基于高階思維培育的高中物理深度教學研究

孔垂環 何雙芬

摘? 要：在當前信息化、全球化不斷發展的社會背景下，教育已經成為各國競爭的重要領域。高中階段是學生人生中重要的轉折點，是培養學生高階思維能力、創新精神和實踐能力的重要時期。文章以高階思維培育為目標對高中物理深度教學展開研究，旨在探討培養學生高階思維能力的有效途徑，提高高中物理教學質量，為學生的全面發展提供有力支持。

關鍵詞：高階思維；高中物理；深度教學；素質教育

隨著教育的不斷發展，高階思維能力的培養已成為高中物理教學的重要目標。高階思維能力是指學生運用高層次思考方式，在問題解決、創新和批判性思維等方面發揮出更出色的表現。而深度教學則是實現這一目標的有效手段，強調學生對知識的深度理解，不僅是簡單的記憶和模仿，而是要求學生在理解和掌握知識的基礎上，能夠對知識進行深度的分析和評價，從而將其轉化為自身的能力和素質，希望通過本文的探討，能夠對培養學生的高階思維提供助力。

一、基于高階思維培育的高中物理深度教學現狀

在高中的物理教學中，深度教學已經成為一種趨勢。深度教學不僅是傳統意義上的傳授知識，更是一種基于高階思維培育的教學方式。這種方式注重學生的高階思維能力的培養，如分析、評價、創造等，以激發學生的學習潛能和創新精神。

當前，高中物理深度教學呈現出積極發展的態勢。越來越多的教師開始認識到高階思維能力的重要性，并且在教學中不斷嘗試深度教學的方式。如教師利用問題解決教學、探究式教學、案例分析教學等方式來引導學生進行深度思考。同時，高中物理教材也在不斷更新，越來越多的內容被加入教材中，以適應深度教學的需要。如教材中不僅包括基礎理論知識，還涉及了科學方法、實驗設計、思維訓練等方面的內容，這些都有利于培養學生的高階思維能力。但是，高中物理深度教學也面臨一些挑戰。如部分學生可能存在學習上的困難，部分教師缺乏深度教學的經驗和方法，部分學校缺乏對深度教學的支持和資源投入等。

因此，高中物理深度教學作為一種新興的教學方式，雖然目前已經取得了一定的成果，但是還需要進一步的完善和發展。未來的高中物理教學應該更加注重培養學生的高階思維能力，同時也需要教師不斷探索和實踐深度教學的方式，以更好地適應時代發展的需要和人才培養的需求。

二、基于高階思維培育的高中物理深度教學意義

基于高階思維培育的高中物理深度教學對學生的未來發展和社會的需求都至關重要。深度教學可以提高學生的高階思維能力、培養學生的科學素養、促進教師專業化發展、推動教學改革等。

（一）提高學生的高階思維

高中物理深度教學有利于提高學生的高階思維能力。高階思維能力是指分析、評價、創造等能力，這些能力對學生的未來發展非常重要。通過深度教學，學生需要在理解和應用物理知識的基礎上，進行深入思考和分析，這有助于學生建立高階思維能力。

（二）培養學生的科學素養

高中物理深度教學有利于培養學生的科學素養。科學素養是指人們對科學知識、科學方法、科學精神和科學的理解程度和掌握程度。通過深度教學，學生不僅需要掌握物理知識，還需要理解科學方法、科學精神等深層次的內容，這有助于培養學生的科學素養。

（三）促進教師專業化發展

高中物理深度教學有利于促進教師專業化發展。深度教學需要教師具備較高的專業素養和教學能力，需要教師不斷探索和實踐新的教學方式和方法。因此，深度教學可以促進教師的專業化發展，提高教師的教學水平和教學質量。

（四）有利于推動教學改革

高中物理深度教學有利于推動教學改革。隨著社會的發展和教育的變革，傳統的教學方式已經不能滿足現代教育的需求。深度教學是一種新興的教學方式，它不僅可以提高教學質量和效率，還可以推動教學方式和方法的創新和改革。

