教學(xué)生“像科學(xué)家一樣思考”

【摘要】科學(xué)家做物理學(xué)研究是有科研范式的。通過(guò)吸收其合理內(nèi)核，結(jié)合深度學(xué)習(xí)理論，以批判性思維培養(yǎng)為基點(diǎn)，構(gòu)建課堂教學(xué)新范式，并以“追尋守恒量”教學(xué)為例，具體闡釋其操作方式和價(jià)值意義。

【關(guān)鍵詞】課堂改革;深度學(xué)習(xí);物理實(shí)驗(yàn);邏輯推理

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009（2020）67-0074-06

【作者簡(jiǎn)介】汪明，江蘇省常州高級(jí)中學(xué)（江蘇常州，213000）副校長(zhǎng)，正高級(jí)教師，江蘇省特級(jí)教師，全國(guó)優(yōu)秀教師，“江蘇人民教育家培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對(duì)象，首批江蘇省名師工作室主持人。

2020年1月，教育部著眼于國(guó)家對(duì)人才的戰(zhàn)略需要，為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才而實(shí)施“強(qiáng)基計(jì)劃”。國(guó)際上，美國(guó)已經(jīng)把其21世紀(jì)學(xué)習(xí)框架中人才培養(yǎng)的18個(gè)要素聚焦為“4C核心素養(yǎng)”，再聚焦“核心素養(yǎng)的心臟”謂為“反思”（the heart of key competencies）。反思的本質(zhì)就是對(duì)思維不斷批判、不斷重新認(rèn)知的過(guò)程，因此，課堂教學(xué)應(yīng)該提供給學(xué)生真實(shí)的問(wèn)題場(chǎng)景，讓學(xué)生在與情境的持續(xù)互動(dòng)過(guò)程中開(kāi)展觀察、實(shí)踐、評(píng)價(jià)與反思，從而發(fā)展學(xué)生分析、評(píng)估和創(chuàng)造等高階思維能力，努力讓學(xué)生學(xué)會(huì)“像科學(xué)家一樣思考”。

一、教學(xué)模型

物理學(xué)的研究范式離不開(kāi)思維與實(shí)踐。課堂上理應(yīng)重視批判性思維的運(yùn)用，踐行深度學(xué)習(xí)理論，教會(huì)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考。具體到物理學(xué)科教學(xué)，教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行批判性思維訓(xùn)練，培育學(xué)生的理性精神和實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生尊重事實(shí)和證據(jù)，有實(shí)證精神，有科學(xué)態(tài)度，邏輯清晰，求真務(wù)實(shí)，會(huì)應(yīng)用科學(xué)的思維方式認(rèn)識(shí)事物和解決問(wèn)題，并能規(guī)范自己的行為。其研究范式一般可總結(jié)為：提出命題→理論解釋→理論預(yù)言→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→反思評(píng)價(jià)→完善理論→再次提出命題……可以看出，物理學(xué)的理論構(gòu)建最終都要以觀測(cè)或?qū)嶒?yàn)事實(shí)為準(zhǔn)則，當(dāng)一個(gè)理論與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符時(shí)，它就面臨著被修改或者被推翻，進(jìn)而提出新的命題，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期。

在此基礎(chǔ)上建構(gòu)出“像科學(xué)家一樣思考”的課堂教學(xué)模型，是基于批判性思維的深度學(xué)習(xí)模型，其教學(xué)模型如圖1所示：

圖1展示了本研究所構(gòu)建的“基于批判性思維的深度學(xué)習(xí)模型”。左側(cè)框圖呈現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的一般過(guò)程，右側(cè)框圖呈現(xiàn)的是相關(guān)的批判性思維能力諸要素，兩框之間的箭頭體現(xiàn)了批判性思維對(duì)深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的整合功能。

在學(xué)習(xí)伊始階段，通過(guò)“識(shí)別問(wèn)題”和“明確目標(biāo)”，學(xué)習(xí)者將知識(shí)與其產(chǎn)生的問(wèn)題背景相聯(lián)系，明晰知識(shí)產(chǎn)生的目標(biāo)價(jià)值取向。通過(guò)深度剖析知識(shí)產(chǎn)生的來(lái)龍去脈，有效避免了知識(shí)的孤立學(xué)習(xí)，為知識(shí)的抽象提煉提供更為豐富、深刻的經(jīng)驗(yàn)背景。

