在物理教学中培养学生的批判性思维

批判性思维是“对于某种事物、现实和主张发现问题所在，同时，根据自身的思维逻辑做出主张的思考”，它的目的就是要对所学东西的真实性、准确性、价值性进行个人判断，从而对做什么和相信什么作出合理的决策.它已经成为21世纪教育的基础之一.联合国教科文组织的报告《教育――财富蕴藏其中》明确指出：教育应该使每个人，尤其借助于青年所受的教育，能够形成一种独立自主、富有批判精神的思想意识及能力.本文从更新教育观念、物理学史教学、概念与规律教学、实际问题的解决等几个方面，探讨在物理教学中培养学生批判性思维的途径.

批判性思维（Critical Thinking）是个人在当今信息社会里生存和发展的必备技能，是推动社会不断创新与进步的重要思维方式.与西方国家重视批判性思维的培养形成鲜明的反差，我国学校教育对批判性思维的培养缺乏足够的重视，导致我国学生批判性思维严重缺失的现状.结合学科教学培养学生的批判性思维是适合我国当前教育的可行途径.而高中物理教学具有丰富的批判性教育内容，研究高中物理教学中培养学生的批判性思维具有重要意义.

1 更新教育观念营造学生批判性思维产生的氛围

南京师范大学罗清旭博士曾利用修订过的《加利福尼亚批判性思维技能测试》（CCTST）和《加利福尼亚批判性思维倾向问卷》（CCTDI）对我国的部分大学生进行测试并与美国大学生的测试结果相比较，结果表明我国大学生的批判性思维严重缺失.这个结果并不令人意外，如果在高中教育阶段就缺乏批判性思维的启蒙与培养，那么到了大学阶段自然也会批判性思维能力不足.分析其原因有以下三个方面：首先是几千年以儒家思想为正统的中庸文化造就了国人的谨慎、保守的性格特征.“枪打出头鸟”，“羊随大群不挨打，人随大流不挨罚”等此种社会文化束缚了人们批判性思维的形成和发展；其次，传统家庭教育以“听话”为法则，听话时受到表扬和奖励，不听话时就会遭到批评和惩罚，如此不断强化，扼杀了学生心灵中批判性思维的萌芽.再次，是传统的学校教育以教材知识为真理，教师为权威，单一的评价系统和僵化的标准化考试体系，极大地压制了学生的批判精神和批判性思维的发展.对于以上三个原因，学校教育是最主要的.因此，教师必须更新观念，在平时教学与管理中坚持自由、民主、平等、和谐的原则，营造一种学生敢于质疑与批判的氛围，学生在学习活动中才能有质疑与批判的勇气，敢于坚持真理、追求成功.而不是随波逐流、人云亦云，这样培养出来的学生才会具备独立与创新的思维品质，将来才能成为大师、名家.

运用科学的、全面的教学评价机制，注重诊断、激励、发展，尊重个体和个体差异，激发个体的主体精神，促进学生的反思和总结，记录主体的成长.教师应该通过主体与客体、定性与定量的有机结合，实现评价多元化、民主化、多层次化.教学中对学生的评价可以根据每次讨论时学生发言的次数、完成任务的质量和口头回答、书面作业进行综合评估，从基础知识到解决问题的方法、思路、能力等角度考查，重视对学生认识过程、情感、动机、人格、价值观等非量化因素的评价.同时，让学生主动参与，使评价过程与教学过程统一起来，不要随意定论学生观点的对错，而要把重点放在对学生的解释、分析、评估、推理、判断和自我调节上，营造学生批判性思维产生的氛围.

2 在探究式教学中激发学生批判性思维的兴趣

学习自质疑开始，疑则思，思则学.“问题探究”教学模式是指根据教学内容及要求，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识，培养学生思维能力的一种教学模式.在教学过程中，把教学过程设计为学生主动探索知识、进行创造性思维的经历过程，教师要创设情境启发和鼓励学生自己发现并提出问题，经过收集信息、资料和深思酝酿，提出设想，发表见解，引发争论，进行批判性思考和实验验证，提高学生获取信息和解决问题的能力，培养学生的思维品质.

