指向高階思維的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

【摘

要】新課程標(biāo)準(zhǔn)下，初中物理教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行改革與優(yōu)化，將培養(yǎng)學(xué)生高階思維作為教學(xué)主要目標(biāo)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和探究性，在培養(yǎng)學(xué)生高階思維方面發(fā)揮重要作用，教師要充分利用物理教學(xué)資源，了解學(xué)生高階思維發(fā)展的相關(guān)需求，通過創(chuàng)新教學(xué)形式，將高階思維的培養(yǎng)落實(shí)到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中?！娟P(guān)鍵詞】高階思維；初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)高階思維能力的培養(yǎng)需要在高階學(xué)習(xí)活動(dòng)中進(jìn)行，初中物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)屬于學(xué)生的高階學(xué)習(xí)活動(dòng)，要求學(xué)生能在扎實(shí)的物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)及觀察分析實(shí)驗(yàn)，獲得相關(guān)的知識(shí)和技能。但是從當(dāng)前的初中物理教學(xué)情況來看，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視度不夠，而且在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的主體地位不受重視，很難借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效提升學(xué)生的高階思維能力。因此，初中物理教師要注重對(duì)教學(xué)理念的更新和優(yōu)化，加大對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視力度，并立足生本理念，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)效果。一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生高階思維的意義實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理課程中的重要內(nèi)容，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維是新課標(biāo)的要求，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展及提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量等都有重要的價(jià)值。具體來看，初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生高階思維的意義主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）有利于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效。物理教學(xué)改革中對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視度越來越高，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化改革的主要目標(biāo)。通過培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，能夠促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考，強(qiáng)化學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中的學(xué)習(xí)自主性及探究積極性，實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成學(xué)生主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)，讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)得以順利完成，并有效提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。（2）有利于激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究興趣。興趣是最好的老師，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維對(duì)激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)興趣也有重要意義，在培養(yǎng)學(xué)生高階思維的過程中，教師會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的啟發(fā)和引導(dǎo)，比如引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)和探究、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題的思考、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新、引導(dǎo)學(xué)生大膽質(zhì)疑，這些都能夠激發(fā)學(xué)生思維活力，使學(xué)生產(chǎn)生自主思考和探究的積極性，不僅能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的探究興趣，還能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)探究精神。（3）有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)全面發(fā)展。發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是初中物理教學(xué)的關(guān)鍵目標(biāo)，在培養(yǎng)學(xué)生高階思維的過程中，教師會(huì)設(shè)計(jì)多樣化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，比如小組合作實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽等，這樣一來，學(xué)生在提升高階思維的同時(shí)，在合作能力、問題分析和解決能力及探究能力、創(chuàng)新能力等方面也有良好的發(fā)展。二、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀雖然在初中物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的教學(xué)內(nèi)容，但是從當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀來看，還存在很多問題影響學(xué)生高階思維的發(fā)展，具體體現(xiàn)在以下幾方面：（1）教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視。