普通高中物理 物理习题解决中学生批判性思维技能的培养(word版资料).doc

物理习题解决中学生批判性思维技能的培养内容提要本文主要根据问题解决理论分析物理习题解决过程与批判性思维技能之间的联系从物理习题的设计物理习题的解答物理习题的反思三个方面提出在习题解决中培养学生批判性思维技能的策略培养学生的科学推理能力提升学生的科学思维普通高中物理课程标准2017版2020修订中指出物理教学中要培养学生的核心素养包含物质观念科学思维科学探究和科学态度与责任同时在课程目标中指出学生通过物理学习应具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力能运用证据对研究的问题进行描述解释和预测具有批判性思维的意识能基于证据大胆质疑从不同角度思考问题追求科技创新能够基于经验事实建构理想模型能提出问题分析问题推理论证能基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑批判检验和修正并提出创造性见解的能力与品质对于物理问题模型构建解决物理问题所需要论证和推理对不同观点和结论进行说明批判解释和修正这些都是批判性思维的核心内容批判性思维能力包括批判性思维倾向和批判性思维技能批判性思维倾向包含求真度思想开放度分析性系统性自信心求知欲和认知成熟度而批判性思维技能包含解释分析评估推理说明和自我调节根据中国高考评价体系从考查学生的五种能力向物理核心素养从解题向解决问题转变物理习题是物理情境指向物理问题的载体教师习题教学和学生习题解答过程都是对信息的处理加工和辨析在分析中去评估推理质疑最终达到问题解决的目的这个过程是批判性思维深度参与的过程也是形成学生辩证解决物理问题的过程一物理习题解决过程与批判性思维技能的联系将物理习题的解决过程看成问题解决的过程根据问题解决中的信息加工理论可知问题解决包括问题表征确定问题的解决策略运用算子和评价当前状态四个阶段而物理习题的解决过程一般可分为感知图文信息梳理物理情景构建物理模型谋划解题策略生成解答过程和反思诊断拓展六个环节分为信息分析阶段解题规划阶段解题实施阶段自我评价阶段四个阶段在这四个阶段中对学生批判性思维的解释分析评估推理说明和自我调节这六大技能都有一定的体现和要求它们之间的联系如下图所示二物理习题教学中培养学生批判性思维技能的策略1物理习题设计当前高中阶段学生的物理习题主要来源教材课后习题教辅资料或教师自编资料在巩固学生所学物理基础知识和规律的基础上侧重于培养学生的解题技巧让大量的学生被动式地刷题缺乏对物理思维的思考导致学生物理核心素养没有得以很好提升多角度多样化地摆脱传统习题设计思路是提升学生习题解决中批判性思维技能的首要策略可从以下几方面思考1设置不定项选择题选择题是学生根据题目所给的题干情景判断所给的选项是否正确完成一道选择题就需要对每一个选项的正误进行分析推论评估说明等很好的体现学生的批判性思维当前物理选择题含单选和多选出题时单选和多项评估物理习题感知图文信息梳理物理情境构建物理模型谋划解题策略生成解答过程反思诊断拓展分析信息阶段将习题内容表征为物理问题抓取题中各类信息直接隐藏理清各信息的含义及关系解题规划阶段提取和题目有关的物理知识将题目信息和已有知识建立联系在各种解决方案中选择自认为合适的方案确立解题基本思路解题实施阶段按照既定方案解题在遇到困难时及时调整解题方案自我评价阶段对解题结果的对错做出判断对解题策略的选择做出解释对解题的步骤是否合理做出说明阅读理解信息加工理论批判性思维技能解释分析分析推理推理说明自我调节是在题干上有明确提示的这样的设置其实降低了学生做题时思维难度和判断难度平时物理习题的设计可以省去提示增强学生的分析评估难度有助于学生批判性思维的培养2设置解释推理证明类习题物理习题中大量题目涉及是对实际生活情