高中物理教学中学生高阶思维能力的培养研究

来源:用户上传      作者:李怀喜

　　摘 要：素质教育提倡各个学科教育要加强对学生综合素质的培养，针对高中物理教学来说，要重视学生高阶思维能力的培养，才能更好地促进学生综合素质提升。高阶思维能力包括很多方面的思维，包括反省、高层次、批判性、创造性、合理性、分析性的思维。物理教师在清楚高阶思维包括的具体内容后，分析当前学生思维能力现状，并探究形成原因，而后提出从教学模式、高阶思维课程设计、鼓励学生质疑，这三个方面融合到高中物理教学中，提出培养学生高阶思维能力的策略。
　　关键词：高中物理教学;高阶思维能力;培养
　　
　　进入20世纪之后，世界经济和科学技术日益发展，全球内各个地区和各个国家，均有着更加密切的联系，世界范围内的人才市场快速成长起来。全球范围内正在激烈地争夺着高素质人才，我国社会发展也需要数量庞大的高素质人才。当前，不管是社会上，还是用人单位，都更加关注人才是否具有综合能力，因此，学习者不但要掌握理论知识，还要具有一定分析决策能力，以及创新能力、适应能力等高层次的思维能力。此种背景下，教育工作要将更多精力放在培养学生高阶思维能力方面。高阶能力能够让学习者更快地适应社会，并发挥出自身价值，同时也能促进学习者综合素质提升。
　　一、 高阶思维能力的内涵
　　在何为“高阶思维”的研究方面，由于国内、国外的学者，在学习文化、知识背景、理论依据和思维过程，这些方面均存在着差异，所以，不同学者对于高阶思维能力的理解并不相同，可谓是仁者见仁，智者见智。高阶思维用英语来表达是“HighOrder Thinking”，简化为“HOTS”。对于该高阶思维能力的内涵，综合各个学者的观念，分别是分析性思维、合理性思维、创造性思维、批判性思维、高层次思维、反省思维。
　　而教学中的高阶思维，则以布鲁姆等人所提出的认知结果（认知教学目标）分类为代表，该理论中将认知发展水平分成6个层次，分别为记忆、理解、应用、分析、评价、创造，每一个层次都有着一定意义以及行为特点。布鲁姆等人觉得，这些水平层次中属于高阶思维的是分析、评价、创造。发展该层次的认知水平，则是培养学生的高阶思维。教师应当有意识地综合运用不同教学模式、鼓励学生质疑、课堂设计，进而实现培养学生高阶思维的目的。
　　二、 高中学生高阶思维能力现状
　　第一点，从当前高中学生思维表现来看，大部分学生的高阶思维能力尚达不到高等水平，一般均出现了思维层次以及认知水平的低层次，对于知识缺少更深度的认知。第二点，学生成绩不同，表现出了高阶思维能力也不同，将成绩按照差、中等、良好、优秀的等级划分，每个等级的学生，思维能力表现差异较大。并且高中学生的高阶思维技能以及高阶思维倾向，这两个方面，存在着明显差异。第三，高中学生到了高三的时候，高阶思维能力的差异表现并不是非常明显。第四，性别不同的高中学生，在高阶思维技能以及高阶思维倾向方面的差异，也不是非常显著，但是男生相对于女生，更擅长深入思考知识，有着明显的高阶思维。个别男生的问题解决能力、批判能力、决策能力、创造能力，均高于女生，也就是高阶思维能力强于女生。
　　三、 影响高中学生高阶思维形成的因素
　　总体上看，高中学生的高阶思维表现为缺失的情况，而导致这种情况出现的原因，大体上有以下几个因素。
　　第一，在培养学生高阶思维能力方面，教师在一定程度上有所忽视。面对着高考的压力，物理教师想要帮助学生们提升成绩，将更多精力放在讲解知识方面，所以一定程度上忽视了该能力的培养，对于高阶思维能力的理解也不够深刻。
　　第二，教学过程中缺少科学化培养学生高阶思维能力的方法，即使新课程改革之后，新的教学方法越来越多，可是存在着严重形式化的问题，实际操作中，依然不能有效地激发学生主动地思考。
　　第三，教师所设置的问题，并不能很有效地引发学生思考。问题本质能够决定思考结果，而思考结果将对思维过程进行控制。传统教学方法下，所设置的问题，一般比较单调，没能重视情境和学生生活之间的实际联系，因此不能促使学生有效从旧知识迁移到新知识，学生也很少能开展高层次思维活动，从而限制了高阶思维能力的发展。
　　第四，教师构建的学习环境，很少能体现高阶思维能力的锻炼。多种多样的学习环境，能够将充足的学习支架提供给学习者，因此，现实教学中，教师需要运用各种各样的教学资源和技术资源，帮助学生构建出丰富的学习环境，同时有着愉悦、轻松、真实的特点，才能诱发学生的思考，但是实际上，教师很少能这样开展教学活动，也就不能更好地培养高中生该方面能力。
　　第五，学生自己因素的影响，比较典型的就是，学生对物理学习的兴趣，学生思想品质，学生运用的学习方式，都会影响高阶思维的发展。
　　第六，评价方式的影响，对于学生的评价，不管是家长，还是教师以及社会其他人，都认为学习好，成绩好，才是真的好，更关注学生成绩，但是忽略了学生各项能力的提升，这种诊断性评价，不利于學生高阶思维的形成与发展。
　　四、 高中物理教学中学生高阶思维能力的培养策略
　　（一） 转变教学观念，运用多样化的教学模式