在“回憶已知”（即激活原有知識(shí)）和“選擇性知覺(jué)”（即聯(lián)系新知）階段，學(xué)生通過(guò)批判性思維，感知、搜集與整理與當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容相關(guān)的有用信息，在“信息整合與知識(shí)建構(gòu)”階段，學(xué)習(xí)者通過(guò)評(píng)估、整合信息，在新舊知識(shí)間尋找相關(guān)聯(lián)因素，做出相關(guān)假設(shè)，形成合理判斷，即建立有關(guān)概念、原理、策略的理性認(rèn)識(shí)。

“問(wèn)題解決”與“遷移運(yùn)用”最能體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的基本特征。這兩類(lèi)活動(dòng)促使學(xué)生突破知識(shí)的簡(jiǎn)單記憶，達(dá)成知識(shí)的深刻理解與靈活運(yùn)用。遷移運(yùn)用和問(wèn)題解決均要求學(xué)生在新的問(wèn)題情境中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)界定問(wèn)題、分析問(wèn)題、提出假設(shè)、行動(dòng)反思，在這一階段，學(xué)生有可能并不是一次性地完成概念建構(gòu)，而是需要經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐檢驗(yàn)后多次建構(gòu)，這一過(guò)程恰恰蘊(yùn)含著批判性思維能力的形成。正是經(jīng)歷這樣的理解、應(yīng)用和反思，學(xué)生才得以從多角度、深層次理解知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的多維建構(gòu)。

鑒于批判性思維在深度學(xué)習(xí)能力結(jié)構(gòu)中的特殊地位，筆者以人教版高中物理必修2中“追尋守恒量”這節(jié)教學(xué)內(nèi)容為例，將該模型與具體學(xué)科教學(xué)相結(jié)合，以實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證其學(xué)習(xí)效果，意圖通過(guò)思維課堂與深度學(xué)習(xí)相整合，提升學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)、遷移與運(yùn)用的水平，建構(gòu)學(xué)生的運(yùn)用批判性思維和高階思維的能力與品質(zhì)。

二、教學(xué)實(shí)施

“追尋守恒量”這一章節(jié)，是物理新課程改革的新增內(nèi)容，文字內(nèi)容雖少，但地位極其重要。這節(jié)課的教學(xué)需要教師根據(jù)學(xué)情和自身研究特長(zhǎng)進(jìn)行有目的的擴(kuò)展，具體說(shuō)來(lái)有三方面：一是從生活現(xiàn)象中感悟守恒的思想種子，知道自然界中存在著多種守恒，守恒是自然界的重要規(guī)律，體會(huì)尋找守恒量是科學(xué)研究重要的思路，也是解決問(wèn)題的途徑;二是從物理學(xué)角度挖掘相關(guān)物理量守恒的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)觀察分析與數(shù)學(xué)推理分析，讓學(xué)生經(jīng)歷類(lèi)似于科學(xué)家的研究過(guò)程，從實(shí)際情景中抽象概括出某種關(guān)鍵因素，運(yùn)用已有的知識(shí)和方法，進(jìn)發(fā)靈感，升華出新概念或新觀念;三是從物理學(xué)史角度介紹能量守恒的發(fā)現(xiàn)歷程，了解人類(lèi)追尋“能量”這一守恒量的探究過(guò)程，體驗(yàn)守恒思想的重要意義，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，提升科學(xué)探究能力并促進(jìn)其科學(xué)思維的形成。

1.生活情境，體驗(yàn)科學(xué)建模。

先引導(dǎo)學(xué)生精讀文本，接著筆者設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，故意讓玩具“魔方”掉落在地上，散落在講臺(tái)前各處，然后讓學(xué)生尋找遺失的部分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺少了一塊。提問(wèn)：