目前，在初中物理教學(xué)中，教師的教學(xué)理念較為陳舊，主要是以物理基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)為主，只關(guān)注學(xué)生物理考試成績，而對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視度不夠。主要表現(xiàn)為，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)次數(shù)相對(duì)較少，物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平較低，大部分物理實(shí)驗(yàn)是以教師理論講解的方式進(jìn)行，學(xué)生缺少實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)。（2）教師對(duì)學(xué)生高階思維發(fā)展不重視。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師采用的教學(xué)形式單一，是以灌輸、示范的方式為主，學(xué)生自主設(shè)計(jì)、自主操作、自主創(chuàng)新的空間不足。這主要是教師不重視對(duì)學(xué)生高階思維的培養(yǎng)，只是讓學(xué)生掌握基本的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，與簡單的物理實(shí)驗(yàn)操作，沒有針對(duì)學(xué)生的高階思維發(fā)展需求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，影響學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。（3）未能及時(shí)開展物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)是針對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)過程及物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評(píng)，可以幫助學(xué)生了解自身在實(shí)驗(yàn)中存在的問題，以及在核心素養(yǎng)及思維發(fā)展上的水平，但是教師沒有認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的重要性，未能及時(shí)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開評(píng)價(jià)，這也是目前在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中影響學(xué)生高階思維發(fā)展的主要因素三、指向高階思維的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐策略（一）理解信息，構(gòu)建模型初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中，明確要求在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)模型分析常見的問題，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。而“所學(xué)模型”就是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)相關(guān)信息的收集、描述、整理、解釋、觀察、想象、預(yù)測(cè)及分析的過程，正是學(xué)生高階思維發(fā)展的過程。因此，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生收集信息、整理分析信息，構(gòu)建所學(xué)模型，發(fā)展學(xué)生高階思維的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深度理解。例如，在進(jìn)行“聲現(xiàn)象”這部分內(nèi)容的教學(xué)中，需要學(xué)生掌握一項(xiàng)重要知識(shí)點(diǎn)為“聲音具有能量”，而在以往的教學(xué)中，主要是通過直接理論灌輸，讓學(xué)生記住這一結(jié)論即可，而在物理研究中，這一結(jié)論是通過信息收集、某型構(gòu)建、分析推理而得出的，因此，教師可以圍繞這一部分內(nèi)容組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生的高階思維能力，具體的實(shí)驗(yàn)流程如下：（1）準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材，包括揚(yáng)聲器、蠟燭、打火機(jī)等。（2）將揚(yáng)聲器對(duì)準(zhǔn)蠟燭，點(diǎn)燃蠟燭。（3）打開揚(yáng)聲器，逐漸調(diào)大聲音，觀察整個(gè)過程蠟燭火焰的變化情況。學(xué)生通過觀察、記錄、整理、分析等思維活動(dòng)，得出結(jié)論。在此過程中，對(duì)學(xué)生的高階思維培養(yǎng)包括多方面，比如收集信息、信息的辨析、模型的構(gòu)建及分析歸納等。通過這一系列的高階思維的培養(yǎng)，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)有了深度的理解，不僅能夠記住“聲音具有能量”這一知識(shí)點(diǎn)，還能對(duì)聲音能量的產(chǎn)生及傳播等有更深入的了解。教師要改變以往直接給學(xué)生灌輸知識(shí)的教學(xué)思維，要盡可能地利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)力度，為學(xué)生創(chuàng)造更多實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在試驗(yàn)中收集信息、分析信息、整理信息，最終得以對(duì)相關(guān)物理知識(shí)有深度的理解，既提高了物理教學(xué)的實(shí)效，又能提升對(duì)學(xué)生高階思維培養(yǎng)的效果。（二）實(shí)踐應(yīng)用，科學(xué)論證初中物理新課標(biāo)中要求教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生能夠通過實(shí)踐操作，得出事實(shí)依據(jù)，并利用證據(jù)進(jìn)行辯證，而不是讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論等進(jìn)行死記硬背，這也是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的主要過程?？茖W(xué)論證需要學(xué)生能夠具備較強(qiáng)的想象力、猜測(cè)能力，并且想象與猜測(cè)要合理，要具備一定的科學(xué)依據(jù)，使想象、猜測(cè)與證據(jù)之間存在一定的邏輯關(guān)系。