陆振华 顾建新

(1. 江苏省泰兴中学，江苏 泰兴 225400； 2. 江苏省泰兴市教师发展中心，江苏 泰兴 225400)

1 实践体验与思维品质

马克思主义认知理论强调人类的一切认知都源于实践，实践是一切认知的前提和重要手段，人类文明的进步都是在不断的实践、认知、再实践、再认知中不断向前发展的.

《普通高中物理课程标准(2017年版)》将物理学科的核心素养界定为由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任4大要素构成，[1]它们与教学中的实践体验密切相关.物理观念的形成需要大量实践案例的积累，物理观念的应用需要结合实践情境，模型的建构和应用需要思考实践情境的特点，质疑和发现常来自于理性和实践的冲突，发现问题和提出问题常来自于对实践情境的观察，解释实际上是理论和实践的结合，科学结论最终要接受实践的检验；责任感体现在具体实践情境中的态度.

思维是人类的灵魂，是在大量实践体验的基础上做出的全面分析、判断的过程.思维品质是人们在思维活动过程中表现出的不同于其他个体的特点及其差异水平，是人的思维的个性化特征，反映了每个个体智力或思维水平的差异.

物理学科核心素养中培养学生“科学思维”的终极目标是培养学生基于事实证据的分析推理、解释预测、质疑创新的能力与品质，培养学生高阶思维能力和独特思维品质，培养学生思维的条理性、深刻性、创造性和开放性.

中学物理教学以学科知识的学习为载体，通过情境创设和问题驱动等方式，精心设计系列学习和实践的体验活动，让学生在分析和解决真实情境问题的过程中检验固有认知、增强实践能力、提升思维品质、形成新的观念、培养创新精神、发展核心素养.

2 强化实践体验，提升思维品质的案例研究

本文以教科版选修3-2“自感”第一课时教学为例，阐述了如何在中学物理教学中创设真情境，引导学生真体验，感悟真知识，提升真思维，陶冶真性情，更好地落实核心素养的培养.

2.1 创设真实情境，从旧知到新识，提升思维品质的条理性

创设真实情境，让学生在多次体验、认知过程中不断引发理性和实践之间的思维冲突，激发学生积极思考，通过分析对比、知识迁移，提升思维品质的条理性.

首先，笔者展示1节干电池，引导学生分析：如果将人体接入，会不会有感觉？为什么？并给学生提供实践体验的机会.

图1

在此基础上追问：如果在外电路中和人体并联一个元件，会不会有感觉呢？为什么？学生基于对电路知识的认识，会觉得依然没有感觉.

笔者展示如图1所示的电路，先邀请一位学生参与体验，发现：在接入线圈，断开开关时被“电”了.

再从每一活动小组请一位代表(包括刚才参与体验的同学)体验，在接入线圈，断开开关时到底有没有“电”.在体验之前，先请学生们思考：如果真的有“电”，这次的感觉会不会有所不同？为什么？学生基本上都觉得会弱一些.但体验之后，两次都参与的学生却觉得感觉差不多.

在这一系列认知和现实的矛盾冲突之后，学生心里就会有很多疑惑，比如：断开开关时通过人体的电流哪来的？人数不等时，通过人体的电流到底等不等？……

为顺利解开这些疑惑，笔者引导学生分析：是哪个元件在什么时候发生了什么变化？

先给学生30 s的时间独立思考，再给学生1 min的时间组内讨论，最后小组汇报、交流、补充.学生基于楞次定律基本上都会分析出由于线圈上原电流的减小，引发磁通量的减小，发生电磁感应现象，产生感应电流，阻碍原电流的减小.

设计理念.俗话说：“好奇心是人类探索未知世界的原动力.”只要我们对新事物保持孩童般探究的欲望，就有无穷无尽的动力.该设计通过“千人震”实验极大程度地激发了学生探究的欲望，当学生有了学习的欲望，明白了为什么要学习，就能最大程度地主动学习，创造性地开展研究.在体验“千人震”的过程中，学生的思维往往都是基于已有的认知水平做出的自然反应，但这种认知往往和实践体验的结果相反.这种认知差异上的思维碰撞，会促进学生不断内省和自我调节，重新建构新的知识体系，提升思维品质，甚至能激荡出创新的火花.