師：在確保剛剛魔方是完整的情況下，如果給你足夠的時(shí)間，我們能不能找到？

生：能。

師：是什么堅(jiān)定你可以找到的信念？

生：魔方塊是不可能無(wú)辜消失的，其總量是保持不變的。

調(diào)動(dòng)出學(xué)生的興趣之后，接著筆者又給學(xué)生講了一個(gè)小故事，增加生活中案例的復(fù)雜性，聯(lián)系數(shù)學(xué)公式進(jìn)行邏輯推理同時(shí)抽象出守恒的概念，讓學(xué)生體味生活中的守恒思想。

【小故事】淘氣的丹尼斯（Dennis）

有一個(gè)孩子叫丹尼斯（Dennis）孩子，他有一堆積木，這些積木是絕對(duì)不會(huì)損壞的，也不能分成更小的東西。每一塊都和其余的相同。讓我們假定他共有28塊積木。每天早上他的母親把他連同28塊積木一起留在一個(gè)房間里。到了晚上，母親出于好奇心很仔細(xì)地點(diǎn)了積木的數(shù)目，于是發(fā)現(xiàn)了一條關(guān)于現(xiàn)象的規(guī)律——無(wú)論丹尼斯怎樣玩積木，積木數(shù)日仍舊是28塊！這種情況繼續(xù)了好幾天。

直到有一次，她清點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)只有25塊積木。然而，在房間里有一個(gè)玩具箱，母親走過(guò)去打開(kāi)這個(gè)箱子，但是孩子大聲叫喊道：“不，別打開(kāi)我的箱子。”這時(shí)母親十分好奇，也比較機(jī)靈，她想出了一種辦法，她知道一塊積木重3英兩，有一次當(dāng)她看到積木有28塊時(shí)曾經(jīng)稱(chēng)過(guò)箱子的重量為16英兩，這一次她想核對(duì)一下，就重新稱(chēng)一下箱子的重量，然后減去16英兩，再除以3，于是就發(fā)現(xiàn)了以下的式子：

接著，又好像出現(xiàn)了某種新的偏差，但是仔細(xì)的研究又指出，浴缸里的臟水的高度發(fā)生了變化，孩子正在把積木扔到水里去，只是她看不見(jiàn)這些積木，因?yàn)樗芑鞚?。不過(guò)，在她的公式里再添上一項(xiàng)，她就可以查明在水中有幾塊積木。由于水的高度原來(lái)是6英寸，每一塊積木會(huì)使水升高1/4英寸，因而這個(gè)新的公式將是：

師：支撐母親積木數(shù)目28塊不變的信念是什么？

生：物質(zhì)不滅，積木數(shù)目總量守恒。

2.實(shí)驗(yàn)探究，領(lǐng)悟科學(xué)方法。

物理離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。為了使學(xué)生對(duì)守恒思想有所感悟，教學(xué)中設(shè)計(jì)了各類(lèi)不同實(shí)驗(yàn)，采用類(lèi)似于科學(xué)家的研究范式，運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)—?dú)w納”思維，讓學(xué)生對(duì)科學(xué)研究過(guò)程有所體驗(yàn)，從實(shí)際情景中抽象出能量、動(dòng)能、勢(shì)能等概念，提升學(xué)生的認(rèn)知能力。

【實(shí)驗(yàn)1】“小球碰鼻子”：一位“勇敢”的學(xué)生將鐵球拉到鼻子位置從靜止釋放，觀察小球的運(yùn)動(dòng)情況以及在球再次擺回來(lái)時(shí)學(xué)生的反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)2】“彈簧振子”：彈簧振子是一個(gè)不考慮摩擦阻力，不考慮彈簧的質(zhì)量，不考慮振子的大小和形狀的理想化的物理模型。教學(xué)時(shí)可用氣墊式彈簧振子，把振子拉出平衡位置后，觀察其在振動(dòng)時(shí)位置坐標(biāo)變化的特征。

【實(shí)驗(yàn)3】麥克斯韋滾擺：當(dāng)捻動(dòng)滾擺的軸，使?jié)L擺上升到頂點(diǎn)時(shí)，貯存勢(shì)能，然后松開(kāi)滾擺，開(kāi)始旋轉(zhuǎn)下降，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。會(huì)發(fā)現(xiàn)滾擺下降時(shí)速度變大，到最低點(diǎn)后，它又開(kāi)始纏繞懸線使?jié)L擺上升。如果沒(méi)有任何阻力，滾擺每次上升的高度都相同，上下滾動(dòng)中最大高度幾乎不變，好像它“記得”原來(lái)上升的位置。