况的处理对学生有较高的能力要求往往对于一些没有对基本知识和规律以及物理建模能力思维方法有很好理解的学生来说要完成是非常吃力的很多学生对于基本的物理知识和规律的理解是机械地记忆没有很好地从解释分析这个理性逻辑思维的角度消化融合导致其解决物理问题的能力不够理想解释和推理证明类题目往往来源于教材特别是教材中的讨论活动和教材编写的内容对这一部分材料进行改编可以得到很多有味道的好题目其思考过程更需学生具备较好的批判性思维技能比如解释性题目可以这样命制牛顿第一定律中的运动状态指哪个物理量其中有引出了哪个物理量楞次定律中阻碍是什么意思为什么说楞次定律是能量守恒定律的必然结果这类题目的解答就需要学生充分理解物理概念物理规律比如推理证明类的题目可以这样命制利用牛顿第二定律和运动学公式证明动能定理和动量定理根据碰撞模型用动量定理证明碰撞过程系统动量守恒利用电动势的定义根据能量守恒定律证明电动势数值上等于内外电路电势降落之和等等这些证明类题目更多是让学生对规律的理论推导有更清晰的认识对物理的思维过程有直观的理解而非机械式的记忆3习题设问另类性平时物理计算题的设问对题目题意理解及过程分析等需较强文字性描述题目一方面让学生明白物理习题的解答不是只有一个个字母公式也需要适当准确的文字描述另一方面加强在培养学生抓取分析题干图文信息的基础上将原来需要学生在大脑中思考的问题显像化具体化书面化加强学生语言描述和说明的准确性例如请找出题目中关键的物理专有名词并解释其意义该题的研究对象是什么其物理过程分为几个阶段每个阶段怎样的物理过程物理过程运动过程振动状态电路结构状态光路状态等研究对象在各阶段物理过程对应的物理模型及使用的物理规律是什么等4设计开放性试题2021年高考命题原则指出试题开放探究创新指出高考试题要增大探究性扩大开放性同时鼓励有独特见解有思想水平有创新精神的答案所以物理习题在设计时既需要与自然现象相关又要与生活生产紧密相连还要增加学生思考的灵活度开放性与思辨性例如学生设置条件再求解问题或是学生自主设计问题由问题的难易程度赋分等5设计活动式习题或项目式习题人教版教材每册后面都设计了一个课题研究并给出了研究样例和参考选题例如必修一给出了球形物体空气阻力大小与速率关系的研究的研究样例和橡皮筋会不会疲劳同一橡皮筋每次实验的Fx图像是不是都相同的参考选题利用这些课题可以布置成活动式或者项目式习题学生分小组合作完成课题研究中涉及到实验探究的设计考查学生提出物理问题形成猜想和假设设计实验与制订方案获取和处理信息基于证据得出结论并作出解释以及对科学探究过程和结果进行交流评估反思的能力在课题研究的过程中也渗透了学生批判性思维的培养除去教材中涉及的课题外还可以从教材习题中或者实验中设置学生熟悉常见的题目供学生进行项目式学习研究比如多种方法测量动摩擦因数多种方法测量重力加速度g测量地磁场等通过多视角设计物理习题给学生提供更多自由的思考多角度的发散更加有助于培养学生批判性思维能力2物理习题解决过程的调控物理习题解决过程前面已叙述其与学生的批判性思维紧密相连在解题过程中培养学生的批判性思维可以加强对解题过程的自我监控与调节1自我提问法自我提问法是指学生在解决物理习题过程中给自己提出问题启发自己的思路监测调节自我解题进程使习题获得解决的方法依据前面物理习题解决的一般模式可以将自我提问分为四个阶段解题前的自我提问明确任务制定计划解题中的自我提问构建模型谋划策略书写解答过程的自我提问思路清晰解答规范例如题目的已知条件是什么求解问题是什么我是否已经明确题中物理专有名词的含义是否已经找出题中所有关键信息是否正确使用题中的关键信息谋划出解题思路是否正确作出相应的图示物理规律公式是否书写正确单位是否统一2思维框图法解题过程中可借助流程图或者思维导图的形式将解题思路画出来比如解决动力学问题的流程图如下3物理习题解决后的反思习题