　　首先，教师应当改变传统教学观念中教师是中心的理念，而是要让学生成为学习活动中的中心。守旧的教学模式下，更加重视完整明确地对内容架构进行界定，因此学生也就只能按部就班地接收知识，不管是教学具体方法以及步骤，还是物理教学中的实验细节、现象、结论，都是统一规定好的，这种情况下，学生高阶思维难以得到提高。所以物理教师要想有效培养高中生的该思维，一定要转变观念，对于学生提供的硬性指导要适当减少，加强学生自主学习，提高学生自主探究意识，从而让学生主动参与到课堂问题思考中，进而发展高阶思维能力。另外物理教师的教学活动要能与生活联系，并让学生产生理论和现实的共鸣，培养学生创新思维。开放式教学模式下，教师运用多样方法，引导学生探究，学生参与探究，才能锻炼自己的思维能力，这有利于高阶思维能力的形成。 　　比如教授“电子的发现”该部分内容的时候，教师转变原有教学观念，将课堂还给了学生，更重视学习过程，实施了开放式教学，引导学生自主学习和探究。在带领学生阅读课本内容之后，通过多媒体技术介绍了有关本节课的知识，而后提出了几个问题，让学生自行解答。问题一：什么是阴极射线？问题二：是通过什么手段，或者怎样发现电子的？问题三：为何说电子是原子的组成部分？当学生回答完毕这些问题后，教师再次指出了教材中实验部分的内容，发出看这样的疑问：教材中怎样测定了电子比荷？是不是只要确定了阴极射线比荷之后，就可以确定出它是通过电子组成的？然后组织学生讨论，并展示出讨论结果和自己的观点。而后引导学生解决带电粒子电场匀速周运动的相关问题。通过这种学生自主学习的方式，学生掌握了所要学习的知识，还在探究过程中，锻炼了分析问题、解决问题的能力，也就锻炼了高阶思维能力。
　　（二） 丰富教学方法，合理设计课堂教学方案
　　物理教师要帮助学生构建高阶思维能力，就必须将这种思想贯穿在整合课堂教学中，不断丰富教学方法，合理地设计出课堂教学方案。首先，物理教师要能思考自身教学，与学生认知程度是否相匹配，尽力为学生设计出可以推动学生思维能力发展的教学方案，也能促进学生创造思维的形成。教师还应当不断总结经验，调整教学方法，提高教学质量。教学方案的设计应当遵循两个原则，内容全面而丰富，教学目标则更明确;教学设计可以画龙点睛，有巧妙的地方，也必须与教材内容相契合。
　　比如，“重力 基本相互作用”的第一课时，教学方案可以这样设计：
　　1. 新课导入：在初中你们已经学过了力，今天我们来进一步学习力。
　　2. 新课教学：学习内容是力和力的图示。
　　首先，教师做了演示，用手压锯条、拉皮筋等，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这种变化呢？引导学生说出，锯条、皮筋的形状发生了改变，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。最后教师总结，在物理学中，人们把改变物体的运动状态，产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作“力”。
　　其次，教师带领学生观察力的作用效果，总结得出，力使物体发生形變;力使物体的运动状态发生改变（大小、作用、方向）。得出力的定义：物体与物体之间的相互作用。教师再次提出问题1：力可以离开物体而单独存在吗？引出力的物质性;问题2：我们用手拍打桌子时，是手给桌子ー个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？引出问题的相互性（让学生用力打桌子，体会手的感觉）;问题3：用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，书的运动一样吗？引出力的矢量性。
　　最后，教师提出，如何通过作图来表示力昵？力的图示，引导学生从课本中寻找，力的三要素（大小、作用点、方向），进而将力表示出来;力的示意图，只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。提出力的单位：牛顿，符号N。
　　3. 鼓励学生大胆质疑，促进学生高阶思维发展
　　物理课堂的实际教学中，要想更好地培养学生该种能力，就应当鼓励学生进行质疑，以启发学生的高阶思维，还能提高学习兴趣。学生有了质疑，教师才能了解到学生学习的真实情况，也就能调整方案，提升教学效率。物理教师要运用合适的方法，引导学生质疑，鼓励学生质疑，从而促使学生进行探索，并解决问题。
　　譬如，讲授“电感和电容对交变电流的影响”知识时，物理教师先用实验的方法，帮助学生总结出结论，除电阻外，电容、电感对自流和交变电流的影响程度是不同的。为了保证课堂的连贯性，以及鼓励学生质疑，教师提出了这样的问题：感抗同交变电流频率存在何种联系;感抗同自感系数又有着何种联系;其与交变电流存在何种联系;容抗同交变电流频率存在何种联系;感抗同电容C之间的联系。这些问题的设置，让学生思维变得活跃起来，也敢于提出质疑，进而锻炼了学生思考问题和分析问题，以及解决问题的能力，从而有效培养了学生高阶思维能力。
　　五、 结语
　　综上所述，高中物理教学中，为了能更有效的培养学生高阶思维能力，教师需要转变教学观念，运用多样化的教学模式，同时丰富教学方法，合理设计更多课堂教学方案，并且鼓励学生大胆质疑，才能更好地培养高中生的高阶思维能力。
　　参考文献：
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　　[2]张建龙.高中物理教学中关于高阶思维能力的培养[J].考试周刊，2017（23）：85-86.
　　[3]曾志旺.基于实验探究教学，培养高阶思维能力[J].中学物理教学参考，2017（7）：52-55.
　　作者简介：
　　李怀喜，安徽省宿州市，安徽省泗县第一中学。
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