【實(shí)驗(yàn)4】彈性碰撞球：拉起一個(gè)小球，讓其碰撞其他靜止的小球，結(jié)果原先被拉起的小球會(huì)突然靜止，而原先靜止的最后一個(gè)小球會(huì)接過(guò)第一個(gè)球的速度，運(yùn)動(dòng)到第一個(gè)小球被拉起的高度，而且好像“記得”原來(lái)的高度。然后落下，如此來(lái)回往復(fù)。實(shí)驗(yàn)中還可以拉起兩個(gè)小球、三個(gè)小球……讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，同時(shí)老師不斷強(qiáng)化“小球‘記得原來(lái)的位置”這一認(rèn)識(shí)。

【實(shí)驗(yàn)5】伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)：讓小球從左邊某一高度靜止滑下（如圖2所示），最終它能滾到右邊相同的高度，而且還能回到初始位置;若將右邊的斜面變得平緩些，會(huì)發(fā)現(xiàn)小球運(yùn)動(dòng)的路程更長(zhǎng)了，但還是“記得”原來(lái)的高度……

師：如果將右邊的斜面變成水平，那么小球的運(yùn)動(dòng)又將如何呢？

生：小球?qū)⒁恢边\(yùn)動(dòng)下去。

師：為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況，你的理由呢？

生：因?yàn)樾∏颉坝浀谩痹瓉?lái)的高度，但又達(dá)不到原來(lái)的高度，所以要一直“追尋”下去。（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量守恒）

總結(jié)：以上實(shí)驗(yàn)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是“記得”某種東西，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究，科學(xué)家把記得的這個(gè)東西叫作“能量”。展示教學(xué)PPT，說(shuō)明：①“能量”是一個(gè)高度抽象和概括的概念。②“能量”是牛頓留給我們的少數(shù)沒(méi)有研究的力學(xué)概念之一。

進(jìn)一步分析“伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)”，被抬高的小球釋放后能夠向下運(yùn)動(dòng)，我們說(shuō)小球有能量。教師闡述“勢(shì)能”的定義，并強(qiáng)調(diào)小球的這種能量叫作“重力勢(shì)能”，列舉生活中其他情況下的重力勢(shì)能，如生活中的打夯、雪崩，水力發(fā)電站高處的水等。

師：小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能逐漸減小，能不能說(shuō)小球的能量消失了呢？

生：不能。

師：為什么？

生：小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成了小球的動(dòng)能。（能的轉(zhuǎn)化與守恒）

總結(jié)：教師闡述“動(dòng)能”的定義，列舉生活中其他現(xiàn)象中的動(dòng)能，如飛奔的運(yùn)動(dòng)員、踢出去的足球等。

3.邏輯論證，體現(xiàn)科學(xué)思維。

邏輯論證過(guò)程重視的是演繹推理，即從一般性的前提出發(fā)，通過(guò)周密推導(dǎo)即“演繹”，得出具體結(jié)論的過(guò)程。演繹推理的邏輯形式對(duì)于理性的重要意義在于，它對(duì)學(xué)生葆有科學(xué)思維的嚴(yán)密性、一貫性有著不可替代的校正作用。教學(xué)再次突出物理建模思想（如圖3示），對(duì)“伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行邏輯論證。

師：小球從A-B，B-C階段如何運(yùn)動(dòng)？這兩段運(yùn)動(dòng)過(guò)程又有何聯(lián)系？

生：A-B小球做勻加速;B-C小球做勻減速，且B點(diǎn)處的速度承上啟下。

師：可否證明小球到達(dá)另一斜面的最大高度h₀=h₁？

生：運(yùn)用牛頓第二定律與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo)證明（略），結(jié)論：h₀=h₁。

師：如果β角發(fā)生變化能證明上升的高度依舊等于h₀嗎？

生：可以，證明方法同前一致。

總結(jié)：小球仿佛有靈氣，能“記住”初始高度。小球每次都能到達(dá)另一斜面的相同高度處，那“記住”究竟蘊(yùn)含了什么物理原理呢？

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考，“記住”這一說(shuō)法只是關(guān)注小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的初、末兩個(gè)狀態(tài)，事物變化的規(guī)律應(yīng)該是由過(guò)程決定結(jié)果。由此猜想：小球在運(yùn)動(dòng)中的各個(gè)位置是否存在“守恒量”？

