅琬華）