2.2 自主设计实验，从定性到定量，提升思维品质的深刻性

学生是课堂学习的主体，课堂教学应充分体现学生的主体性、独立性和能动性，为学生提供体验探究、评价反思的机会，达到内化提升、主动建构、完善认知和发展能力的目的.

笔者先引导学生分析：如何观察断电时电路中的电流？应该有何现象？再让各小组学生利用“学生线路实验板”，自主设计电路，实验探究，观察现象，分析原因.学生观察到：灯泡闪亮后才逐渐熄灭.学生又会疑惑：为什么会先闪亮一下呢？

笔者利用双电流传感器，分别测量并记录线圈和灯泡支路的电流变化I-t图像( 如图2)，学生观察并分析图像，解开疑惑.

图2

在这一环节中，学生通过自主设计、实践体验、观察分析、逻辑推理等一系列切身体验的活动，增强了实践能力，锤炼了逻辑思维，发展了学生高阶思维能力.

图3

学生经历了断电自感的理论和实践过程分析，为通电自感的分析奠定了良好的基础.笔者依然先引导学生理论分析，再启发学生小组合作，利用“学生线路实验板” 经历图3—图5逐步完善的设计过程，定性地认识通电自感.

图4

图5

为了从定性到定量认识自感，进一步培养学生思维的深刻性，笔者建议学生根据实验现象和自己对自感的理解作出通电和断电阶段两支路的I-t图像，并交流、讨论、相互评价.笔者再利用双电流传感器，分别测量并记录两支路的电流从闭合到断开的I-t图像(如图6、图7)，引导学生观察、分析，并对自己做出的I-t图像作自我评价.

设计理念.科学探究是培养学生物理观念、科学思维、科学态度和责任的重要手段和有效载体，也是一种综合的能力.学生通过自主设计实验、改进实验、分析实验等一些列实践体验活动，逐步建立起了能量观念，提升了科学推理、科学论证和科学探究的能力，认清了科学本质.通过对双电流传感器演示实验的观察、分析、推理，对通电和断电自感会由外而内产生更加深刻的认识.从理论到实践，从现象到本质，从定性到定量，学生的实践能力得到锻炼，物理思维得到提升，学科核心素养得到培养.

图6

图7 通电自感E-t局部放大图

2.3 尊重学生智慧，从“预设”到“生成”，提升思维品质的创造性

教学的对象是一个个具有独特智慧的个体，教学的过程也是一个极其复杂的动态变化的综合性过程.这就需要教师基于自身的教学经验、学生特点，在课前对课堂教学的过程做精心而充分的“预设”，同时，也要充分尊重学生在课堂上的偶发“生成”，让教学的步伐适当慢下来，把时间还给学生，让学生有所思、有所悟，一定程度上来讲，慢课堂，未尝不是一件好事.

在笔者演示通电自感阶段，调节滑动变阻器让两灯泡正常发光，然后断开开关，再合上开关，观察、分析通电自感过程中的电流随时间变化I-t图像时，就有学生提出了几点疑义：

生1：闭合开关，稳定时之后，两支路电流大小为什么不等？

生2：在研究通电自感的电路中，断电时也发生了自感现象，可为什么没有看到灯泡延迟熄灭？

生3：闭合开关，滑动变阻器支路的电流为什么也是逐渐增大？但又没有看到灯泡延时变亮？

对于这几个课前“预设”之外的意外，笔者并没有立即给出答案，而是引导和启发学生独立思考、自主合作、探究体验来解决.

对于第1个问题，学生简单分析就会发现，其实是因为用滑动变阻器调节两支路灯泡亮度相等时，并没有真正做到电流完全相等，只是感觉上亮度相同，就认为电流相等而已.笔者顺势提问：你能想个什么办法，调节滑动变阻器让两支路电流相等呢？学生立刻就明白，可以借助电流传感器.

对于第2个问题，笔者先鼓励学生小组讨论、组间交流，学生的意见基本趋于统一：可能是感应电动势对电流减小的阻碍比较弱，延时较短，不能观察到.笔者再将两次的电流随时间变化的图像对比地展示给学生观察，学生能明显看出来时间延迟确实比较短.

