讓課堂成為引發質疑與促發高階思維的真實場域*
——品評區級研究課“再看v-t公式和x-t公式”

張春麗

(北京市朝陽區教育研究中心 北京 100021)

為了促進學生自主學習習慣的養成以及高階思維能力的逐步提升，也為了促進一線教師在新一輪課改背景下課堂教學設計水平的提升以及推動核心素養在課堂主陣地的生根、開花和結果，前不久筆者主持了一節區級研究課.本節課由北京市朝陽區外國語學校艾蒂老師執教，課題是“再看v-t公式和x-t公式”，是連堂大課，共90 min.本節課是人教版必修1教材第二章“勻變速直線運動的研究”的首節課堂教學.

圖1是本節課的教學基本流程.

銜接式問題創設：小車為什么會做勻變速直線運動？產生該運動的具體條件是什么？

以下分享筆者對本節課的品評，期待我們的課堂教學能常態化地成為引發學生質疑、促發學生高階思維的真實場域.

1 一節“有的”的課——突破低階目標 力求思維進階

什么樣的課是一堂好課？筆者心中的好課肯定得“有的”.“有的”是指無論是課堂教學設計環節,還是課堂的實操環節都要圍繞著清晰的、恰當的認知目標.

布盧姆依據思維方式的復雜程度，將認知目標由低到高分類為知道、理解、應用、分析、綜合和評價，并將其中的知道、理解和應用進一步分類為低階思維，將分析、綜合和評價分類為高階思維.安德森等對布盧姆認知目標進行了修訂：將原來的“知道”改為“記憶”，“綜合”和“評價”統稱為“評價”，并新增加了“創造”維度[1].這種由低階到高階的目標劃分，被國內外許多學者所認可.

本節課知識目標的核心是：理解勻變速直線運動的模型特點，理解勻變速直線運動的速度、位移隨時間變化的規律即v-t公式和x-t公式，并能推導.在實際授課中，不少教師往往是這樣處理的：教材中第一節的實驗不一定做(即使做了也并沒有體會這樣做的目的和邏輯是什么)，速度公式由加速度公式稍微變形就能得出(也不管加速度是否恒定，不理會這樣推導是否合理)；位移公式利用v-t圖線下的面積順理成章推導得出；接下來盡快開始花大量時間理解公式中各量的含義并訓練大量的題目.筆者認為這樣的教學基本限制在低階認知目標的層面，是缺乏學科素養滋養的“營養不良”的課.

本節研究課基于學情——已經預習的真實基礎，注重引發質疑、注重從高階思維層面來確立科學的教學目標.使學生親歷實驗操作、分析處理、解釋、交流和評價的各環節；親歷勻變速直線運動這一理想模型構建的思維過程；親歷對v-t公式、x-t公式由來的質疑和推理論證；進而使學生親歷尊重事實、求真嚴謹的科學態度，在高階層面達成了學生的思維體驗和收獲.這也正是本節課在認知目標上的突破性所在.

2 一節“有效”的課——用心教學設計 促發高階思維

筆者心中的好課肯定得“有效”.“有效”是指真正能有效達成教學目標、真正能有效發展學生思維水平的課.為“思維而教”是我們每個教育實踐者一直以來的重要理念，新課標頒布后，科學思維的要素有：模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新[2].這些要素幾乎都屬于高階思維層面，所以“為高階思維而教”也就成為確保物理學科核心素養落地的關鍵理念之一.

2.1 實施單元整體預習 為高階思維的促發奠基

高階思維能力提升的核心途徑就是加大學生自主學習和獨立思考的習慣，可以說沒有獨立思考就不可能有論證、評價、質疑和創新等高階思維能力[3].一直以來，我們的課堂有低階、低效之頑疾，其中一個主要問題就是教師沒有真正厘清兩個問題：第一，哪些問題是學生自主可以獨立鉆研并解決的？那么解決這些問題的自主權就必須真正徹底地交還給學生；第二，哪些問題是學生絞盡腦汁也難以突破和解決的？那么這些問題才是拿到課堂上進行充分論證、碰撞進而智慧解決的.課堂上高品質解決這些“真問題”，課堂才能真正成為促發高階思維的場域.這樣的課堂才可能更有利于傳遞使其受益終生的物理文化,這不正是我們期盼的最佳質效嗎?

