基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)研究

摘

要：在當(dāng)前信息化、全球化不斷發(fā)展的社會(huì)背景下，教育已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域。高中階段是學(xué)生人生中重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要時(shí)期。文章以高階思維培育為目標(biāo)對(duì)高中物理深度教學(xué)展開研究，旨在探討培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的有效途徑，提高高中物理教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生的全面發(fā)展提供有力支持。關(guān)鍵詞：高階思維；高中物理；深度教學(xué)；素質(zhì)教育隨著教育的不斷發(fā)展，高階思維能力的培養(yǎng)已成為高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)。高階思維能力是指學(xué)生運(yùn)用高層次思考方式，在問題解決、創(chuàng)新和批判性思維等方面發(fā)揮出更出色的表現(xiàn)。而深度教學(xué)則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效手段，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解，不僅是簡(jiǎn)單的記憶和模仿，而是要求學(xué)生在理解和掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行深度的分析和評(píng)價(jià)，從而將其轉(zhuǎn)化為自身的能力和素質(zhì)，希望通過本文的探討，能夠?qū)ε囵B(yǎng)學(xué)生的高階思維提供助力。一、基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)現(xiàn)狀在高中的物理教學(xué)中，深度教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。深度教學(xué)不僅是傳統(tǒng)意義上的傳授知識(shí)，更是一種基于高階思維培育的教學(xué)方式。這種方式注重學(xué)生的高階思維能力的培養(yǎng)，如分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能和創(chuàng)新精神。當(dāng)前，高中物理深度教學(xué)呈現(xiàn)出積極發(fā)展的態(tài)勢(shì)。越來越多的教師開始認(rèn)識(shí)到高階思維能力的重要性，并且在教學(xué)中不斷嘗試深度教學(xué)的方式。如教師利用問題解決教學(xué)、探究式教學(xué)、案例分析教學(xué)等方式來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考。同時(shí)，高中物理教材也在不斷更新，越來越多的內(nèi)容被加入教材中，以適應(yīng)深度教學(xué)的需要。如教材中不僅包括基礎(chǔ)理論知識(shí)，還涉及了科學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、思維訓(xùn)練等方面的內(nèi)容，這些都有利于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。但是，高中物理深度教學(xué)也面臨一些挑戰(zhàn)。如部分學(xué)生可能存在學(xué)習(xí)上的困難，部分教師缺乏深度教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和方法，部分學(xué)校缺乏對(duì)深度教學(xué)的支持和資源投入等。因此，高中物理深度教學(xué)作為一種新興的教學(xué)方式，雖然目前已經(jīng)取得了一定的成果，但是還需要進(jìn)一步的完善和發(fā)展。未來的高中物理教學(xué)應(yīng)該更加注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，同時(shí)也需要教師不斷探索和實(shí)踐深度教學(xué)的方式，以更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要和人才培養(yǎng)的需求。二、基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)意義基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)對(duì)學(xué)生的未來發(fā)展和社會(huì)的需求都至關(guān)重要。深度教學(xué)可以提高學(xué)生的高階思維能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展、推動(dòng)教學(xué)改革等。（一）提高學(xué)生的高階思維高中物理深度教學(xué)有利于提高學(xué)生的高階思維能力。高階思維能力是指分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等能力，這些能力對(duì)學(xué)生的未來發(fā)展非常重要。通過深度教學(xué)，學(xué)生需要在理解和應(yīng)用物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行深入思考和分析，這有助于學(xué)生建立高階思維能力。（二）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)高中物理深度教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)是指人們對(duì)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)精神和科學(xué)的理解程度和掌握程度。通過深度教學(xué)，學(xué)生不僅需要掌握物理知識(shí)，還需要理解科學(xué)方法、科學(xué)精神等深層次的內(nèi)容，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。（三）促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展高中物理深度教學(xué)有利于促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展。深度教學(xué)需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力，需要教師不斷探索和實(shí)踐新的教學(xué)方式和方法。因此，深度教學(xué)可以促進(jìn)教師的專業(yè)化發(fā)展，提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。（四）有利于推動(dòng)教學(xué)改革高中物理深度教學(xué)有利于推動(dòng)教學(xué)改革。隨著社會(huì)的發(fā)展和教育的變革，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教育的需求。深度教學(xué)是一種新興的教學(xué)方式，它不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量和效率，還可以推動(dòng)教學(xué)方式和方法的創(chuàng)新和改革。