三、基于高階思維培育的高中物理深度教學策略

（一）基于項目的學習

基于項目的學習是一種非常有效的深度教學方式，它可以幫助學生將所學的知識和理論應用到實踐中，培養他們解決實際問題的能力和創新思維能力。同時，還能提升學生的團隊協作能力和批判性思維能力。在進行項目學習的過程中，教師需要給予學生足夠的指導，幫助他們解決遇到的困難和問題。同時，教師還需要給予學生足夠的鼓勵和支持，幫助他們建立自信心。

在基于項目的學習中，學生需要在一個實際的、多維度的項目中工作，這個項目通常需要涉及多個物理概念和規律。例如，教師可以引導學生利用物理原理設計一個創意產品，如基于力學原理的桌球臺，或基于電磁學的電動汽車模型等。這樣的實際項目能激發學生的學習興趣和動力，同時為他們提供了應用所學知識和理論的機會。在項目實施過程中，學生需要發揮自己的創新能力和批判性思維。他們需要進行項目的整體規劃和設計，明確項目的目標和任務，然后通過對項目進行分析、研究和實驗，尋找最佳的解決方案。此外，學生還需要對項目的實施過程進行監控和調整，對出現的問題進行批判性思考，及時修正錯誤，使項目能夠順利完成。

例如，在“制作一個太陽能熱水器”的項目學習中，學生需要利用所學的熱力學知識，創新設計出高效的太陽能熱水器。他們需要考慮熱水器的吸熱能力、保溫性能、成本等因素，同時還需要對設計進行實驗驗證，不斷調整優化。這個過程中，學生需要發揮自己的批判性思維和創新思維，通過反復實驗和修正，最終制作出優秀的太陽能熱水器。

在進行基于項目的學習時，教師需要注意，項目的設置應與物理學科的知識和技能緊密相連，保證學生在項目中能夠充分應用所學的知識和理論。在項目實施過程中，教師需要給予學生足夠的指導和支持，幫助他們解決困難和問題，建立自信心。此外，教師還需要引導學生進行反思和總結，讓他們在項目實施過程中不斷進步和提高。

（二）基于問題的學習

基于問題的學習是通過引導學生主動探究和解決問題來進行教學的方法。這種教學方式可以幫助學生將多學科知識和理論應用到實際問題中，培養他們的批判性思維、問題解決能力和高階思維能力。

基于問題的學習需要設置復雜的問題情境來引導學生主動探究和解決問題。這些問題通常需要學生運用多學科知識和理論進行分析、研究和解決。例如，在物理學科中，教師可以設置問題如“如何設計一個高效的太陽能熱水器？”或“如何利用磁場來控制物體的運動？”等。這些問題不僅涉及物理學科的知識，還涉及化學、數學等多個學科的知識，可以引導學生運用多學科知識進行分析和解決。在基于問題的學習過程中，學生需要經歷分析問題、提出假設、設計實驗并分析等環節。首先，學生需要對問題進行深入的分析，明確問題的目標和條件，找出問題中的關鍵因素和規律。其次，學生需要根據分析的結果提出假設，預測問題的發展趨勢或解決方案，并設計實驗來驗證自己的假設，對實驗結果進行分析和解釋。最后，學生需要對整個問題解決過程進行總結和反思，找出不足之處和改進之處。

仍以“如何設計一個高效的太陽能熱水器？”的問題為例，學生首先需要了解太陽能熱水器的原理和構造，分析影響其效率的因素。然后，他們需要提出假設，比如增加吸熱面積、選用高透光材料等。其次，學生需要設計實驗來驗證這些假設的有效性，并進行數據分析。最后，學生需要對實驗結果進行總結和反思，比較各種方案的優劣和可行性。

基于問題的學習不僅可以培養學生的問題解決能力和高階思維能力，還可以提高他們的科學素養和創新精神。在問題解決過程中，學生通過反復實驗和調整，尋找最佳解決方案，可以發展批判性思維和創新思維。同時，學生還需要進行團隊合作和交流溝通，共同解決問題和分享成果。總之，基于問題的學習是一種非常有價值的深度教學方式。通過基于問題的學習，學生可以更加深入地理解和掌握物理學科的知識和技能，同時還能提高他們的科學素養和創新精神。這對培養學生的高階思維能力及其未來發展都具有重要意義。