筆者一直主張不要給教師增添太多不合實際的“復雜”，動輒設計導學案、預習作業、預習視頻……使得教師們疲于應對，很難靜下心來在深度教學的展開上仔細琢磨.筆者一直倡導我國傳統質樸的“預習”：學生認真閱讀教材內容，提煉主題、邏輯線索和自己的疑問與困惑，教材課后的練習題就是最好的自主學習反饋檢測，在此基礎上，學生帶著一些自己的收獲、思考和疑惑走進課堂，為課堂的“深度教和深度學”奠定了實質性的基礎.

本節課，學生是在已經預習完全章內容的基礎上進行的(該校給學生的暑假作業就是自主學習必修1前三章的內容)，這也是筆者竭力倡導的“單元整體式預習”，因為單元整體式教學倘若是在學生單元整體式預習的基礎上，方能在高階認知目標的達成上提供充分的張力和空間.這是因為高階思維目標往往不是在有限的微觀課時目標內能夠實現的，往往需要多個課時甚至一段時間的教與學才能保障，因而才有“單元教學目標”這一中觀目標存在的必要，在此基礎上也才有宏觀上學科核心素養目標的真正實現.本節課，正是基于“單元整體式預習”，才有了這一整合性主題“再看v-t公式和x-t公式”的智慧提煉和有效展開，不能不說這是一次很有價值的嘗試和探索.

2.2 用心教學設計 讓高階思維真正發生在課堂

一方面，當前大多數教學設計都是基于學生沒有任何預習基礎所做的“新課教學設計”，因而多有這樣的場景：或是在引入環節上徘徊一番；或是在創設情境上徘徊一番；或是在簡單問題上流連一番……最后受課堂時間限制，很難留下充足的時間來充分解決學生真實的困惑點，長此下去，學生也就越來越不會發現問題、深度思考和鉆研解決問題，因而很難在高階思維目標上有所突破.

另一方面，不少教師意識到要讓學生解決自己力所能及問題的重要價值，也意識到了挖掘學生獨立思考潛質的重要意義，也在不斷強調課前的預習，然而問題的關鍵在于，教師的授課依舊按照慣例推進，依然是“新課教學設計”，教學的起點依然慣性地在學生“沒有預習”的基礎上設計，長此下去，學生還預習嗎？連學生自己都覺得預習簡直是在浪費自己的時間，反正課堂上要重來.更有甚者，竟然在課堂上規定拿出10 min左右的時間預習整篇課文，這是真預習嗎？走馬觀花、淺淺一掠，這究竟是在培養獨立思考,還是在豢養淺表學習的不良習慣？

本節課真實地基于學生的預習，高階地提出了一系列質疑和有品質的問題，在一個個疑問解惑的過程中，學生得到了潛移默化，在質疑中收獲了預習所沒有達到的思考深度，在解決問題中體驗到了思維方式的妙趣，學生思維的靈活性、深刻性、批判性等都在真實的情境中得到了提升，課堂成為高階思維真正發生的場域.這樣的場景讓筆者想到了西方的課堂文化；想到了蘇格拉底課堂常態的“辯論”和“真理越辯越明”；想到了伽利略對當時神一般人物亞里士多德的諸多觀點的質疑；甚至想到了為什么物理學誕生于西方……我相信，像本節課這樣的課堂成為常態時，學生們必定會成為“習慣性生產問題”的獨立思考者和“敢于嘗試問題解決”的探究創新者，這不正是我們想要培養的、當前比較匱乏的人才嗎?

3 一節“有趣”的課——自主實驗展示 數據證據解釋

筆者心中的好課肯定得“有趣”，只有學生真正感到有趣，才能激發大腦的深層區域，進而思維活躍、發散且充滿審辯，真正參與到課堂“問題環節”的深度教學中.

事實上，學生只要到了實驗室就興奮，更不用說自己動手實驗來肯定或否定自己的想法了，這是一種原生態的“有趣”.

本節課基本都是學生動腦設計、動手操作、設法處理數據、展示、解釋、評價和交流，學生時不時思維激蕩、妙語連珠.例如，學生在回答老師的問題：直接用加速度定義式變形就可快速得出v-t公式，但按照教材的邏輯還是先通過實驗的方法描繪v-t圖像后得出v-t公式，這是為什么呢？有學生回答：“因為物理是一門以實驗為基礎的科學”，學生自發鼓掌.艾蒂老師評價道：“是的，XXX同學說了一句至理名言.但是我們總不能為了實驗而實驗吧？”再一步步引發學生的深度思考：基于本實驗，發現生活中的確存在一些近似勻變速的實際運動，所以才有必要建構勻變速直線運動這一理想化模型，有了這一模型就可以解決一類實際問題.從中體會建構物理模型的價值以及物理學的研究思想和方法……

