问题驱动下的高中物理高阶思维课堂教学探究

摘要：从目前来看，物理课教学仍然面临着一些现实困境，将过多精力放在了知识目标上。同时，部分教师习惯用预设性问题对学生进行引导，课堂讨论环节缺乏深度，且教学方式过于单一，以“讲授式”为主，忽视了分析、综合、评价、创新等高阶思维能力的培养。加之，教学手段缺乏创新性、互动性，不利于学生高阶思维发展。为此，本文将以“超重与失重”教学为例详细阐述问题驱动下的物理高阶思维课堂教学策略，旨在更好地培养学生高阶思维能力。

关键词：问题驱动；物理；高阶思维

物理学科中的高阶思维主要表现在分析、评价、创造多个方面，问题作为思维的载体，可打破“知识惰性”。优质的问题可让学生从“记忆公式”转向“问题解决”。课堂教学中，在问题驱动下构建高阶思维课堂更利于提高课程教学效果，并加深学生对知识的理解，通过以问启思、以思促行的方式有效提升学生学习效率。

一、创设情境，生成问题

创设情境，生成问题是一种有效的教学策略，能激发学生高阶思维。实际教学中，要紧密联系日常生活中的物理现象为学生创设真实的教学情境，让学生对物理问题产生共鸣，激励学生从自身经验出发展开分析、判断和推理等，以此构建起高阶思维课堂。具体教学中，要注重创设不同类型的教学情境。如生活实例情境、实验探究情境、科技应用情境等，有效利用多样情境生成问题，驱动学生展开一系列高阶思维活动。

在本节课教学时，可先为学生详细讲解超重和失重的概念以及产生条件，并运用牛顿第二定律分析超重和失重现象。接着，用多媒体教学工具为学生播放宇宙飞船发射过程的视频，向学生直观展示宇航员在太空中的超重和失重状态。如面部“发胖”、“水肿”等，再向学生提问：“在太空中，物体的重力是否会发生改变？为什么宇航员会经历超重和失重现象？”引导学生结合本节课学习的知识自主分析超重和失重现象。然后，可继续用多媒体教学工具为学生模拟日常生活中比较常见的超重和失重现象，如蹦极、电梯升降等等，并向学生提问：“超重和失重的条件有哪些？”引导学生进行分析和解释。在这里，通过创设真实情境生成课堂提问，形成了分析、判断等高阶思维培养点，有效锻炼了学生高阶思维能力。

二、探究实践，主动建构

在高阶思维课堂教学中，要注重为学生布置一些探究实践类学习任务，如物理量测量实验、推理性实验、研究型实验、验证性实验等，结合实验内容生成问题，以驱动学生认真观察实验现象并进行分析。同时，通过尝试操作实验自主发现规律，总结出相关实验结论。如此，可让学生实现从分析到评价的思维进阶。

在本节课教学中，为加深学生对超重和失重定义以及超重和失重现象产生条件的理解，可先向学生提出一个问题：“超重和失重现象是如何产生的？”再为学生设计几个实验方案，驱动学生通过探究实践分析、推理问题。方案一，用弹簧秤和钩码进行实验，将钩码挂在弹簧秤下并缓慢上下移动和突然竖直进行上下移动操作，观察并分析弹簧秤示数的变化；方案二，利用力学轨道小车和电子秤进行实验，将小车放在电子秤上并沿轨道进行不同加速度的运动，观察并分析电子秤示数的变化；方案三，使用电子计时器和纸带记录小车在不同状态下的加速度，与电子秤示数进行对比分析。设计好具体的实验方案内容以后，将学生分为若干个学习小组，保证每个小组有4-5人，要求学生以小组为单位探究实验并结合实验结果用牛顿第二定律分析超重和失重现象。实验探究活动结束后，鼓励学生提出自己的疑惑。如“为什么突然竖直上移时弹簧秤示数会变大？”“加速度与超重和失重现象有什么关系？”待学生提出了自己发现的问题以后，组织他们以小组为单位交流所提出的问题，并利用本节课所学知识进行分析和解释。

三、技术赋能，拓展深度

如今，智能化教学工具得到了广泛应用，为此，需有效利用信息技术手段为高阶思维课堂教学提供丰富、准确的数据支持，便于学生通过对数据的处理和分析深入理解相关物理问题，以此拓展问题的思考深度。同时，可将信息技术手段作为误差分析、数据测量的重要工具，确保学生能深度理解和探究物理问题，从中养成高阶思维能力。

在本节课教学中，为了帮助学生理解超重和失重的本质，可尝试引入力的传感器、数据采集系统、计算机等信息技术工具，再进行实验，将钩码挂在弹簧秤下，利用力的传感器实时测量钩码对弹簧秤的拉力，将数据传输至计算机上。在这个过程中，指导学生进行分组实验，通过改变钩码质量或弹簧秤的加速度来观察拉力的变化。然后，有效利用数据采集系统对实验数据进行可视化处理，将实验数据整理成拉力随时间变化的曲线图，向学生提问：“如何从曲线图变化中提出关于超重和失重的问题？超重和失重现象的本质是什么？”请学生结合曲线图进行分析，并运用牛顿第二定律分析计算机中记录的数据，从中得出超重和失重现象产生的条件以及与加速度的关系。当学生理解了超重和失重的本质以后，再向他们提出问题：“超重和失重现象有哪些应用价值？”请学生尝试利用信息技术手段做一些小发明来解决问题。在这里，通过运用信息技术开展教学，更好地拓展了学生对问题的思考深度，有效培养了学生高阶思维能力。

四、优化评价，思维显化

以问题为驱动开展高阶思维课堂教学活动时，要注重优化教学评价方式，恰当引入思维可视化工具。具体教学中，可引导学生通过绘制思维导图的方式来分析、解决问题，以直观展现自己的思维过程和结果。同时，要注重采取过程性评价策略，科学引入问题解决日志，全面记录学生的问题思考过程，以精准完成对高阶思维课堂教学效果的评价，更好地支持个性化问题驱动教学活动的展开。

在本节课教学中，当学生完成了课堂学习任务以后，可为他们布置一个任务，要求学生自行撰写问题解决日志，用于记录自己对本节课学习中某一问题的思考迭代过程。如“超重和失重现象是如何产生的？”，要求学生认真记录自己初始思考结果以及如何改进思考角度，并深刻反思问题解决过程中的收获和不足。通过采取撰写问题解决日志这种教学评价方式，不仅能全面反馈学生对知识的学习情况，还利于兼顾不同思维水平的学生，精准反映问题驱动下高阶思维课堂构建效果，为后续教学指明方向。

总之，以问题为驱动实施教学利于提升学生分析综合、推理论证等高阶思维能力，帮助学生轻松突破认知难点。教学实践中，为取得最佳的育人效果，要注重以问题为驱动，通过创设情境、探究实践、技术赋能、优化评价等有效策略来为学生构建高阶思维课堂，让学生在提出问题、分析问题、探究问题、解决问题过程中显著提高高阶思维能力。

参考文献

[1]王猛.问题驱动下高中物理深度学习教学探索与实践[J].数理天地：高中版，2023（12）：56-58.

[2]朱晋明.问题驱动法走出"超重与失重"思维误区[J].物理通报，2022（10）：128-129.