生：猜想1，h和v之和守恒。猜想2，h和v以一定的形式守恒。

師：請(qǐng)同學(xué)們思考第一個(gè)猜想，這里有量綱上的差別，即需要體會(huì)數(shù)學(xué)量和物理學(xué)量的區(qū)別。思考第二個(gè)猜想，你能不能給出一個(gè)定量的表達(dá)式呢？

學(xué)生繼續(xù)探究。

教師此時(shí)要視學(xué)生的研究進(jìn)展情況，適時(shí)給出指導(dǎo)或設(shè)置引導(dǎo)性問(wèn)題。提醒學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理如下問(wèn)題：“如果一個(gè)小球由靜止開(kāi)始沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)，怎樣建構(gòu)出小球在不同位置的高度與速度相關(guān)聯(lián)的表達(dá)式呢？”如果學(xué)生學(xué)情不夠理想，還可以進(jìn)一步搭建學(xué)習(xí)臺(tái)階，降低學(xué)習(xí)坡度，可設(shè)置三個(gè)臺(tái)階。

提示1：對(duì)于整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可以選取小球下降階段作為研究對(duì)象，建立物理模型。

提示2：這個(gè)物理量雖是我們未知的，但不要隨意猜想，可以從學(xué)過(guò)的“力與運(yùn)動(dòng)”的知識(shí)體系中出發(fā)進(jìn)行探尋。

提示3：在我們所學(xué)的知識(shí)當(dāng)中，有沒(méi)有處理“一個(gè)小球由靜止開(kāi)始沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)，將不同位置的高度與速度聯(lián)系起來(lái)的表達(dá)式？”

生：v²-0=2ax ①，x=（h_n-h₁）/sinα②，a=g·sins③

由①②③得：v²+2gh₁=2gh₀。

師：如果兩邊都乘以1/2m，則得到了物理學(xué)中的動(dòng)能和勢(shì)能表達(dá)式，這就是我們苦苦追尋的一種守恒量（能量）。

4.評(píng)價(jià)反思，感悟科學(xué)本質(zhì)。

教學(xué)中既要讓學(xué)生體會(huì)能量守恒在整個(gè)自然科學(xué)中的普遍性，也需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，任何一種科學(xué)探索都不是一蹴而就的，它需要漫長(zhǎng)的時(shí)間積累。筆者設(shè)計(jì)兩個(gè)案例供學(xué)生來(lái)探究學(xué)習(xí)。

一是從物理學(xué)史的角度，回顧能量守恒思想的發(fā)展歷程，“能量轉(zhuǎn)化和守恒定律”的提出必須建立在三個(gè)基礎(chǔ)之上：①對(duì)熱的本質(zhì)的正確認(rèn)識(shí);②對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的各種形式之間的轉(zhuǎn)化的發(fā)現(xiàn);③相應(yīng)的科學(xué)思想。到了19世紀(jì)，這三個(gè)條件都已經(jīng)完全具備。因此，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)是人類(lèi)對(duì)自然科學(xué)規(guī)律認(rèn)識(shí)逐步積累到一定程度的必然結(jié)果，向?qū)W生說(shuō)明，它誕生的過(guò)程和今天課堂高度濃縮地探索的過(guò)程并不一致，其實(shí)它肇始于熱機(jī)效率的探索，是聯(lián)系于機(jī)械能和熱能的定律。讓學(xué)生查詢(xún)資料學(xué)習(xí)“能量守恒定律”的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史。

1842年，邁爾發(fā)表了論文《論無(wú)機(jī)界的力》，提出機(jī)械能和熱量的相互轉(zhuǎn)換原理。

1843年，焦耳在《哲學(xué)雜志》上發(fā)表了他測(cè)量熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1847年，亥姆霍茲出版了《論力的守恒》一書(shū)。全面論述了機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)以及電磁運(yùn)動(dòng)的“力”互相轉(zhuǎn)換和守恒的規(guī)律等等。

