以物理實驗培養學生高階思維能力

張敬蘭

物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然學科，物理實驗對于提高物理教學質量，培養學生的高階思維，全面落實培養科學素養的目標，具有其他教學內容和形式所不能替代的作用。那么在教學過程中，如何通過實驗有效培養學生的高階思維能力呢？設疑激趣，培養高階思維能力

興趣是最好的老師，學生如果對學習的內容產生了興趣，學習過程對他們來說就不再是一種負擔，而是一種享受，正所謂“知之者，不如好之者;好之者，不如樂之者”。恰到好處的情境設置，能點燃學生的求知欲望和學習思維的興奮點，調動學生學習的主動性，讓學生于不知不覺中， 自然地進入學習探究狀態。例如在《光的折射》一節的教學中，首先讓學生做了這樣一個實驗：在一個玻璃槽中裝水，水中插上一個塑料泡沫片，在塑料泡沫片上粘貼一條用塑料紙剪成的魚，讓同學們各用一根鋼絲猛刺水中的魚，但是沒有一個學生能刺到水中的魚。之后讓學生小組討論、猜想他們沒有叉到魚的原因，課堂氣氛一下活躍起來，學生們展開想象的翅膀，踴躍回答。“因為我們手的準確程度不夠”“別我們看到的魚不是魚的真實位置”……教師并不急于作答，而是引導學生們挑選桌上老師事先準備的器材驗證自己的猜想。當學生看到插入水中的筷子、刻度尺等好像向上折斷了，馬上明白了他們所看到的魚實際上是在真實魚的上方。許多學生又提出，為什么會出現這種現象？這樣的引入，很快地集中了學生的注意力，為接下來用實驗研究光的折射規律創造了良好的氛圍，如此自然地把學生帶入一個學習的境地，點燃學生的求知興奮點，使學生要知、愿知、易知，從而潛移默化地培養了學生如何收集和處理信息、獲取新知識的能力，促進了學生高階思維的發展。

自主探究，提高高階思維能力

目前在我們傳統的課堂上，教與學的形式決定了大多數情況下仍是以“滿堂灌”為主，學生只是被動接受知識，而不是主動探究、積極建構的學習，以至于多數教學依舊局限在低階思維的層次上。“教學更重要的是要教科學研究的過程和方法。”所以要想把教學過程變成“教學合一”的過程，就一定要讓學生“動”起來。《浮力―阿基米德原理》一節的教學為了讓學生明確物體在液體中受到的浮力大小跟哪些因素有關，鼓勵學生以小組為單位設計實驗方案。有的小組利用向水中加鹽的方法使沉入水中的雞蛋浮了起來，驗證出浮力的大小與液體的密度有關;有的小組利用“稱重法”驗證出浮力的大小與物體排開液體的體積有關，小組成員團結協作，各小組相互質疑，相互糾錯，相互補充，教師巡回指導，適時點撥，最終設計出一套完整的可以實施的實驗方案。學生依據實驗方案進行實驗、觀察、記錄數據、交流分析歸納得出結論。在“交流與評估”環節，學生積極分享實驗中遇到的問題及解決方法，交流在實驗中的新發現，相互取長補短，查漏補缺。評估是對實驗過程的反思，學生從評估中汲取經驗教訓，有利于學生養成嚴謹的科學態度和勇于探求新知識的進取精神，有利于提高學生的批評性思維。教師在整堂課上擔當的角色是指導者、合作者，學生在教師的指導下，經歷了一個從提出問題、假設猜想、設計實驗到進行實驗、分析論證、交流合作的探究全過程，鍛煉了學生實驗、觀察、質疑、相互協作能力，以及搜集和處理信息能力、分析和解決問題能力。最終促進學生對知識的自主構建和深度理解，有效培養了學生的高階思維能力。

課外延展，提升高階思維能力

物理是一門與生活實際緊密相連的學科。課外小實驗可以拉近物理與生活的距離，是課堂教學的延伸和補充，學生通過課外實驗，可以大大豐富感性認識，深化與活化己掌握的物理知識并融會貫通，既有利于學生個性的發展和智力開發，又有利于學生思維從低階思維向高階思維的轉化。在教學過程中，我會根據教學進度規劃學生的課外小實驗，基本保證每周一個課外小實驗，讓學生使用身邊唾手可得的物品進行實驗。并利用及時評價督促學生認真完成實驗，同時通過交流評估給學生提供一個交流學習的平臺。如在交流自制萬花筒的時候，我特意讓學生交流萬花筒里的小鏡子是如何準備的，有的同學是直接買的，有的同學是在玻璃店找到的邊角料，還有同學是在家長指導下，將棉線沾上煤油綁在需要切割的鏡面上，燃燒棉線，然后輕松地切割出需要的小鏡子.這些方法都為下周制作潛望鏡提供了便利。為了激發學生的創新意識，我還會不定期舉行一些物理創新實驗比賽，鼓勵學生根據課本知識進行小發明、小創作，學生的積極性非常高，制作出了不少優秀作品。這些創新實驗比賽，最大限度地啟發了學生的學習主動性和創造性，學生的創新意識被喚起，創新思維得到發展，高階思維得到提升。

時代的發展離不開具有高階思維的人才，培養學生高階思維，任重道遠。物理實驗是培養學生高階思維能力的一種有效途徑。教師要根據不同的教學內容，采取相應的教學策略，設計相應的教學實驗，開啟學生智慧，挖掘學生潛能，促使學生深度學習，為學生的高階思維培養插上翅膀，是一項重要的任務，“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，我們應該不負使命，擔負起自己的責任。

（作者單位：山東省威海市城里中學）