高中物理核心素養的形成必須通過學生積極主動的科學思維來完成,提高學生的科學思維能力是促進學生物理核心素養全面發展的必然路徑。思維型教學理論強調教師教學活動和學生學習活動的核心都是思維,要求突出核心素養的培育,特別是思維素養的培育。可見,思維型教學理論與高中物理核心素養培育實踐之間具有天然的適切性。深入研究思維型教學賦能高中物理核心素養培育的實踐路徑,對于學生素養的全面發展具有重要的助推作用。
一、創設真實教學情境,激發學生學習動機
學習動機作為學生成長的非智力因素之一,影響著學生學習主動性和積極性的發展。思維型教學理論主張基于學生的生活實際,創設真實的教學情境,幫助學生設定明確的學習目標,鼓勵學生在學習過程中體驗到成就感,有效激發學生的內在學習動機,從而促進高中物理核心素養的培育。
基于思維型教學的高中物理核心素養培育,應根據學生的實際情況和教學資源的可用性,選擇合適的情境創設方法,幫助學生在實踐中理解和應用物理知識,激發學生的學習動機。一是將備課內容與學生的實際生活結合起來,讓學生明白高中物理知識在實際生活中的應用,提高學生的求知欲。二是組織學生積極參與物理實驗和物理觀測,讓學生直接參與并親身體驗物理現象,引發學生的好奇心,培養學生的科學探究能力。三是創設具挑戰性的教學環境,提供具有一定難度和挑戰性的學習任務,讓學生感受到學習的樂趣和成就感。四是將物理知識與其他學科知識結合起來,創設跨學科的情境,讓學生從多個角度理解和應用物理知識。通過以上方法,可以有效地激發學生的學習動機,讓學生保持積極的學習態度。
二、提出兩難教學問題,引發學生認知沖突
學生認知沖突是指學生在學習過程中習得知識與原有認知結構相矛盾的現象。思維型教學理論主張教師圍繞教學目標,把握教學重點,提出兩難教學問題,引發學生認知沖突,以此激發學生的積極思維。
基于思維型教學的高中物理核心素養培育,應提出有效的兩難教學問題,讓學生在兩個或多個看似矛盾的選擇之間進行權衡,從而引發學生的認知沖突。一是提出具有開放性的教學問題,鼓勵學生進行自由開放的思考和探討。例如在講授運動和力時,可以提問“如果你是運動員,你會如何調整你的運動策略以獲得更好的成績?”等問題,鼓勵學生深入思考,培養他們的開放性思維。二是提出具有引導性的教學問題,在問題中蘊含一定的線索或提示,引導學生循序漸進地思考和解決問題,促使學生在探究問題的過程中學會知識、領悟方法、發展能力。三是提出具有啟發性的教學問題,激發學生的思維活力,促進學生深層次的學習和理解。四是提出具有辯論性的教學問題,給學生提供一些信息或資料,讓學生展開辯論,從中產生認知沖突,并尋找解決方案。通過以上設問可以培養學生的模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等能力。
三、鼓勵學生自主探究,實現學生自主建構
學生自主建構是指學生在獨立思考的過程中掌握分析問題和解決問題的知識與方法。引導學生進行自我建構是思維型教學的重要目標之一,思維型教學理論主張通過實驗、觀察、模擬等方式,提供學生自主學習的機會,讓學生親身參與,引導他們在探究過程中發現問題、解決問題,培養學生的實踐能力和科學探究精神。
基于思維型教學的高中物理核心素養培育,應引導學生開展自主探究,實現學生認知的自我建構。一是為學生自主學習提供豐富的學習資源和相關資料,讓學生自主地獲取信息,幫助學生進行獨立研究,從而構建自己的知識體系。二是為學生提供探究性實驗,讓學生通過實驗過程中的觀察、記錄和分析,自主地建構物理知識。三是鼓勵學生使用思維導圖等概念映射工具,將已有的知識點與新學的知識點進行關聯,形成自己的知識網絡。四是引導學生對探究活動進行反思和總結,幫助他們從中提煉有價值的經驗和教訓,從而豐富自身的知識結構。通過以上方法,可以有效地引導學生進行自主探究,培養其獨立思考和問題解決的能力,從而促進高中物理核心素養的培育。