學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中，要根據(jù)自己的想象和猜測(cè)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并完成實(shí)驗(yàn)操作，在實(shí)驗(yàn)操作的過程中認(rèn)真觀察并記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象，這些都將成為其論證自己猜想與假設(shè)的關(guān)鍵證據(jù)，科學(xué)論證的過程也是學(xué)生高級(jí)思維發(fā)展的過程，因此，教師根據(jù)學(xué)生高階思維發(fā)展的需求，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案進(jìn)行改革與創(chuàng)新，為學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察記錄實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造條件。例如，在進(jìn)行有關(guān)電流、電壓、電阻三者之間關(guān)系的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師先引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)三者之間關(guān)系進(jìn)行猜想，然后組織學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中，針對(duì)小組內(nèi)的猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)，然后通過小組合作實(shí)驗(yàn)操作、觀察、分析等思維活動(dòng)，整理證據(jù)，對(duì)自己的猜想進(jìn)行論證。比如，教師為學(xué)生展示圖1，并闡明這時(shí)某位學(xué)生在連接電路之前，電流表的示數(shù)，讓學(xué)生猜測(cè)是什么原因?qū)е碌?，并通過具體的實(shí)驗(yàn)操作論證，同時(shí)提出解決辦法，并說出如果不進(jìn)行調(diào)整，會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來哪些影響。學(xué)生通過觀察圖片，猜想該名同學(xué)在物理實(shí)驗(yàn)之前沒有對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零，并通過具體的實(shí)驗(yàn)操作，驗(yàn)證了這一猜想，同時(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中，給出了電流表調(diào)零的具體操作方法，并按照該圖的電流表示數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)偏大。這一過程能夠促使學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，而且能夠有效發(fā)散學(xué)生的思維，提升學(xué)生的邏輯推理及科學(xué)論證等高級(jí)思維品質(zhì)。教師要讓學(xué)生自主進(jìn)行交流討論，給學(xué)生自主思考和探究創(chuàng)造良好的條件，最大程度提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，從而保障學(xué)生高階思維的發(fā)展。（三）評(píng)價(jià)反思，質(zhì)疑創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)是學(xué)生進(jìn)行反思、總結(jié)及質(zhì)疑和創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教師要改變以往的教學(xué)評(píng)價(jià)模式，提升學(xué)生在實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)中的參與度，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的總結(jié)與分析，針對(duì)試驗(yàn)想象與實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表自己的見解，大膽質(zhì)疑。學(xué)生在闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程中要注意語言表達(dá)的邏輯性、論證的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性。教師在鼓勵(lì)學(xué)生大膽表達(dá)自己觀點(diǎn)和看法的過程中，后者在表述自己實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程中，鼓勵(lì)其他學(xué)生質(zhì)疑，讓班級(jí)學(xué)生都參與討論。教師通過引導(dǎo)學(xué)生反思、質(zhì)疑，使學(xué)生能夠改善自己的思維結(jié)構(gòu)，能夠在物理實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)中及日常的生活中，多問幾個(gè)為什么，從而有效提升學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新素養(yǎng)。例如，在“聲音具有能量”的實(shí)驗(yàn)過程中，有的學(xué)生做出了圖2的實(shí)驗(yàn)裝置。該學(xué)生將收集的音樂作為聲源，并連續(xù)擺放了三根蠟燭。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生收集到的證據(jù)包括兩方面，一是蠟燭a、b、c的火焰開始晃動(dòng)，二是蠟燭a、b、c的火焰晃動(dòng)幅度逐漸減小。得出的結(jié)論也有兩個(gè)，一是聲音具有能量，二是聲音能量在傳播時(shí)會(huì)隨著距離的增加而減小。在教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，教師鼓勵(lì)其他學(xué)生對(duì)該學(xué)生闡述的實(shí)驗(yàn)過程、收集的實(shí)驗(yàn)證據(jù)及論證的結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)與質(zhì)疑。有的學(xué)生提出，第二個(gè)結(jié)論根據(jù)所收集到的證據(jù)進(jìn)行論證并不夠充分，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和周密性。教師則鼓勵(lì)質(zhì)疑的學(xué)生對(duì)自己的想法進(jìn)行表述，要求表述得要科學(xué)、合理。除了針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及論證過程等進(jìn)行反思、總結(jié)、質(zhì)疑與評(píng)價(jià)，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果、提出的問題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。四、結(jié)束語綜上所述，初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能夠營