培养学生的质疑精神和思维品质，重要的是问题情境的创设.问题情境不是一般的提出问题，更重要的在于创造质疑诱思之境，由教师设置问题的主线，引导学生展开思维的空间.问题情境可以是独立的，也可以融于其它问题情境之中.物理教学中的问题情境创设，主要是以物理现象的观察、实验设计、实验数据的分析，及理论的逻辑推理等方面提出高质量的问题，同中见异，异中见奇.同时，问题情境的创设要善于运用直观演示、实验探索、制造“悖论”、反思析题等手段，把抽象的问题具体化，深奥的道理形象化，枯燥的知识趣味化，从而激发学生发现问题的欲望和探究问题的热情.

例如在讲解电功、焦耳定律这部分时，教师可以引入这样的情境：一线圈内阻为r的电动机，加在电压为u的电源上，电流强度I=u/r吗？激起学生的疑问，发表个人的看法.结合讨论，提供欧姆表、电压表、电流表和电源、小电动机等实验器材，让学生通过实验验证自己的猜想，提供正反论据.教师再引导学生比较在电机转动时，人为地抓住电机抑制转动，看电流表的读数分别等于什么，引导学生把握问题的核心.通过学生的讨论、思辩，引导学生从能量守恒的角度和等效电路的方法，从整体上把握电动机能量转化的本质和影响电流大小的内在机制（电磁感应）.

3 在物理学史中挖掘学生批判性思维培养的素材

在物理学的发展过程中，批判性思维起着至关重要的作用.因此，在高中物理教学中结合物理学史可培养学生的批判性思维.例如16世纪以前，亚里士多德的运动理论居统治地位.他把运动分成自然运动和强迫运动；重物下落是自然运动，天上星辰围绕地心作圆周运动，也是自然运动；而要让物体作强迫运动，必须有推动者，即有施力者.力一旦去除，运动即停止.从而得出“力是维持物体运动的原因”的结论.于是，从亚里士多德的教义出发，就必然得出物体越重下落越快的结论.亚里士多德的理论一直被人们奉为圣贤之言，不可触犯.伽利略敢于怀疑亚里士多德的关于落体的理论和关于力和运动的观点.利用亚里士多德的假设推论得到一个自相矛盾的结论，来批判亚里士多德的理论，否定亚里士多德的落体理论，还用实验研究和逻辑推理相结合的科学方法，得出了正确的落体理论和关于力和运动关系的理论，为物理学的发展作出了巨大的贡献.再如，卢瑟福根据“α粒子散射实验”的结果，否定了他的导师汤姆生关于原子的“枣糕模型”，创造性地提出了原子结构的正确图景、――“核式结构”；爱因斯坦敢于质疑几千年来根植在人们头脑中的绝对的时空观，提出了相对论，等等，类似的例子不胜枚举.从中我们体会到敢于怀疑和挑战权威、乐于思考的批判精神，以及由此取得的伟大成就.可见在物理学的发展中蕴藏着丰富的批判性思维教育素材.

科学是不断发展的，物理学也一样.新的科学发现会对已有的理论知识构成挑战，这要求我们不断地对这些理论进行检验和修改.物理学的发展日新月异，这要求学生在解决物理问题的过程中，需要对问题的价值、难度、性质等进行估计，对解题信息进行筛选，对思维的指向性的恰当与否作出判断，对推理过程的严密性与真实性以及结果的合理性进行检验，对解决问题的方式、方法进行批判性的评价，创造性地提出自己的见解，而不能只关注结果的正确与否.通过运用批判性思维，学生可以考察自己的活动经历，探究其中的问题和答案，激活思维，重构自己的理解.在教学中通过引导学生关注物理规律的发现过程、成立条件和发展演变的历史，使学生认识到物理规律并不是绝对的，不容质疑的，从而培养学生对否定的乐观态度和敢于质疑权威，不断探索的批判精神.

