魏玉福

摘 要：思維教學是培養(yǎng)學生思維品質(zhì)，提高學生思維能力的有效教學策略，將思維教學應用到高中物理教學中，能夠促使物理教學貫徹落實物理學科核心素養(yǎng)目標，全面實現(xiàn)物理教育的育人功能，引導學生掌握終身學習的基本技能。本文分析了高中物理思維教學的內(nèi)涵與方法，并以《牛頓第一定律》為例，分析了思維教學在高中物理教學中的合理應用策略，期望對提高高中物理教學有效性有所幫助。

關鍵詞：思維教學;高中物理教學;科學思維

思維是智力與能力的核心構成部分，對學生學習質(zhì)量和效率起著決定性的作用。新版高中物理課程標準中明確提出，要將科學思維素養(yǎng)作為物理學科的核心素養(yǎng)關鍵成分，在教學活動中得到落實到位。隨著新課改的深化推進，高中物理教學要積極應用思維教學策略，采用有效地思維教學方法，圍繞科學思維素養(yǎng)培養(yǎng)目標開展教學活動，促進學生思維養(yǎng)成和能力發(fā)展，從而提高高中物理教學的有效性，為新課改在物理課堂教學中的順利實施打下基礎。

一、高中物理思維教學的內(nèi)涵與方法

（一）思維教學內(nèi)涵

思維教學是指以提高思維能力為目標而開展的一系列教學活動。思維教學以現(xiàn)代心理學理論為指導，強調(diào)思維品質(zhì)對學習質(zhì)量的影響，打破了以往智力不可改變的固守觀點，將思維定性為一種技能，使學習者能夠掌握有效地學習方法、學習策略，提高學習效果[1]。在學科核心素養(yǎng)背景下，高中物理課程思維教學主要圍繞科學思維素養(yǎng)培養(yǎng)開展教學活動，科學思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新四個維度。高中物理新課標對科學思維劃分為五級水平，要求教師遵循學生的科學思維水平發(fā)展規(guī)律，組織課堂教學活動，以保證物理教學的有效性[2]。

（二）思維教學方法

高中物理思維教學的具體教學步驟分為情境創(chuàng)設、問題提出、做出假設、假設驗證、歸納總結五個步驟，在教學活動開展的過程中，教師可以采用問題鏈教學法，以環(huán)環(huán)相扣、由淺入深的問題為驅(qū)動力，拓展學生的思維深度和廣度，引導學生不斷探索解決問題，突破教學重難點，促進學生思維發(fā)展[3]。對于問題鏈而言，具體分為以下類型：一是由舊知識過渡到新知識的引入性問題鏈，如在情境創(chuàng)設中提出層層遞進式問題;二是在實驗探究中設置的探究性問題鏈，如在物理實驗中圍繞實驗現(xiàn)象提出的問題;三是針對學生易犯錯、易誤解的知識點設置的診斷性問題鏈，如在課堂練習階段設置學生對理論概念理解有誤的糾正類問題（詳見2.3.4有例證）;四是結合生產(chǎn)生活、科技前沿設置的遷移性問題鏈，如在生活類實例分析中提出的問題;五是對分散孤立的知識進行歸集而設置的總結性問題鏈，如在課堂小結中提出的歸納總結類問題。通過在思維教學中運用問題鏈教學法，能夠促進學生推斷、比較、分析、應用、理解、評價、創(chuàng)造、探究、推理、想象、抽象等多方面思維能力的發(fā)展。

二、高中物理教學合理應用思維教學的案例分析

下面以人教版高中物理必修一《牛頓第一定律》為例，對基于問題鏈的思維教學策略實施進行分析探討，以提高高中物理教學的有效性。

（一）教學任務分析

1.任務一

通過區(qū)分火車運動中的不同狀態(tài)，引導學生表述不同物理模型，準確辨析運動狀態(tài)與運動狀態(tài)變化，培養(yǎng)學生分析思維，促進學生模型建構、科學推理等科學思維素養(yǎng)發(fā)展。