三、基于高階思維培育的高中物理深度教學(xué)策略（一）基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是一種非常有效的深度教學(xué)方式，它可以幫助學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)和理論應(yīng)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，還能提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和批判性思維能力。在進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過程中，教師需要給予學(xué)生足夠的指導(dǎo)，幫助他們解決遇到的困難和問題。同時(shí)，教師還需要給予學(xué)生足夠的鼓勵(lì)和支持，幫助他們建立自信心。在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要在一個(gè)實(shí)際的、多維度的項(xiàng)目中工作，這個(gè)項(xiàng)目通常需要涉及多個(gè)物理概念和規(guī)律。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用物理原理設(shè)計(jì)一個(gè)創(chuàng)意產(chǎn)品，如基于力學(xué)原理的桌球臺(tái)，或基于電磁學(xué)的電動(dòng)汽車模型等。這樣的實(shí)際項(xiàng)目能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，同時(shí)為他們提供了應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和理論的機(jī)會(huì)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生需要發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力和批判性思維。他們需要進(jìn)行項(xiàng)目的整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，明確項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)，然后通過對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析、研究和實(shí)驗(yàn)，尋找最佳的解決方案。此外，學(xué)生還需要對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施過程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行批判性思考，及時(shí)修正錯(cuò)誤，使項(xiàng)目能夠順利完成。例如，在“制作一個(gè)太陽能熱水器”的項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要利用所學(xué)的熱力學(xué)知識(shí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出高效的太陽能熱水器。他們需要考慮熱水器的吸熱能力、保溫性能、成本等因素，同時(shí)還需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，不斷調(diào)整優(yōu)化。這個(gè)過程中，學(xué)生需要發(fā)揮自己的批判性思維和創(chuàng)新思維，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和修正，最終制作出優(yōu)秀的太陽能熱水器。在進(jìn)行基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)時(shí)，教師需要注意，項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)與物理學(xué)科的知識(shí)和技能緊密相連，保證學(xué)生在項(xiàng)目中能夠充分應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)和理論。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師需要給予學(xué)生足夠的指導(dǎo)和支持，幫助他們解決困難和問題，建立自信心。此外，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思和總結(jié)，讓他們?cè)陧?xiàng)目實(shí)施過程中不斷進(jìn)步和提高。（二）基于問題的學(xué)習(xí)基于問題的學(xué)習(xí)是通過引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究和解決問題來進(jìn)行教學(xué)的方法。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生將多學(xué)科知識(shí)和理論應(yīng)用到實(shí)際問題中，培養(yǎng)他們的批判性思維、問題解決能力和高階思維能力?；趩栴}的學(xué)習(xí)需要設(shè)置復(fù)雜的問題情境來引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究和解決問題。這些問題通常需要學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和理論進(jìn)行分析、研究和解決。例如，在物理學(xué)科中，教師可以設(shè)置問題如“如何設(shè)計(jì)一個(gè)高效的太陽能熱水器？”或“如何利用磁場(chǎng)來控制物體的運(yùn)動(dòng)？”等。這些問題不僅涉及物理學(xué)科的知識(shí)，還涉及化學(xué)、數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行分析和解決。在基于問題的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要經(jīng)歷分析問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并分析等環(huán)節(jié)。首先，學(xué)生需要對(duì)問題進(jìn)行深入的分析，明確問題的目標(biāo)和條件，找出問題中的關(guān)鍵因素和規(guī)律。其次，學(xué)生需要根據(jù)分析的結(jié)果提出假設(shè)，預(yù)測(cè)問題的發(fā)展趨勢(shì)或解決方案，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。最后，學(xué)生需要對(duì)整個(gè)問題解決過程進(jìn)行總結(jié)和反思，找出不足之處和改進(jìn)之處。仍以“如何設(shè)計(jì)一個(gè)高效的太陽能熱水器？”的問題為例，學(xué)生首先需要了解太陽能熱水器的原理和構(gòu)造，分析影響其效率的因素。然后，他們需要提出假設(shè)，比如增加吸熱面積、選用高透光材料等。其次，學(xué)生需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些假設(shè)的有效性，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。最后，學(xué)生需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和反思，比較各種方案的優(yōu)劣和可行性?；趩栴}的學(xué)習(xí)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和高階思維能力，還可以提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。在問題解決過程中，學(xué)生通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和調(diào)整，尋找最佳解決方案，可以發(fā)展批判性思維和創(chuàng)新思維。