4 在物理概念、规律的教学中培养学生批判性思维的习惯

每一个物理概念的提出和定义、物理规律的发现，通常是在一定的背景下，经过一个曲折的过程，具有重要的意义.要学好物理充分要求学生善于考查事物的发生、发展的背景，客观地评价物理概念和规律的意义，体会物理知识对现实社会产生的深远影响，这也是批判性思维的一个重要方面.比如“质点”是牛顿力学中的一个基本概念，也是一个理想化模型.教学过程中要让学生体会到引入“质点”概念的必要性和科学性，了解质点模型舍弃了哪些次要因素，保留了哪些重要因素，可以将实际物体看成质点的原因；用理想模型代替实际物体或实际物理过程的重要意义.而这些教学过程可以培养学生关注问题的本质，抓住问题的重要因素而忽略次要因素的科学研究能力.

物理规律都有一定的适用条件和适用范围.在一定的条件下某个规律成立，适用于一定的范围，如果不满足条件或超出范围，则会得出错误的结论.缺乏批判性思维的同学，往往机械地记忆和套用物理公式，忽视问题的产生背景，而得不到符合实际的结果.比如，自由落体运动指的是一种理想的运动模型，条件是：①质点初速度为零，②只在重力作用下，③重力加速度恒定.将实际的落体运动当成自由落体来处理时，必须分析是否满足这三个条件.特别是实际的落体运动不可避免地受到空气阻力的作用，而且，空气阻力随速度的增大而增大，因此，当实际物体下落的高度比较高时，空气阻力往往不能忽略，也就不能视为自由落体运动.因此在运用自由落体的规律来分析解决实际问题时，必须要谨慎地分析问题的条件，正确判断是否能当成自由落体运动来处理，而不要盲目、机械地套用公式.

物理知识来源于生活、生产实际，最终也被用来解决生活和生产的实际问题.因此，在物理概念、规律的教学中，教师要引导学生全面理解和把握它们的内涵和外延，不要断章取义、以偏盖全，为物理知识的灵活应用打下基础，激发她们的好奇心和求知欲，逐步养成他们深刻理解、思维缜密的批判性思维习惯.

5 在实际问题的解决中提高学生批判性思维的能力

物理问题千变万化，一个物理问题的解决往往需要综合运用多个物理概念和规律，相似的物理情境，不同的条件会产生不同的问题和结果，解决这些问题，要求学生必须具有全面考虑、灵活取舍的分析解决问题的能力，缺乏批判性思维的学生往往分不清问题的具体条件或情境，以致在错综复杂的问题面前无法理清思路而束手无策，或是简单地、胡乱地套用公式了事.

在问题解决过程中，学生的思路陷入困境或对某问题发生争执而无法深入的时候，教师应准确地分析情境，把握时机，传授思维方法，点拨学生思路.教学中，除了要求学生学会运用分析、归纳、演绎、比较、极限法、假设法、反证法等一般的解答问题的方法之外，还可有意识地教给学生一些特殊的科学思维方法，如：物理模型法、类比法、等效法、整体法、守恒法、逆推法、微元法、转换法（转换对象、转换条件、转换过程、转换状态）等，使学生思维开辟新途径，克服思维障碍，获得顿悟与突破性的成功.

传统的教学模式是一种“记忆型教学文化”，这种文化环境培养的是学生被动地接受知识的倾向，而不是积极地探寻和评价信息，这当然不利于批判性思维的培养.教师应该设计一种新型的教学模式――“思维性教学文化”.在这种模式下，不是要求学生被动地接受知识，而是鼓励学生进行大胆的反思，迫使他们提出问题，探查假设，寻求合理性.教师要纠正“唯专业教育”的片面性，克服重知识、轻能力的不良倾向，加强学生的批判性思维培养的意识和技能.从而为学生的未来人生的发展打下良好的知识与能力基础.