解决后的反思不是单纯大脑重新回顾一遍更应该以可实体化的形式让学生真正脚踏实地的反思有料的反思1错题类型题归纳整理错题类型题的归纳总结不仅仅是将所有的错题在笔记本上超一遍然后写上解题过程就完了在培养学生批判性思维的过程中更应该提倡学生精选错题和典型题可通过裁剪的形式加快效率贴在错题本上错题典型题旁边需记录习题解答过程中出现的思维障碍及解决方式心理历程该类题目考查的知识点形成的知识网络思维导图或框图同一题目不同的解题思路及方法1至2道同类型题目的摘抄及求解过程该类型题目的自我创作题目内容解答过程及编题思路编题反思过程2命题思路分析对于典型常考型习题教师在学生完成习题后可给学生进行动能定理的解题步骤1明确研究对象一般为单个物体2明确研究过程确定初末状态3明确研究对象在研究过程中的受力情况各力做功情况以及合力做功受力分析1受力分析顺序已知力重力弹力摩擦力电场力磁场力2方法整体法和隔离法依据运动状态分析牛顿运动定律力做功的情况1做功的计算WFxcos包括功的正负2合力做功的计算W合F合xcosF合为恒力或W合W1W2W34明确研究对象在研究过程中的初末状态的动能并及算出动能改变量动能Ekmv22动能改变量EkEk2Ek1mv222mv1225根据动能定理列方程表达式W合Ek6解方程验证答案动能定理规律运用知识结构网络图牛顿第二定律对象受力分析明确研究对象及研究过程确定各运动阶段的运动情况确定各运动阶段的已知量和待求量选用合适的物理规律求解问题牛顿第二定律运动学公式能量观点动量观点对象的选取对象的状态对象的过程对象运动草图列出方程求解方程检验结果命题思路的分析这道题目考的知识点是什么为什么要给这些条件为什么要这样设问让学生明确出题者的意图知其然也知其所以然3设计反馈习题教师为主反馈习题主要针对已完成习题改编改编思路保留原有题干不变增加设问设问也可由学生自行设计或是改变题干中的部分条件重新求解原问题或增加新问题核心保持原有考点不变引导学生对习题的自我评估和反思特别针对月考期中考试等大型考试题目的改编更加有利于学生理解物理模型掌握物理知识海淀区考题展示4学生自编习题学生为主在学生理解习题编写的思路过程和明确命题规律后可引导学生自主改编或原创物理习题以学生命制习题为作业供学生选用完成并通过相互交流和分享对试题进行评价修改加强学生深化物理知识的理解5解题过程的自我评价与他人评价学生对自我出声是学生对自己讲述自己整个解题过程同时自我对讲述过程作出的评价实现解题过程的自我监测学生对他人出声是学生对同学或教师讲述自己的整个解题过程由同学或教师对其解题过程作出评价帮助其指出解题过程的优劣处及思维障碍实现解题过程的他人监测6情景再现原则为增加习题课课堂的吸引力激发学生学习兴趣和积极性提升学生课堂参与度增强学习的有效性可将由文字表述或图像表表述的物理情景采用图片视频或现场实验演示等形式在教学过程中再现化学生通过直观地观察物理情景能清晰认识其所呈现的物理现象过程及结果更有效地从中忽略次要因素找到关键要素构建物理模型极大提升自身解决物理习题的主动性并能真实感受物理规律是如何解决实际问题的让整个课堂教学更具有立体感从习题的设计到习题的反思过程中都是学生物理科学思维的学习与吸纳过程在习题解决过程中渗透学生批判性思维的培养更加有助于学生进行科学推理形成科学思维在物理习题教学中培养学生的批判性思维技能是一样长期的事情需要在平时的习题练习和习题课教学过程中持续性进行慢慢养成学生的习题解决的习惯需要学生和教师具有持之以恒的态度和精神只要能够坚持不懈地做下去一定会有好的收获参考文献1李智慧新课程背景下的物理习题课实践思考当代教育理论与实践201192中华人民共和国教育部制定普通高中物理课程标准2017版北京人民教育出版社201855页3安淑盈高中生物理解题中自我监控能力的培养策略研究D河南师范大学2014