对于第3个问题，笔者请学生们自己观察滑动变阻器的结构特点，学生马上就明白了：滑动变阻器也是由线圈绕制而成，通电时也会发生自感现象，但匝数较少，延时不明显.

设计理念.高中物理课程内容多，课时少，所以很多教师的课堂还是以知识讲授为主，想方设法挤时间讲习题，但这样的课堂缺乏生气，没有活力，学生被动接受，能力缺乏，思维僵化.新课程理念下的课堂是一个“多元化”的课堂，学生才是课堂活动的主体，学生在课堂上的偶发“生成”应成为课堂中宝贵的教学财富，有时可能会打乱教学的节奏，不能完成预设的教学任务，但我们会能让学生有更多的收获和惊喜.所以，不能一味排斥与“预设”相背的“生成”， 反而应加以保护和鼓励，否则，就会极大地抑制学生学习的欲望、主动性和能动性，教学的效果就会大打折扣.所以，课堂教学要精心设计，但又不能排斥生成，“预设”要与“生成”相统一，让学生在民主、和谐的氛围中获得知识、培养思维、提升能力、孕育情感.[2]

2.4 体验创新设计，从封闭到开放，提升思维品质的开放性

能否运用所学的物理知识和思想方法解决实际问题是检验和锻炼思维品质的重要方法和手段.在解决实际问题的过程中，学生对概念、规律的理解会更加深刻，同时形成统领这些概念和规律的大概念——物理观念，动手能力、创造思维、情感态度也都能得到有效提升.

图8

师：请同学们利用提供的1节干电池，1根导线和1块钢丝板(如图8)，结合所学的物理知识，“制造”电火花.

学生活动.学生在起初的探究过程中就暴露出来很多问题：比如，有些学生觉得一根导线太少，没法连成回路；有些学生直接把干电池、导线和一块钢丝板连接，根本观察不到电火花……

面对这些问题，笔者鼓励将组内合作扩展为组间合作，彼此分享成功的经验、失败的教训，最后学生在合作互助中利用导线绕制线圈，让导线的一端在钢丝网上划过，产生电火花.

师：产生电火花的原理是什么？钢丝板的作用是什么？

生：断电自感，钢丝板起到开关的作用.

这样，不仅培养了学生动手实践的能力，加深了学生对问题本质的认识，还提升了学生分析、综合、评价、创造能力.

师：如何能让产生的电火花更加明显？

学生活动：学生进一步探究体验，并提出了很多创造性的方法.

生1：增加干电池的节数.

生2：增加线圈的匝数.

生3：增大线圈的横截面积.

生4：让导线在钢丝网上划得更快一些.

……

笔者拓展了科学探究的深度，进一步培养学生的高阶思维能力，同时为自感电动势和自感系数的教学做好了铺垫.

设计理念.在学习活动中，最重要的并不是学生是否完成了指定的学习任务，而是学生在这个过程中对任务完成所需的认识、理解、分析、综合、思维判断等思想方法的反省及在这种反省或讨论过程中的再认识和再综合.[3]在这一教学环节中，笔者打破常规，设置了开放性较高的“真问题”，引导学生在科学探究的过程中像科学家一样去综合思考、灵活地解决问题.在解决问题的过程中，加深对基本知识的再认识、基本技能的新体验，又培养了学生独特的思维品质和研究方法，提高实践和创新能力，还让学生体验了在探究过程中所经历的失意、困惑、惊喜等情感，培养学生科学探究中的专注力、意志力，形成积极向上的价值观念，努力提高科学探究的质量和物理实验的育人功能.

3 结束语

新课程提倡培养学生的核心素养，其核心就是要培养学生的科学思维，培养科学思维中模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新的思维品质.一旦学生的科学思维培养起来了，他们解决问题的能力就提升了，就能够灵活地解决生产生活中遇到的复杂多变的实际问题.科学思维的培养需要教师创设“真情境”，给学生留足思维发展的时间和空间，让学生的思维品质在具体的实践体验中逐步提升.