其他科學(xué)家也作出不同程度上的貢獻(xiàn)，都曾獨(dú)立地發(fā)表過(guò)有關(guān)能量守恒方面的論文，如法國(guó)的卡諾于1824年，德國(guó)的莫爾于1837年，法國(guó)鐵道工程師塞甘于1839年，瑞士化學(xué)家赫斯于1840年，德國(guó)物理學(xué)家霍耳茲曼于1845年，等等。

二是向?qū)W生介紹學(xué)習(xí)能量守恒定律成功應(yīng)用的最典型事例，那就是基本粒子“中微子”的發(fā)現(xiàn)旅程。20世紀(jì)20年代末30年代初，對(duì)原子核β衰變能譜的研究發(fā)現(xiàn)衰變后發(fā)射出的電子（即β射線）帶走的能量比它按能量守恒定律所應(yīng)帶走的能量要小（似乎丟失了部分能量），為了解釋這種現(xiàn)象，挽救能量守恒定律，物理學(xué)家泡利提出了一個(gè)著名的猜想，認(rèn)為是“中微子”這種不可探測(cè)的中性粒子“偷走”了部分能量。“兩彈一星”元?jiǎng)字袊?guó)科學(xué)家王淦昌在他的論文《關(guān)于探測(cè)中微子的一個(gè)建議》中提出了“中微子捕獲方案”。經(jīng)過(guò)科學(xué)的探索，美國(guó)萊因斯在1956年終于觀測(cè)到“中微子”，再次說(shuō)明“能量守恒定律”的普適性和重要性。

1930年，科學(xué)家泡利預(yù)言了中微子的存在。

1956年，萊因斯和柯萬(wàn)在實(shí)驗(yàn)中直接觀測(cè)到中微子，美國(guó)萊因斯獲1995年諾貝爾獎(jiǎng)。

1962年，美國(guó)萊德曼、舒瓦茨和斯坦伯格發(fā)現(xiàn)第二種中微子——繆中微子，獲1988年諾貝爾獎(jiǎng)。

1968年，美國(guó)戴維斯發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)中微子失蹤，獲2002年諾貝爾獎(jiǎng)。

1985年，日本神崗實(shí)驗(yàn)和美國(guó)IMB實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大氣中微子反?，F(xiàn)象。

1987年，日本神崗實(shí)驗(yàn)和美國(guó)IMB實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到超新星中微子。日本小柴昌俊獲2002年諾貝爾獎(jiǎng)。

2015年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予梔田隆章和阿瑟·麥克唐納，以表彰他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)中微子振蕩即是中微子有質(zhì)量上所做出的貢獻(xiàn)。

由上可知，學(xué)會(huì)“像科學(xué)家一樣的思考”的課堂，不是讓學(xué)生胡亂思維，是要遵循一定教學(xué)規(guī)律和結(jié)構(gòu)范式的。教學(xué)是一個(gè)簡(jiǎn)約化的科學(xué)研究過(guò)程，教師先通過(guò)研究學(xué)情和文本，認(rèn)真“識(shí)別問(wèn)題”和“明確目標(biāo)”，將學(xué)生的學(xué)習(xí)心理傾向與生產(chǎn)實(shí)踐中問(wèn)題背景相聯(lián)系，明確課堂教學(xué)目標(biāo)的價(jià)值取向。課堂不是學(xué)習(xí)的孤島，教師應(yīng)該精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)案例，為學(xué)生能從紛繁復(fù)雜的生活世界提取和生成科學(xué)概念體系提供幫助。

在“回憶已知”“選擇性知覺(jué)”和“信息整合與知識(shí)建構(gòu)”階段，先是激活學(xué)生的原有質(zhì)量守恒的前概念，讓學(xué)生運(yùn)用批判性思維，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，來(lái)感知和內(nèi)化守恒思想，通過(guò)信息評(píng)估與認(rèn)知推理，做出科學(xué)判斷，抽象和概括出能量守恒的概念，形成科學(xué)觀念。

“遷移運(yùn)用”與“問(wèn)題解決”是學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)最重要的階段，他要求學(xué)生能在新的問(wèn)題情境中建構(gòu)概念，識(shí)別規(guī)律，從而順利實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決。