四、引導學生合作交流,促進學生社會建構
學生社會建構是指學生在日常學習的合作交流過程中與他人進行充分的思維互動、情感互動和行為互動。思維型教學理論主張通過創設和諧、自由、平等的互動情境,促進學生與教師、同伴之間正向交往關系的建立,充分激發學生與教師、同伴之間的思維互動、情感互動和行為互動,從而促進高中物理核心素養的培育。
基于思維型教學的高中物理核心素養培育,應引導學生與他人開展合作交流,有效促進學生的社會建構。一是引導學生與他人開展行為互動,通過明確合作的目標和任務及根據合作項目的性質,將項目分解成不同的部分,讓學生合作完成整個項目。二是引導學生與他人開展情感互動,創造一個開放、包容的氛圍,鼓勵學生積極分享自己的想法和感受,激發他們的學習動力。三是引導學生與他人開展思維互動,通過提問引導學生思考,激發他們的思維活動,引導他們深入探討問題,鼓勵學生質疑、思考,培養批判性思維能力。通過以上方法,可以有效地引導學生進行合作交流,培養團隊合作精神、情感智慧和思維能力,從而促進高中物理核心素養的培育。
五、強調教師教學監控,倡導學生學習監控
自我監控是指師生分別將教學活動和學習活動作為有意識監控的對象。思維型教學理論主張師生有意識地監控教學活動和學習活動,不斷對教學活動和學習活動進行積極主動的計劃、檢查、評價、反饋、控制和調節。
基于思維型教學的高中物理核心素養培育,應強調教師教學監控,提高教師的教學監控能力。一是定期為教師開展思維型教學專業培訓,鼓勵教師學習思維型教學理念、方法和技巧,針對性地提升教師的教學監控能力。二是強調教師開展自我反思,定期開展自我評估,及時找出教學的改進方向。三是鼓勵教師采用課堂討論、小組活動、作業、測驗等多樣化的評估手段,全面了解學生的學習情況。四是積極利用在線測驗、學習管理系統等人工智能教育技術,幫助教師更有效地監控學生的學習情況。
基于思維型教學的高中物理核心素養培育,應倡導學生學習監控,提高學生的學習監控能力。一是幫助學生明確每節課的學習目標,讓他們知道自己要學習什么,從而提高他們對學習過程的監控。二是引導學生制定明確的學習計劃,包括學習目標、任務分配等,幫助他們更有條理地進行學習。三是教師及時為學生提供學習成績、作業評價等反饋信息,讓他們了解自己的學習表現,做出相應的調整。四是培養學生的自我評價能力,指導學生如何對自己的學習過程進行評價,幫助他們認識到自己的學習狀態。
六、幫助學生學會應用,提升學生遷移能力
思維型教學理論主張引導學生對所學的知識和方法進行系統的概括和總結,幫助學生深入理解、鞏固知識,幫助學生學會應用,提升學生遷移能力。
同時,應引導學生將所學的知識與方法應用遷移到實際情境中去,解決實際問題。一是創建模擬真實情境的高中物理實驗活動,讓學生在實驗操作中應用所學物理知識,幫助學生更好地理解物理現象和規律。二是向學生提供實際案例,讓學生通過分析案例中的物理現象或問題,應用所學知識解決問題。例如在講解電路時,可以分析家庭用電的電路組成和工作原理,讓學生了解電路的實際應用和重要性。三是強調知識的跨學科整合,將物理知識與其他學科知識結合起來,引導學生從跨學科的視角出發解決實際問題。通過以上方法,可以有效地提升學生的應用遷移能力,從而促進高中物理核心素養的培育。
注:本文系廣東教育學會“十四五”教育科研課題“基于思維型教學的高中物理核心素養落實的策略研究”(GDES14081)、廣州市教育教學規劃課題“高中育人方式改革背景下思維型課堂的建構研究”(202113624)、廣州市天河區教育科學規劃課題“基于核心素養高中思維型教學模式的開發與實踐研究”(2021Y008)的研究成果。