2.任務二

通過組織開展實驗探究活動，歸納總結“力與運動”的關系，培養(yǎng)學生科學推理能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維;通過帶領學生分析不同物理學家對“力與運動”的不同觀點，培養(yǎng)學生質(zhì)疑創(chuàng)新素養(yǎng)，使學生能夠理性評價物理學史的發(fā)展進程。

3.任務三

通過安排課堂練習活動，幫助學生鞏固牛頓第一定律的概念，提高學生對概念的解釋水平和應用水平;通過引入生活實際案例，引導學生探索慣性大小影響因素，加深對慣性知識點的理解。

（二）學情分析

學生已經(jīng)在初中物理課程學習中初步認識了牛頓第一定律，為高中階段的知識學習打下了基礎。相比較初中物理教材而言，高中物理教材對牛頓第一定律的表述更加豐富，強調(diào)力是改變物體運動狀態(tài)的原因，所以教師要組織開展表象認知、科學推理、科學論證、初步歸納、質(zhì)疑評價等學習活動，要求學生能夠全面理解牛頓第一定律，并運用定律解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象，解決相關現(xiàn)實問題。

（三）教學過程

1.創(chuàng)設情境

情境一

教師利用多媒體教學設備創(chuàng)設教學情境，播放高鐵停在站臺、加速出站、勻速轉(zhuǎn)彎、減速進站的四段視頻，讓學生認真觀看視頻，并結合視頻回答以下問題：（1）高鐵經(jīng)歷了什么過程？（2）靜止是哪個過程？運動是哪個過程？靜止是運動中的一種嗎？（3）哪個過程運動狀態(tài)發(fā)生了變化？為什么？（4）你對力的作用是如何理解的？通過創(chuàng)設多媒體教學情境，能夠讓學生在觀察表象之后辨析視頻中信息的相關性，將運動過程分解成不同階段，并對運動階段的特征進行歸納表述。

情境二

教師再引入亞里士多德的觀點，創(chuàng)設生活情境，將書放到桌面上，向?qū)W生提問：（1）你能采用什么樣的方法使桌面上的書運動起來？（2）書的運動需要力來維持嗎？（3）為什么力不是維持物體運動的原因？通過引入生活情境，使學生能夠了解生活中常見的物理現(xiàn)象，引發(fā)學生的認知沖突，讓學生獨立完成解決問題的過程，初步歸納總結出力與運動的關系，進而促進學生表象思維、概括思維、抽象思維發(fā)展[4]。

2.實驗探究

教師讓學生經(jīng)歷伽利略的思考過程，采用科學推理與實驗驗證的方法，分析論證推論與事實相悖的情況。教師提出以下問題：（1）小球沿著斜面下降會出現(xiàn)什么樣的運動狀態(tài)變化？（2）小球沿著斜面向上運動會出現(xiàn)什么樣的運動狀態(tài)變化？（3）小球在水平方向勻速運動會出現(xiàn)什么樣的運動狀態(tài)？（4）運動速度不變，為什么小球最終會停下來？（5）在小球運動中摩擦力產(chǎn)生了什么影響？請你設計實驗證明自己的推理。教師為學生提供實驗器材，包括小車、毛巾、斜面、木板等，讓學生自主設計實驗，探究阻力對小車運動的影響，并讓學生深入思考如何才能使小車獲得相同的水平速度，進而培養(yǎng)學生科學推理素養(yǎng)，修正和完善學生對力與運動關系的認知，促進學生假設、論證思維能力的發(fā)展。