再如，本節課在展示學生畫的v-t圖像時，采用的是學生點評加教師點評，課堂生成很多意想不到的、可貴的生成性資源.在展示學生作品時發現：有的標度太小，圖像沒能展開，有學生點評誤差太大，也有學生點評這不是實驗帶來的誤差，而是數據處理時帶來的問題：沒有選用合適的標度……還有把v-t圖像連成折線的，有學生點評認為是錯的，也有學生爭論說不能說是錯的，只是沒有考慮到全過程規律性的趨勢.教師稱贊的同時，啟發學生進一步體驗構建勻變速運動模型的必要性以及在建立物理規律時所運用的邏輯歸納、理想化等思想方法……有非要從坐標原點畫線的，在展示時因為其他學生的質疑，自我分析原因發現是慣性使然，沒有尊重實際獲得的數據，其實初速度不是零，教師再強調物理實驗求真求實的科學態度……

本節課在展示、解釋、交流和點評的環節中，學生的思維狀態得到了充分的激活，自我反思、批判質疑、論證、解釋……好一幅思維靈動的場景,這是一種激發態的“有趣”.

4 一節“有序”的課——漸次深入和拓寬 貫穿理論與實驗的統一

筆者心中的好課肯定得“有序”.“有序”主要是指一定要有層級的序和邏輯的序，課堂的邏輯是課堂一氣呵成的動力源泉.

一方面，本節課貫穿始終的是對解決問題時漸次深入和拓寬的層級感；另一方面，本節課貫穿始終的是理論與實驗相統一的邏輯感：即理論與實驗的相互印證、相互融合，而這一學科思想的滲透是本節課的亮點之一，也是學科核心素養的一次著實修煉.

例如，本節課在學生回答v-t圖線與對應t軸所圍的面積等于運動物體在這段時間內的位移,并用矩形面積加三角形面積證明x-t公式之后，教師又拋出一個基于邏輯的反問：證明v-t圖像下面積等于位移的過程滲透著分割、積累、極限的思想方法，這是我們第一次用這種神奇的思想方法來定量證明推導一個公式，其中會不會有誤差？尤其是鋸齒形部分的差異似乎總是存在,這個公式對嗎？這個理論推導這么難理解，難道你們對它就沒有一點懷疑？如果只看理論推導，我是不信的.現場發現：學生都很誠摯地點頭表示老師道出了自己的心聲.暴露真實的思想問題，何等真實而精彩.緊接著教師拋出關鍵問題：你能否通過實驗的方法來驗證這個x-t公式進而驗證這些思想方法的正確性？筆者相信，課堂推進到此，學生其實早已摩拳擦掌迫不急待地想要開始實驗驗證了.

本節課，教師在解決完上述問題后，精辟的點評進一步清晰勾畫了本節課的邏輯主線，且畫龍點睛、意味深長：“同學們，今天我們對勻變速直線運動的v-t和x-t這兩個基本公式，從理論和實驗兩個角度進行了再研究，我想同學們不僅對兩個公式的認識更深刻了，而且也認識到了理論與實驗相統一的重要性.物理學向來追求理論與實驗的相互印證、相互解釋和相互融合.正如諾貝爾物理學獎獲得者密立根的名言：“科學靠兩條腿走路，一是理論，一是實驗.有時一條腿走在前面，有時另一條腿走在前面，但只有使用兩條腿，才能前進.”精練的總結、幽長的回味.

5 一節“有惑”的課——引發問題產生 誘發問題探索

筆者心中的好課肯定得“有惑”.“有惑”是指要有疑惑，要有還沒弄清楚的問題.筆者心中的一節好課，應該是學生帶著疑惑的問題而來，經過課堂的深度教學，有效解決了這些疑惑，同時還能啟發學生再帶著新的疑惑離開課堂，讓這些新的疑惑變成濃濃的好奇，激發學生新的自主學習和探索.

本節課最后的結語是：通過本節課，同學們確認了小車這樣的運動的確可視為勻變速直線運動.同學們難道不好奇：為什么小車的運動是勻變速直線運動呢？勻變速直線運動產生的本質條件是什么呢？要不要再思考探索一下？

長此下去，學生的深度思考和深度追問自然成為習慣，而良好的思維習慣則是成就高階思維品質的關鍵.

物理教師應當秉承的理念：為思維而教！為高階思維而教！