物理教学中基于问题的高阶思维培养策略 新

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1、物理教学中基于问题的高阶思维培养策略曾志旺（玉环县楚门中学浙江台州317605）摘要：高阶思维是学生创新素养的一个核心要素，有效地培养学生的高阶思维能力是物理教学的追求。本文阐述了高阶思维的基本内涵，提出基于问题的高阶思维培养的5种策略。关键词：基于问题高阶思维培养策略思维能力从来就被视为创新能力的重要因素。不论是对生活、科学的态度，还是特长发展的选择，或是问题解决的实践，都离不开思维的发展，特别是高阶思维能力（HighOrderThinkingSkills）的发展。高阶思维是学生创新素养的一个核心要素，有效地培养学生的高阶思

2、维能力是物理教学的追求。1高阶思维的基本内涵按照心智活动或认知能力，思维分为高阶和低阶思维。高阶思维是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力。美国学者瑞斯尼克（Resnick）认为，高阶思维是不规则的、复杂的，能够产生多种解决方法，需要多种应用标准，自动调节，且包含不确定性。布鲁姆对学习者的思维发展从认知角度细化为具体可操作的六个层次（2001版，右表）。其中，分析、评价和创造称之为高阶思维。国内教育界也认同高阶思维是较高认知水平上的心智活动或认知能力，是一种跨学科、跨知识领域，能对思维予以评价的思维。它是生成性思维和

3、批判性思维的互补运用，是一种创造性的跨学科知识的思维。高阶思维是高阶能力的核心，直接表现为创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力，是适应知识时代发展的关键能力。2基于问题的高阶思维培养策略通过解决问题来学习的思想由来已久，从苏格拉底的谈话法到杜威的问题教学法、布鲁姆的发现学习法，都是以问题为中心的学习方法。物理教学中巧妙地设置各种问题，实现对知识自主建构和深度理解的同时，进而有效培养学生的高阶思维能力。2.1设置阶梯性物理问题，在低阶思维的基础上提升高阶思维把一个复杂的、难度较大的课题分解成若干个相互联系的子问题、或把

4、解决某个问题的完整的思维过程分解成几个小阶段5，从而形成的阶梯性问题，能有效地把学生的思维引向新的高度。阶梯性问题的设置应考虑适应性和针对性，即针对学生已有知识、心理发展水平和学习材料的难易程度；其次应具有序性和阶梯性，即针对知识的系统性和学生认知发展水平的有序性。阶梯性问题坡度适中、排列有序、形成有层次结构的开放性系统，能有效地实现思维由低阶向高阶的转换，从而培养高阶思维能力。案例1在进行“电阻定律”课题教学中，研究导体电阻的大小究竟与哪些因素有关，我们通过分解形成如下阶梯性问题：（1）导体电阻的大小可能与哪些因素有关?试根

5、据已有知识进行猜测。（2）导体的电阻与各相关因素的关系可能如何?试猜测。（3）如何通过实验确定导体的电阻和长度、横截面积、材料的关系?试设计实验电路。（4）在检验导体的电阻与各相关因素的关系时，实验条件应怎样进行控制?（5）由本实验可以看到，对多因素的问题要通过实验确定各个因素的作用，其基本方法是什么?等等。问题（1）（2）比较简单，涉及的认知维度是学生已有知识和经验的回忆和简单应用，思维的层级是低阶思维。在此基础上提出的问题（3）（4）（5）需要进行有效的分析、运用“控制变量思想”和创新设计实验方案，并对实验全过程进行反思和

6、评价，形成物理基本观念，涉及的认知维度属高阶思维。2.2设置开放性问题，在思维的动态变化中培养高阶思维封闭性问题具有静态、唯一的特征，没有灰色地带，认知和思维是单一的，传统物理教学问题往往是封闭的。开放性问题是一类思维要求很高的问题，具有智力挑战性。它或因条件是多维的，导致答案多元化特征；或因条件是变化的，导致分析方法的不同和结果的变化；或者因思维途径的开放性从而导致解决方法的多样化。开放性问题的解决，往往需要学生进行深度的分析、评价、创造→分析、评价、创造…。开放性问题有利于培养学生创新意识、独立思考能力，有效培养学生的高阶

7、思维。一题多解、多联和多变等开放性问题均可以使学生产生多向联想，实现高阶思维培养。案例2“探究功与速度变化的关系”课题教学中，教师设置初速度为零的简单模型，提出如何设计实验方案?学生在实验方案的设计过程中不断调动原有认知和实验经验（分析、评价、创造→分析、评价、创造→…），非常有效地实现着高阶思维的提升。在设计方案时，需要思考以下两个问题：一是如何间接或直接测量所做的功W；二是如何测量某时刻的速度V。学生结合对问题的思考，提出了如下可行的方案。⑴借助于改变橡皮筋的根数改变做的功W。设计如图1实验方案（人教版教材中的方案1）。⑵

8、借助于功的定义改变做的功W。①合力不变，改变位移。学生联系已学的知识，将“研究自由落体运动”和“探究加速度和力、质量的关系”的实验装置迁移过来，形成两种方案：一、如图2，借助于刻度尺在纸带上测出重锤多次下落的位移，计算出相应的速度。……；二，如图3，“小车”受到的合力为恒力，