3.引入史料

教師向?qū)W生介紹有關伽利略斜面實驗的背景知識，16世紀之前關于“運動”的認知一直以亞里士多德的觀念為主導，伽利略運用“理想斜面實驗”和科學推理方法，成了打破亞里士多德錯誤觀念的第一人[5]。在講述物理史料之后，教師介紹伽利略理想實驗，即小球從斜面靜止自由下滑，滑上另一斜面。在演示實驗現(xiàn)象的過程中，教師提出以下問題，讓學生思考回答：（1）伽利略認為在斜面無摩擦力的條件下，小球會回到相同高度，那么在另一斜面傾角減小之后，小球還會怎樣運動？（2）如果將斜面放平，小球會怎樣運動？（3）這個實驗能夠證明“運動不需要力來維持”嗎？如果可以證明，那么維持物體運動的原因到底是什么？通過對伽利略理想斜面實驗的推論進行解讀，引導學生歸納總結力與運動的關系，即力不是維持物體運動的原因，有助于促進學生分析、推理、抽象思維能力發(fā)展。最后，教師提出評價性的問題：（4）從亞里士多德的觀點、伽利略的斜面實驗再到牛頓第一定律，你對這一物理學歷史的發(fā)展演變過程有何看法？教師讓學生各抒己見，敢于提出自己的見解，培養(yǎng)學生對物理學史進程的理性思維，以及嚴肅的科學探究態(tài)度。

4.設置陷阱

教師在慣性定律講解階段可以設置錯誤陷阱，將學生理解有誤、易犯錯、有深度的問題提出來，讓學生自主分析解決問題，認識到錯誤陷阱的本質(zhì)，從而規(guī)避再次發(fā)生類似錯誤，促進學生思維深刻性發(fā)展[6]。關于錯誤陷阱的問題如下：（1）某同學認為，真空是完全不受力的情況，你認為這名同學的觀點正確嗎？（2）某同學認為，被向上拋出的物體，在空中向上運動，一定是受到空中的作用力。你認為這名同學的觀點正確嗎？為什么？（3）某同學認為速度越大，加速度越大，你認為正確嗎？為什么？（4）某同學認為，速度大小與慣性之間存在絕對關系，你認為正確嗎？通過在慣性定律理解與應用中層層設置陷阱，能夠讓學生對錯誤觀點進行評價，達到“知其然知其所以然”的教學效果，有助于加深學生對牛頓第一定律的認知，促進學生批判性思維發(fā)展。

5.應用舉例

在課堂小結階段，教師可以引入實際生活中的現(xiàn)象開動學生腦筋，引導學生對所學知識進行總結，帶領學生進入深度思維、深度學習狀態(tài)[7]。教師安排撕紙條實驗，設置三種實驗條件，分別為：（1）用剪刀剪開紙張上一個開口，開口處不斷裂，用力撕開紙張，會發(fā)生什么現(xiàn)象？（2）用剪刀剪開紙上兩個開口，開口處不斷裂，用力撕開紙張，會發(fā)生什么現(xiàn)象？（3）在實驗條件（2）的基礎上，于紙張中間處夾上夾子，用力撕開紙張，會發(fā)生什么現(xiàn)象？請同學們解釋一下為什么（2）與（3）的實驗結果不同？通過讓學生運用所學習的牛頓第一定律知識進行實驗現(xiàn)象比較與剖析，能夠使學生自主探索慣性大小的影響因素，得出“質(zhì)量越大，慣性越大”的結論。之后，教師再讓學生列舉出生產(chǎn)生活中有關慣性的實際例子，培養(yǎng)學生學以致用的能力，促進學生發(fā)散思維、創(chuàng)新思維發(fā)展。

結束語

在高中物理教學中要合理應用思維教學策略，重視學生思維能力發(fā)展，不斷提高學生的科學思維素養(yǎng)。思維教學要靈活設置多種類型的問題鏈，將問題鏈融入情境創(chuàng)設、實驗探究、史料分析、陷阱設置以及應用舉例等教學環(huán)節(jié)，以思維能力培養(yǎng)為主線，通過問題的逐一解決，促進學生綜合思維能力全面發(fā)展，從而提高物理教學的有效性。

參考文獻

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[3]余少忠.基于核心素養(yǎng)的高中物理教學策略[J].西部素質(zhì)教育，2021（4）：74-75.

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[6]林嚇華.新高考背景下“問題探究”模式在高中物理教學中的應用研究[J].求知導刊，2021（3）：33-34.

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