同時(shí)，學(xué)生還需要進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作和交流溝通，共同解決問題和分享成果?？傊?，基于問題的學(xué)習(xí)是一種非常有價(jià)值的深度教學(xué)方式。通過基于問題的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更加深入地理解和掌握物理學(xué)科的知識(shí)和技能，同時(shí)還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力及其未來發(fā)展都具有重要意義。（三）基于探究的學(xué)習(xí)基于探究的學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究來培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的教學(xué)方法。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)，自主發(fā)現(xiàn)和探究物理現(xiàn)象和規(guī)律，提高他們的探究能力和高階思維能力。基于探究的學(xué)習(xí)是通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究來進(jìn)行教學(xué)的。在物理學(xué)科中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和觀察來探究物理現(xiàn)象和規(guī)律，如牛頓第二定律、電磁感應(yīng)、光的折射等。通過探究，學(xué)生可以更加深入地理解和掌握這些物理規(guī)律的本質(zhì)和內(nèi)涵，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。在基于探究的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)探究物理現(xiàn)象和規(guī)律。首先，學(xué)生需要提出問題并進(jìn)行猜想，自主確定探究的主題和方向。然后，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，自主選擇實(shí)驗(yàn)儀器和方法，并制訂實(shí)驗(yàn)方案和步驟。其次，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和記錄數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，得出結(jié)論。最后，學(xué)生需要對(duì)整個(gè)探究過程進(jìn)行總結(jié)和反思，找出不足之處和改進(jìn)之處。例如，在探究“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要猜想加速度與哪些因素有關(guān)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行操作。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，最終得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生需要對(duì)整個(gè)探究過程進(jìn)行總結(jié)和反思，明確自身的不足之處并改進(jìn)?；谔骄康膶W(xué)習(xí)不僅有助于學(xué)生深入理解和掌握物理規(guī)律，還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。在探究過程中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)主動(dòng)思考、觀察和分析問題，通過自主探究和實(shí)驗(yàn)操作得出結(jié)論。這可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)，基于探究的學(xué)習(xí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和交流溝通能力。學(xué)生需要與同學(xué)和教師進(jìn)行交流和討論，分享自己的想法和經(jīng)驗(yàn)，共同解決問題。這可以幫助學(xué)生提高團(tuán)隊(duì)合作能力和交流溝通能力，為他們未來的工作和學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。（四）基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)是要求學(xué)生在設(shè)計(jì)和制作物理模型或產(chǎn)品時(shí)，將所學(xué)知識(shí)和理論應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中的教學(xué)方法。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生通過實(shí)踐操作，深化對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，同時(shí)也有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和高階思維能力。在物理學(xué)科中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)和制作各種物理模型或產(chǎn)品，如橋梁模型、簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)等。通過設(shè)計(jì)制作，學(xué)生可以將所學(xué)的物理概念和理論應(yīng)用到實(shí)際操作中，更加深入地理解和掌握這些知識(shí)的內(nèi)涵和實(shí)際應(yīng)用。在基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力和批判性思維，不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和調(diào)整，以完成物理模型或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作。具體而言，學(xué)生需要先進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和構(gòu)思，自主選擇材料、工具和方法，并制訂具體的操作步驟。然后，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)際制作和實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)和制作過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)和調(diào)整，最終完成作品。例如，在設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要先了解電動(dòng)機(jī)的工作原理和構(gòu)造，然后進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。然后，學(xué)生需要選擇合適的材料和工具，如電池、磁鐵、導(dǎo)線等，并按照制訂的步驟進(jìn)行制作。在制作過程中，學(xué)生需要對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)和調(diào)整，最終完成電動(dòng)機(jī)的制作。基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，還可以提高他們的創(chuàng)新能力和高階思維能力。在設(shè)計(jì)和制作過程中，學(xué)生可以運(yùn)用批