（三）基于探究的學習

基于探究的學習是一種以學生為中心，引導學生進行科學探究來培養他們的科學素養和創新精神的教學方法。這種教學方式可以幫助學生通過觀察、實驗、數據分析等環節，自主發現和探究物理現象和規律，提高他們的探究能力和高階思維能力。

基于探究的學習是通過引導學生進行科學探究來進行教學的。在物理學科中，教師可以引導學生通過實驗和觀察來探究物理現象和規律，如牛頓第二定律、電磁感應、光的折射等。通過探究，學生可以更加深入地理解和掌握這些物理規律的本質和內涵，提高他們的科學素養和創新精神。在基于探究的學習過程中，學生需要在教師的引導下主動探究物理現象和規律。首先，學生需要提出問題并進行猜想，自主確定探究的主題和方向。然后，學生需要進行實驗設計，自主選擇實驗儀器和方法，并制訂實驗方案和步驟。其次，學生需要進行實驗操作和記錄數據，對實驗結果進行分析和解釋，得出結論。最后，學生需要對整個探究過程進行總結和反思，找出不足之處和改進之處。

例如，在探究“牛頓第二定律”的實驗中，學生需要猜想加速度與哪些因素有關，然后設計實驗并進行操作。在實驗過程中，學生需要仔細記錄數據并進行分析，最終得出結論。實驗完成后，學生需要對整個探究過程進行總結和反思，明確自身的不足之處并改進。基于探究的學習不僅有助于學生深入理解和掌握物理規律，還能提高他們的科學素養和創新精神。在探究過程中，學生需要學會主動思考、觀察和分析問題，通過自主探究和實驗操作得出結論。這可以培養學生的獨立思考能力和自主學習能力，同時，基于探究的學習還可以培養學生的團隊合作和交流溝通能力。學生需要與同學和教師進行交流和討論，分享自己的想法和經驗，共同解決問題。這可以幫助學生提高團隊合作能力和交流溝通能力，為他們未來的工作和學習奠定良好的基礎。

（四）基于設計的學習

基于設計的學習是要求學生在設計和制作物理模型或產品時，將所學知識和理論應用到實際設計中的教學方法。這種教學方式可以幫助學生通過實踐操作，深化對物理概念和規律的理解，同時也有助于培養學生的實踐能力和高階思維能力。

在物理學科中，教師可以引導學生設計和制作各種物理模型或產品，如橋梁模型、簡易電動機等。通過設計制作，學生可以將所學的物理概念和理論應用到實際操作中，更加深入地理解和掌握這些知識的內涵和實際應用。在基于設計的學習過程中，學生需要發揮自己的創新能力和批判性思維，不斷進行實驗和調整，以完成物理模型或產品的設計和制作。具體而言，學生需要先進行方案設計和構思，自主選擇材料、工具和方法，并制訂具體的操作步驟。然后，學生需要進行實際制作和實驗，對設計和制作過程中出現的問題進行反復實驗和調整，最終完成作品。

例如，在設計和制作簡易電動機的實驗中，學生需要先了解電動機的工作原理和構造，然后進行方案設計。然后，學生需要選擇合適的材料和工具，如電池、磁鐵、導線等，并按照制訂的步驟進行制作。在制作過程中，學生需要對出現的問題進行反復實驗和調整，最終完成電動機的制作。基于設計的學習不僅可以培養學生的實踐能力，還可以提高他們的創新能力和高階思維能力。在設計和制作過程中，學生可以運用批判性思維和創新思維，不斷嘗試新的方法和思路，以解決遇到的問題。同時，學生還需要進行團隊合作和交流溝通，共同解決問題和分享經驗。

四、結語

基于高階思維培育的高中物理深度教學是提高學生高階思維能力的重要手段。通過深度教學的實施，可以引導學生深入探究物理知識，激發他們的學習興趣和熱情，培養批判性思維、創新能力和問題解決能力等高階思維能力。未來，教育研究者需要進一步探索和研究高中物理深度教學的有效性和可持續性，為培養更多具備高階思維能力的高素質人才提供更多思路和方法。

參考文獻：

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（責任編輯：石子靜）